距离测量与直线定向.ppt

1、测量学,徐州师范大学城市与环境学院,纪亚洲 电话：05165667012 邮箱： QQ:63879292,引：在确定地面点的位置时，不仅要进行角度测量，确定目标方向与坐标北方向的夹角，而且还必须进行距离测量，确定已知点与待测点之间的距离。,第 四 章 距离测量与直线的定项 学 习 要 点,钢尺量距 视距测量 电磁波测距原理 直线的定向,4-1 钢尺量距,精密量距方法 量距相对精度：110000140000 主要用途：砼、钢结构等较精密工程的 放样等。,一般量距方法 量距相对精度： 1200015000 主要用途：图根导线边长丈量、一般工 程的距离放样。,一、钢尺测距方法分类,二、钢尺测距一般方

2、法 （一）钢尺距离测量的工具 钢尺，标杆，测钎，垂球，拉力计，温度计。 1.钢尺： 钢制尺带，宽1015mm，厚度0.20.4mm，长度20m，30m，50m几种。一般老式的钢尺最基本的分化为厘米，并且只在起点一分米内有毫米刻划，在每米、分米处有数字注记。,根据钢尺起点的不同，可分为端点尺和刻线尺。端点尺的零点在尺子的一端，适合测量建筑物内部；刻线尺的起点位于尺前端的一刻线处，适合测量建筑物外部。,2.标杆 标杆主要用于直线的定线。它是木制或铝合金制的杆子，长2-3m，直径3-4cm的，杆上涂以20 cm间隔的红、白漆，以便远处清晰可见。,3.测钎 测钎用粗铁丝制成， 用来标志所量尺段的起、

3、迄点和计算已量过的整 尺段数。测钎一组为6根 或ll根。,4.其它辅助设备 此外，除上述工具外，进行距离测量还需要以下工具：垂球，温度计，和弹簧秤。 垂球用来投点； 弹簧秤用以控制拉力； 温度计用于测定温度。,（二）直线定向 当两个地面点之间的距离较长或地势起伏较大时，为使量距工作方便起见，可分成几段进行丈量。这种把多根标杆标定在已知直线上的工作称为 直线定线。一般量距用目视定线。 注意：标定顺序,由远及近,（三）量距方法 1.平坦地区的距离丈量 标出起点和终点（用木桩和铁钉）； 准备场地，清除障碍； 丈量（两人进行，定向，不足尺长的处理） 距离的计算D=nl+q(n整尺段数目,l钢尺的长度,

4、q不 足一尺的长度）,2.倾斜地区的距离丈量 （1）平量法 沿倾斜地面丈量距离，当地势起伏不大时，可将钢尺拉平丈量。丈量由A向B进行，甲立于A点，指挥乙将尺拉在AB方向线上。甲将尺的零端对准A点，乙将尺子抬高，并且目估使尺子水平，然后用垂球尖将尺段的末端投于地面上，再插以插钎。若地面倾斜较大，将钢尺抬平有困难对，可将一尺段分成几段来平量。,2.倾斜地区的距离丈量 （2）斜量法 当倾斜地面的坡度均匀时，可以沿着斜坡丈量出AB的斜距L，测出地面倾斜角，然后计算AB的水平距离D。,三、钢尺精密测距方法 目前已经被淘汰,4-2 视距测量,视距测量利用测量望远镜的视距丝，间接测定 距离和高差的方法。,优

5、点：测量速度快，不受地 形限制。 不足：精度低，距离相对误 差一般约为1/300，高 差一般为分米级。 用途：主要用于地形图测绘 (地形点的距离与高差)。,一、概述,二、视距测量的原理,十字丝板上有两根视距丝，它们在物镜光心处的张角基本是不变的。两根视距丝在物方象的间距与距离成正比,三.视线水平时视距测量公式,二.视线倾斜时视距测量公式,四.视线倾斜时视距测量公式,三.视距测量观测和计算,观测：在测站安置经纬仪，对中、整平、量仪器高； 在测点竖水准尺，瞄准(要求三丝都能读数)。,读数：每个测点读四个读数 上丝读数 a 读至毫米 下丝读数 b 读至毫米 中丝读数 l 读至厘米 竖盘读数 L 读至

