测量学-4距离测量

1、课程内容课程内容1 1绪论绪论2 2水准测量水准测量3 3角度测量角度测量4 4距离测量距离测量5 5测量误差基本知识测量误差基本知识6 6 小区域控制测量小区域控制测量 7 7地形图测绘地形图测绘8 8地形图应用地形图应用9 9施工放样施工放样 1010全站仪、全站仪、GPSGPS及其应用及其应用 1111选学章节选学章节 4.1 钢尺量距钢尺量距 4.2 视距测量视距测量 4.3 光电测距光电测距 4.4 直线定向直线定向 4.5 坐标正反算坐标正反算引子：引子：基本观测元素：基本观测元素： 4距离测量距离测量4.1 钢皮尺量距钢皮尺量距 一、工具一、工具名称名称规格规格(m)(m)最小刻

2、划最小刻划材料材料精度精度零点零点钢尺钢尺2020、3030、5050mmmm钢钢高高刻线尺刻线尺皮尺皮尺3030、5050、100100cmcm纤维纤维中中端点尺端点尺测绳测绳5050、100100m m纤维纤维低低端点尺端点尺其它其它测钎、花杆、垂球、弹簧称、温度计等测钎、花杆、垂球、弹簧称、温度计等高差：高差：h h角度：角度：、距离：距离：D D2.2.方法：方法：1.1.定义定义：在两点之间的直线方向上确定若干个中间点的工作。：在两点之间的直线方向上确定若干个中间点的工作。 A.A.目估定线法：目估定线法：( (精度精度5cm)5cm)B.B.仪器定线法：仪器定线法：( (精度精度5

3、mm)5mm)二、直线定线二、直线定线 ( (为什么要定线？为什么要定线？) )三、直线丈量三、直线丈量1.1.平坦地丈量：平坦地丈量：先定线，后丈量；先定线，后丈量；先整尺，后尾尺。先整尺，后尾尺。 2.2.倾斜地丈量倾斜地丈量斜量法：（坡度均匀）斜量法：（坡度均匀）c co os sD DD Do or rh hD DD D 2 22 2平量法：平量法： ( (坡度不均匀）坡度不均匀） D=DD=D1 1+D+D2 2+ +D+Dn nhDn lqDn lqD1D2DnD四、精度评定四、精度评定往返丈量，求相对误差往返丈量，求相对误差 满足要求，取算术平均值，否则，重测满足要求，取算术平均

4、值，否则，重测 K K要求要求:1/1000:1/10001/30001/3000，一般要求一般要求1/20001/2000五、精密丈量五、精密丈量( (略略) ) /1/KD DM 往往返返较较差差 平平均均长长度度舍整舍整线段线段往测往测返测返测较差较差平均值平均值相对误差相对误差备注备注ABAB9.9909.99010.01010.0100.0200.02010.00010.0001/5001/500不合格不合格CDCD99.99099.990 100.010100.010 0.0200.020 100.000100.0001/50001/5000合格合格4.24.2视距测量视距测量 一

5、、视距测量原理一、视距测量原理D=d+f+c=(f/p)D=d+f+c=(f/p)* *n+f+c n+f+c 其中其中p p为视距丝间距为视距丝间距A.A.平距平距Dkn B.B.高差高差hiv 1.1.视线水平时视线水平时2.2.视线倾斜时视线倾斜时 A.A.平距平距2cosDkn B.B.高差高差式中式中D D平距平距h h高差高差k k视距乘常数视距乘常数n n尺间隔尺间隔i i仪器高仪器高v v目标高目标高倾角倾角12sin2hkniv 二、视距测量的观测与记录计算二、视距测量的观测与记录计算 欲测定欲测定、两点间水平距离和高差两点间水平距离和高差h h，其观测方，其观测方法和步骤如

6、下：法和步骤如下： A. A. 在测站点在测站点安置经纬仪，量取仪器高安置经纬仪，量取仪器高i i，在测点，在测点处处立水准尺。立水准尺。B. B. 盘左（或盘右）望远镜照准盘左（或盘右）望远镜照准处标尺，读取上、下丝读处标尺，读取上、下丝读数，计算尺间隔数，计算尺间隔n n。C.C.竖盘指标水准管气泡居中竖盘指标水准管气泡居中, ,读取中丝读数读取中丝读数v v和竖盘读数和竖盘读数L(R)L(R)，计算竖直角计算竖直角。D D记录计算记录计算 2cosDkn 12sin2hkniv 2112PPPPhHH三角高程测量计算公式三角高程测量计算公式视距测量记录表 测站日期观测员.仪器编号天气记录

