第四章 距离测量及直线定向

1、第四章 距离测量与直线定向 距离测量的主要任务是测量水平距离。 水平距离是指地面上两点垂直投影在同一水平面上的直线距离。距离测量的方法钢尺量距钢尺量距光电测距仪测距光电测距仪测距视距测量视距测量GPS测量测量第一节 钢尺量距一、量距的工具钢尺钢尺 长度20m，30m，50m 也称钢卷尺，有刻线尺和端点也称钢卷尺，有刻线尺和端点 2. 测钎（测针）测钎（测针） 3.标杆标杆4.弹簧秤、温度计、垂球弹簧秤、温度计、垂球二、直线定线二、直线定线定义：定义： 地面上两点间的距离超过一整尺长 地势起伏较大，一尺段无法完成丈量工作 需要在两点的连线上标定出若干个点按精度要求的不同，直线定线分为：按精度要求

2、的不同，直线定线分为：目估定线经纬仪定线平地目估定线方法：经纬仪定线方法：三、钢尺量距的一般方法 1平坦地面上的量距方法平坦地面上的量距方法ABDn lq 式中式中 n整尺段数；整尺段数； l钢尺长度钢尺长度（m）；）； q不足一整尺的余长不足一整尺的余长（m）。）。1()2DDD平均往返 钢尺量距时，一般还应由钢尺量距时，一般还应由B点量至点量至A点进行返测。点进行返测。 返测时应重新进行定线。 取往、返测距离的平均值作为直线AB最终的水平距离。2倾斜地面上的量距方法 （1）平量法ABDl1l2l3l4ABDl1l2l3l4垂球 cosABABLD 22ABABABhLD （2）斜量法 AB

3、LDh1DDKDDDD往返平均平均往返 量距精度通常用相对误差K来衡量，相对误差K应化为分子为的分数形式。 相对误差分母愈大,则K值愈小，精度愈高；反之，精度愈低。 在平坦地区，钢尺量距一般方法的相对误差一般不应大于1/3 000；在量距较困难的地区，其相对误差也不应大于1/2 000。例例4-14-1 用30m长的钢尺往返丈量A、B两点间的水平距离，丈量结果分别为：往测4个整尺段，余长为9.98m；返测4个整尺段，余长为10.02m。计算A、B两点间的水平距离DAB及其相对误差K。m98.129m98. 9m304 qnlDABm02.130m02.10m304 qnlDBAm00.130m

4、)02.130m98.129(21)(21av BAABDDD32501m00.130m04. 0m00.130m02.130m98.129av DDDKBAAB解：解：五、钢尺量距的误差及注意事项 1尺长误差 新购置的钢尺必须经过检定，以便进行尺长改正。 2定线误差 当待测距离较长或精度要求较高时，应用经纬仪定线。 3拉力误差 精密量距时，必须使用弹簧秤。 4钢尺垂曲误差 垂曲误差会使量得的长度大于实际长度 5钢尺不水平的误差 用平量法丈量时，钢尺不水平，会使所量距离增大。因此，用平量法丈量时应尽可能使钢尺水平。 精密量距时，测出尺段两端点的高差，进行倾斜改正，可消除钢尺不水平的影响。 6丈

5、量误差 在量距时应尽量认真操作，以减小丈量误差。 7温度改正第二节 视距测量一、视距测量原理 进行视距测量，要用到视距丝和视距尺。 视距丝即望远镜内十字丝分划板上的上下两根短丝，它与中丝平行且等距离。 视距尺是有刻划的尺子，和水准尺基本相同。nm视距丝视距丝十字丝十字丝 1视线水平时的水平距离和高差公式ABnmpnmMN11121314nmnnDhlicKnD式中 K视距乘常数，通常K=100； c 视距加常数，常数c值接近零 。nKnD100中丝读数，llihliHHAB2视线倾斜时的水平距离和高差公式ABEMNMN nnLKnDhhiilcosKnnKL2coscosKnLDA、B两点间的

6、高差h为：lihh sinLh sincosKn2sin21KnlihhliKn2sin21HAHBABABhHH 第三节 直线定向标准方向 确定直线与标准方向之间的关系，称为直线定向。AB一、标准方向 1真子午线方向 地球两极 2磁子午线方向 地磁两极 3坐标纵轴方向(轴子午线方向)子午线收敛角 + 磁偏角磁偏角二、方位角角值范围：036012标标准准方方向向N12真北真北磁北磁北+坐标北坐标北12A12Am121.真方位角A2.磁方位角Am3.坐标方位角，方向角 180BAAB 四、坐标方位角 1正、反坐标方位角正、反坐标方位角间的关系为：x(N)yOABxABxBA21222123180

7、 32333234180 2坐标方位角的推算1234x122x23213x3432其中：其中：2 为前进方向的右侧，为前进方向的右侧， 称为称为右角右角 3为前进方向的左侧，为前进方向的左侧， 称为左称为左角角推算坐标方位角的一般公式为：如果360，应自动减去360；如果0，则自动加上360。 右后前左后前180180五、象限角 1象限角 由坐标纵轴的北端或南端起，沿顺时针或逆时针方向量至直线的锐角，称为该直线的象限角，用R表示，其角值范围为090。x(N)y(E)ORO11(S)(W)2RO23RO34RO4需注明象限名称第象限，北东2坐标方位角与象限角的换算关系x(N)x(N)x(N)x(

8、N)y(E)y(E)yy(S)(S)(W)(W)OOOORO1O2RO2O3RO3RO4O41234O1在第象限: R在第象限: 180R在第象限: 180 R在第象限: 360R第五节 电磁波测距测距方法比较：传统钢尺丈量劳动强度大，效率低，复杂地形无法工作普通视距测量迅速、简便，但测程较短，精度较低。电磁波测距法高精度，高效率，不受地形限制ABD一、脉冲式光电测距仪测距原理 可在A点安置能发射和接收光波的光电测距仪，在B点设置反射棱镜。 光电测距仪发出的光束经棱镜反射后，又返回到测距仪。 通过测定光波在AB之间传播的时间t，根据光波在大气中的传播速度c，按下式计算距离D：ctD21 ABD二、相位式光电测距仪测距原理A点安置光电测距仪，在B点设置反射镜 光电测距仪发出的光束经棱镜反射后，又返回到测距仪。测定光波在AB之间传播的相位差，按下式计算距离D：)22ND（三、红外测距仪optical theodoliteelectronic theodoliteSteel tape EDM徕卡徕卡TPS700TPS700系系列卓越中文全列卓越中文全站仪站仪拓普康拓普康GTS 332W 全站仪全站仪索