第四章距离测量与直线定向

1、第四章 距离测量与直线定向第一节 地面上的点标记与直线定线一、地面上点的标志点的标志可分为临时性和永久性两种。临时性标志可采用木桩打入地中，桩顶略高于地面，并在桩顶钉一小钉或画一个十字表示点的位置。永久性标志可用石桩或混凝土桩，在石桩顶刻十字或在混凝土桩顶埋入刻有十字的钢柱以表示点位。二、丈量工具通常使用的量距工具为钢尺、卷尺、皮尺和测绳，还有测钎、标杆和垂球等辅助工具。 三、直线定线1. 目估定线2. 经纬仪定线3.确定直线方向与标准方向 之间的关系称为直线定向在测量工作中以子午线方向为标准方向。子午线分真子午线、磁子午线和轴子午线三种。 4.直线方向常用方位角来表示方位角就是以标准方向为起

2、始方向顺时针转到该直线的水平夹角，所以方位角的取值范围是由0到360。四、丈量方法（往返丈量）1. 在平坦地面丈量距离用下式计算：D=nl+l 式中：l整尺段的长度； n丈量的整尺段数； Dl零尺段长度。 往返丈量较差 DD = D往-D返距离平均值 D平=（D往-D返）/2相对误差 K=DD/D平五、距离丈量的注意事项1影响量距成果的主要因素 (1)尺身不平。 (2)定线不直。 (3)拉力不均。 (4)对点和投点不准。 (5)丈量中常出现的错误。 2注意事项(1)距离丈量的三个基本要求是：“直、平、准”。(2)丈量时尺身要置水平，尺要拉紧。(3)钢尺在拉出和收卷时，要避免钢尺打卷。(4)尺子

3、用过后，要用软布擦干净后。 第二节 尺长方程与钢尺的鉴定1 尺长方程式 钢尺由于其制造误差、经常使用中的变形以及丈量时温度和拉力不同的影响，使得其实际长度往往不等于名义长度。因此，丈量之前必须对钢尺进行检定，求出它在标准拉力和标准温度下的实际长度，以便对丈量结果加以改正。钢尺捡定后，应给出尺长随温度变化的函数式，通常称为尺长方程式，其一般形式为2 钢尺检定的方法钢尺应送没有比长台的测绘单位校定，但若有检定过的钢尺，在精度要求不高时，可用检定过的钢尺作为标准尺来检定其它钢尺。检定宜在室内水泥地面上进行，在地面上贴两张绘有十字标志的图纸，使其间距约为一整尺长。用标准尺施加标准拉力丈量这两个标志之间

4、的跟离，并修正端点使该距离等于标准尺的长度。然后再将被检定的钢尺施加标准拉力丈量该两标志问的距离，取多次丈量结果的平均值作为被检定钢尺的实际长度，从而求得尺长方程式。 3 尺段长度的计算 精密量距中，每一尺段长需进行尺长改正、温度改正及倾斜改正，求出改正后的尺段长度。计算各改正数如下： (1)尺长改正 钢尺在标准拉力、标准温度下的检定长度L，与钢尺的名义长度L0往往不一致，其差LLL0数 ，即为整尺段的尺长改正。任一尺段L 的尺长改正数为 L(LL0)L/L0 (2)温度改正 设钢尺在检定时的温度为t0，丈量时的温度为t，钢尺的线膨胀系数为，则某尺段L 的温度改正为 Lt(tt0)L (3)倾

5、斜改正 设L为量得的斜距，h为尺段两端间的高差，现要将L改算成水平距离d，故要加倾斜改正数 Lhh2/2L 倾斜改正数永远为负值。 4 钢尺量距的误差分析 一、定线误差 二、尺长误差 钢尺必须经过检定以求得其尺长改正数。尺长误差具有系统积累性，它与所量距离成正比。精密量距时，钢尺虽经捡定并在丈量结果中进行了尺长改正，其成果中仍存在尺长误差，因为一殷尺长检定方法只能达到0.5mm左右的精度。一般量距时可不作尺长改正； 三、温度误差 由于用温度计测量温度，测定的是空气的温度，而不是尺于本身的温度，在夏季阳光曝晒下，此两者温度之差可大于5C。因此，量距宜在阴天进行，并要设法测定钢尺本身的温度。 四、

6、拉力误差 钢尺具有弹性，会因受拉而伸长。量距时，如果拉力不等于标准拉力，钢尺的长度就会产生变化。精密量距时，用弹簧秤控制标准拉力，一般量距时拉力要均匀，不要或大或小。 五、尺子不水平的误差 钢尺一般量距时，如果钢尺不水平，总是使所量距离偏大。精密量距时，测出尺段两端点的高差，进行倾斜改正。用普通水准测量的方法是容易达到的。 六、钢尺垂曲和反曲的误差 钢尺悬空丈量时，中间下垂，称为垂曲。故在钢尺检定时，应按悬空与水平两种情况分别检定，得出相应的尺长方程式，按实际情况采用相应的尺长方程式进行成果整理，这项误差可以不计。 在凹凸不平的地面量距时，凸起部分将使钢尺产生上凸现象，称为反曲。设在尺段中 部

7、凸起05m，由此而产生的距离误差，这是不能允许的。应将钢尺拉平丈量。 七、丈量本身的误差 它包括钢尺刻划对点的误差、插测钎的误差及钢尺读数误差等。这些误差是由人的感官能力所限而产生，误差有正有负，在丈量结果中可以互相抵消一部分，但仍是量距工作的一项主要误差来源。第三节 罗盘仪的构造与使用 一、罗盘仪的构造罗盘仪是利用磁针确定直线方向的一种仪器，通常用于独立测区的近似定向，以及林区线路的勘测定向。右图为DQL-1型罗盘仪构造图。它主要由望远镜、罗盘盒、基座三部分组成。二、罗盘仪的使用将罗盘仪置于直线一端点，进行对中整平，照准直线另一端点后，放松磁针制动磁针。待磁针静止后，磁针在刻度盘上所指的读数

8、即为该直线的磁方位角。 第四节 光电测距仪简介一、概况 长距离丈量是一项繁重的工作，劳动强度大，工作效率低，尤其是在山区或沼泽区，丈量工作更是困难。人们为了改变这种状况，于五十年代研制成了光电测距仪。近年来，由于电子技术及微处理机的迅猛发展，各类光电测距仪竞相出现，己在测量工作得到了普遍的应用。 二、测距原理 欲测定A、B两点间的距离D，安置仪器于A点，安置反射镜于B点。仪器发射的光束由A至B，经反射镜反射后又返回到仪器。设光速c为已知，如果光束在待测距离D上往返传播的时间 。已知，则距离D可由下式求出 式中cc。n，c。为真空中的光速值，其值为ms, n为大气折射率，它与测距仪所用光源的波长，测线上的气温t, 气压P和湿度e有关。 1 脉冲式测距 由测距仪的发射系统发出光脉冲，经被测目标反射后，再由测距仪的接收系统接收，测出这一光脉冲往返所需时间间隔( )的钟脉冲的个数以求得距离D。由于计数器的频率一殷为300MHz(300106Hz)，测距精度为O.5m，精度较低。 2 相位式测距 由测距仪的发射系统发出一种连续的调制光波，测出该调制光波在测线上往返传播所产生的相依移，以测定距离D。红外光电测距仪一般都采用相位测距法。 在砷化镕(GaAs)发光二极管上