7、员.测站测站 仪高仪高目目标标竖盘竖盘位置位置尺上读数尺上读数视距视距间隔间隔竖盘读数竖盘读数竖直角竖直角高高差差平平距距上丝上丝中丝中丝下丝下丝O1.25A左左右右1.1.分类分类2.2.测程测程 短程：短程：3km3km 中程：中程：3 315km15km 远程：远程：15km15km 与棱镜数有关与棱镜数有关3.3.原理原理 5.5.成果成果标称精度标称精度 m=m=(A+B(A+BD)D) 如如 DI5SDI5S m= m=(3mm+2ppm(3mm+2ppmD)D)仪器改正，仪器改正，气象改正，气象改正，倾斜改正。倾斜改正。4.4.精度精度 红外线红外线红外测距仪红外测距仪 激光激光

8、激光测距仪激光测距仪12Dc t 4.34.3光电测距（电磁波测距）光电测距（电磁波测距） 4.44.4直线定向直线定向 一、定义一、定义：确定某一直线与标准方向间的夹角关系的工作。确定某一直线与标准方向间的夹角关系的工作。 二、标准方向（三北方向）二、标准方向（三北方向） 1.1.真子午线方向真子午线方向( (真北真北) ) 2. 2.磁子午线方向磁子午线方向( (磁北磁北, ,指向磁南极指向磁南极) ) 3. 3.坐标纵轴方向坐标纵轴方向( (坐北坐北) )磁北真北坐北AB三北方向的关系图图中：图中： 磁偏角磁偏角 子午线收敛角子午线收敛角 磁坐偏角磁坐偏角在某一地区是常量在某一地区是常量

9、三、直线定向的表示方法三、直线定向的表示方法1.1.方位角方位角从标准方向的北端顺时针方向量至某一直线的水平角。从标准方向的北端顺时针方向量至某一直线的水平角。大小：大小：0 0-360-360 分类：分类： 1 1）真方位角）真方位角A A 2 2）磁方位角）磁方位角m m 3 3）坐标方位角）坐标方位角 正反方位角正反方位角 0180BAAB0180正反磁北真北坐北ABA Am mABBAA AB B2.2.象限角象限角 从标准方向的北端（南端），顺时针（逆时针）量至某从标准方向的北端（南端），顺时针（逆时针）量至某一直线的锐角。大小：一直线的锐角。大小：0 0-90-90，用，用R R表

10、示。表示。 不仅有大小，而且有方向不仅有大小，而且有方向如如R R6060可表示为可表示为北偏东北偏东6060、北、北6060东、东、NE60NE60、N60N60E E正反象限角，大小相等，方向相反正反象限角，大小相等，方向相反3.3.象限角与方位角的关系象限角与方位角的关系象限象限关系关系 R R180180R R180180R R360360R R北东南西OAB4.5 4.5 直角坐标与极坐标的转换直角坐标与极坐标的转换D D1212 1212X Xy y0 0 X X1212 Y Y12122.2.已知两点的极坐标关系，求它已知两点的极坐标关系，求它 们的直角坐标关系们的直角坐标关系(

11、 (坐标正算坐标正算) )： X X1212=D=D1212coscos 1212 Y Y1212=D=D1212sinsin 12123.3.已知两点的直角已知两点的直角 坐标关系，求它坐标关系，求它 们的极坐标关系们的极坐标关系 ( (坐标反算坐标反算) )：121211221221212xytgyxD1.1.在坐标系中表示两个点的关系：在坐标系中表示两个点的关系： 极坐标表示：极坐标表示： D D1212， 1212； 直角坐标表示：直角坐标表示： X X1212， Y Y1212 ( ( X X1212=X=X2 2-X-X1 1， Y Y1212=Y=Y2 2-Y-Y1 1) ) 坐标方位角的角值范围在坐标方位角的角值范围在0 0360360间，而间，而arctanarctan函数的角函数的角值范围在值范围在90909090间，两者是不一致的。间，两者是不一致的。 按按arctanarctan计算坐标方位角时，计算出的是象限角，因此，计算坐标方位角时，计算出的是象限角，因此，应根据坐标增量应根据坐标增量x x、y y的正、负号，按表（象限角与方的正、负号，