6、分,五.视距测量观测和计算,视距测量通常只测盘左（或盘右），测量前 要对竖盘指标差进行检验与校正。,距测量表,视距测量表,4-3 电磁波测距,一、概况 1、按载波分,2、按测程分 短程 15km,（B 用 ppm表示 mm/km）,微波测距仪 激光测距仪 红外光测距仪,二、原理,三、时间的测定 （一）光电脉冲法时间的测定,时间测定：1、脉冲计数测时 2、模拟数字测时（电容充电）,已知： 时标脉冲频率： f=15 Mhz 电磁波速度： v=310 8 m/s 时标脉冲个数： n=100 求：距离 D,D= 1/f nv / 2= 1000 米,脉冲测距举例,（二）相位法时间的测定,由测距仪的发射

7、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。,方向观测法,本讲大纲 1.温故而知新； 2.直线的定向； 3.误差基本知识（因高数还没学完，推迟）； 4.小区控制测量概述； 5.导线测量与计算。,方向观测法,上讲内容回顾： 1. 测距的分类方法； 2.钢尺的分类与使用条件； 3.名词解释直线的定线； 4.视距法距离丈量的优缺点； 5.光电测距仪测距的原理与公式。,4-4 直线定向,1 真子午线方向 通过地球表面某点的 真子午线的切线方向，称为该点的真子午线方向，真子午线方向是用天文测量方法或用陀螺经纬仪测定的。 2

8、磁于午线方向 磁子午线方向是磁针在地球 磁场的作用下，磁针自由静止时 其轴线所指的方向。磁子午线方 向可用罗盘仪测定。,一、标准方向的种类,3 坐标纵轴方向 第一章已述及，我国采用高斯平面直角坐标系，每一6带或3带内都以该带的中央子午线为坐标纵轴，因此，该带内直线定向，就用该带的坐标纵轴方向作为标准方向。如假定坐标系，则用假定的坐标纵轴(X轴)作为标准方向。,二、表示直线方向的方法 测量工作中，常采用 方位角或象限角来表示直线的方向。 1.方位角 由标准方向的北端起，顺时针方向量到某直线的夹角，称为该直线的 方位角。取值范围0-360度。 （用a表示，三种）,北,2.象限角 由标准方向的北端或

9、南端起，顺时针或逆时针量到某直线的水平角（用R表示），取值范围090度。象限角不但要描述大小，还要描述方位。一到四象限分别用北东、南东、南西、北西来表示。,象限角与方位角的关系： I 象限： R=a II 象限： R=180-a III象限： R=a-180 IV象限： R=360-a,三、几种方位角之间的关系 1 真方位角与磁方位角之间的关系 由于地磁南北极与地球的南北极并不重合，因此，过地面上某点的真子午线方向与磁子午线方向常不重合，两者之间的夹角称为磁偏角，磁针北端偏于其子午线以东称东偏，偏于其子午线以西称西偏。直线的真方位角与磁方位角之间可用下式进行换算 A=Am+ 东偏取正值，西偏取

10、负值。我国磁偏角的变化大约在十6到一10之间,2 真方位角与坐标方位角之间的关系。 第一章中述及，中央于午线在高斯平面上是一条直线，作为该带的坐标纵轴，而其它于午线投影后为收敛于两极的曲线，地面点M、N等点的真子午线方向与中央于午线之间的夹角，称为 子午线收敛角，角有正有负。在中央于午线以东地区，各点的坐标纵轴偏在真子午线的东边，为正值；在中央于午线以西地区，为负值。 3.坐标方位角与磁方位角的关系 若已知某点的磁偏角与子午线收敛角，则坐标方位角与磁方位角之间的换算式为 a=Am+ + ,四、 正、反坐标方位角 测量工作中的直线都是具有一定方向的。直线12的点1是起点，点2是终点；通过起点1的坐标纵轴方向与直线12所夹的坐标方位角12，称为直线12的正坐标方位角。过终点2的坐标纵轴方向与直线21所夹的坐标方位角，称为直线12的反坐标方位角(是直线21的正坐标方位角)。正、反坐标方位角相差180，即由于地面各点的真(或磁)于午线收敛于两极，并不互相平行，致使直线的反真(或磁)方位角不与正真(或磁)方位角差180，给测量计算带来不便，故测量工作中均采用坐标方位角进行直线定向。,五、 坐标方位角的推算 为了整个测区坐标系