第4章距離測量和直線定向ppt課件

1、第四章 距離測量和直線定向第四章 距離測量和直線定向125678910111314CDE344.1 距離測量距離測量一 測量中的距離及其測量方法二 測距工具三 直線定線四 鋼尺量距五 光電測距4.1 距離測量距離測量(一一)測量中的距離：測量中的距離：兩點間的水平距離, 即地面上兩點投影到水平面上的直線距離。距離測量的方法：距離測量的方法：直接測距:鋼尺皮尺等丈量工具;間接測距:用光學(xué)經(jīng)緯儀和三角幾何關(guān)系測算水平距離;光電測距:電磁波測距儀.4.1 距離測量距離測量(二二)量測工具量測工具:鋼卷尺,布卷尺(皮尺),測繩,光電測距儀,光學(xué)視距儀等.輔助工具輔助工具:測釬,花桿和垂球等.4.1 距

2、離測量距離測量(二二)鋼尺鋼尺1 資料資料:薄鋼,寬10-15mm;長30-50m等幾種.2 分劃分劃:以厘米為基本分劃,適用于一般量距;以厘米為基本分劃,尺端第一分米內(nèi)有毫米分劃;以毫米為基本分劃. 后兩種適用于精密量具.3 零點位置零點位置:端點尺:零點位于尺端;(易磨損)刻線尺:以尺前端的零分劃線為零點.4 名義長度名義長度:鋼尺刻劃線的最大注記值.4.1 距離測量距離測量(三三)直線定線直線定線 當(dāng)?shù)孛嫔蟽牲c間距離較遠(yuǎn)或地表起伏較大時,為使量距方便,可分成幾段進(jìn)行丈量，在兩點的連線上標(biāo)定出若干個分段點.目估定線目估定線:儀器定線儀器定線:標(biāo)桿定線經(jīng)緯儀定線三點一線原理,精度不高.精度較

3、高.4.1 距離測量距離測量(四四)鋼尺量距鋼尺量距普通量距普通量距:每丈量一個尺段每丈量一個尺段,只需準(zhǔn)確到厘米級只需準(zhǔn)確到厘米級.精密量距精密量距:讀到毫米讀數(shù)的較為準(zhǔn)確的測距方法讀到毫米讀數(shù)的較為準(zhǔn)確的測距方法.普通量距普通量距平坦地面的距離丈量平坦地面的距離丈量傾斜地面的距離丈量傾斜地面的距離丈量 4.1 距離測量距離測量(四四)平坦地面的距離丈量平坦地面的距離丈量1. 先定線后丈量或邊定線邊丈量2. l-鋼尺長;n-整尺段個數(shù); l-不足一整尺的余長(cm).llnDAB兩人進(jìn)行,尺放在地面上,往返各一次.4.1 距離測量距離測量(四四)返往均均返往DDDDDDK14.若滿足精度要求

4、,取往返測距的平均值作為最后結(jié)果.3. 精度衡量指標(biāo):平坦地區(qū)：K1/2000）（返往均DDD21D往往測的距離；D返返測的距離相對誤差Km98.139m98.19m304lnlDABm02.140m02.20m304lnlDBAm00.140m)02.140m98.139(21)(21avBAABDDD3500100.14004. 0m00.140m02.140m98.139avDDDKBAAB例：用例：用30m長的鋼尺往返丈量長的鋼尺往返丈量A、B兩點間的水平距離，兩點間的水平距離，丈量結(jié)果分別為：往測丈量結(jié)果分別為：往測4個整尺段，余長為個整尺段，余長為19.98m；返；返測測4個整尺段

5、，余長為個整尺段，余長為20.02m。計算。計算A、B兩點間的水兩點間的水平距離平距離DAB及其相對誤差及其相對誤差K。m00.140ABD解：解：2000/1k4.1 距離測量距離測量(四四)傾斜地面的距離丈量傾斜地面的距離丈量 1. 平量法平量法: 地面起伏不大,緩坡. 將待測距離分段,目估使鋼尺水平,利用測釬或垂球使鋼尺端點投影到地面.321dddDAB沿斜坡丈量出AB的斜距L,并測出地面傾角 .4.1 距離測量距離測量(四四)22hLD2. 斜量法斜量法: 傾斜地面，坡度變化均勻a.b.cos LD沿斜坡丈量出AB的斜距L,并測出AB兩點間高差h.相對誤差相對誤差K1/1000式中 l

6、t 鋼尺在溫度t時的實際長度； l0 鋼尺的名義長度； 整尺段尺長改正數(shù)(lt-l0 )； 膨脹系數(shù),1.2510-6m/ ； 檢定時的標(biāo)準(zhǔn)溫度； 實測時的溫度。 4.1 距離測量距離測量(四四)000)(lttlllt0t鋼尺精密量距鋼尺精密量距l(xiāng)鋼尺檢定鋼尺檢定t尺長公式尺長公式4.1 距離測量距離測量(四四)lllld0htdllllDdlp 尺長改正尺段距離的計算尺段距離的計算尺長改正數(shù)p 溫度改正lttlt)(0tl溫度改正數(shù)p 傾斜改正lhllDlh22hl傾斜改正數(shù)lhlh224.1 距離測量距離測量(四四)1. 清理場地，直線定線2. 尺段測量：每尺段移動剛尺位置測三次，三次之

7、差不超過23mm，取均值得到該尺段斜距,同時記下溫度t.并且需進(jìn)行往返測量。AABB123453. 測定尺段高差h鋼尺精密量距的測量過程鋼尺精密量距的測量過程4.1 距離測量距離測量(四四)lllld0htdllllD04. 尺段距離的計算lttlt)(0lhlh225. 距離全長和相對誤差計算D往，D返 ，K， D均尺長改正：尺長改正：m0016. 08995.18300025. 00lllld溫度改正：溫度改正：mlttlt018.008995.18)205 .27(105 .12)(60傾斜改正：傾斜改正：mlhlh0001. 08995.182)065. 0(-2-22htdABlll

8、lD例例4-1 用某鋼尺量得用某鋼尺量得AB直線的長度為直線的長度為18.8995m，測量時溫度為，測量時溫度為27.5，兩點的高差為，兩點的高差為-0.065m，已知其尺長方程式為：，已知其尺長方程式為：l=30m+0.0025m+12.510-6 (t-20) 30m，試，試分別計算分別計算尺長改正、溫度改正、傾斜改正和分別計算分別計算尺長改正、溫度改正、傾斜改正和A、B間水平距間水平距離。離。水平距離：水平距離：4.1 距離測量距離測量(四四)(9028.18m4.1 距離測量距離測量(四四)5. 鋼尺量距誤差來源鋼尺量距誤差來源p 尺長誤差尺長誤差p 定線誤差定線誤差p 傾斜誤差傾斜誤

9、差p 溫度誤差溫度誤差p 拉力誤差拉力誤差p 人工影響人工影響p 鋼尺垂曲和反曲誤差鋼尺垂曲和反曲誤差p 環(huán)境影響環(huán)境影響htdllllD04.1 距離測量距離測量(五五)光電測距光電測距(電磁波測距電磁波測距)1. 原理原理: 以電磁波作為載波,傳輸光電信號,通過測定電磁波在兩點間的往返傳播的時間來計算兩點間的距離.c:電磁波傳播速度,t:傳播時間tcl214.1 距離測量距離測量(六六)2. 測距儀分類測距儀分類:按載波的不同: 光電測距儀(激光和紅外光)微波測距儀(微波)按測定傳播時間方式的不同:相位式測距儀;國產(chǎn)DM-30型,瑞士DI5S型等按測程的不同: 短程,不超過5km中程,5-

10、20km遠(yuǎn)程,超過20km(激光測距儀)紅外光電測距儀脈沖式測距儀;國產(chǎn)AJG-751型,瑞士DIOR3002S型等4.1 距離測量距離測量(六六)3. 短程紅外測距儀及其應(yīng)用短程紅外測距儀及其應(yīng)用:) 1(cosll(1) 外觀外觀:安裝在經(jīng)緯儀上，能同時觀測水平角安裝在經(jīng)緯儀上，能同時觀測水平角,豎直角和豎直角和距離距離.(2) 儀器安置儀器安置:置于端點置于端點,對中對中,整平整平,固定固定,開機(jī)開機(jī),同時安置同時安置反射棱鏡反射棱鏡.(3) 丈量丈量:a 先測豎直角;b 測距離 l ;3-5次,假設(shè)|max-min|5mm,取平均值,作為一測回.c 成果整理:傾斜改正傾斜改正:氣象改正

11、氣象改正lhl224.2 直線定向直線定向二 標(biāo)準(zhǔn)方向三 定向用的角度四 地面點坐標(biāo)的測算一 目的五 方位角測量4.2 直線定向直線定向目的目的ABC標(biāo)準(zhǔn)方向標(biāo)準(zhǔn)方向?直線定向直線定向: 確定一直線與標(biāo)準(zhǔn)確定一直線與標(biāo)準(zhǔn)方向之間水平角度的工方向之間水平角度的工作作.( )( ),yyxDAOyxxBBBABABABAByxAABCxBCy4.2 直線定向直線定向標(biāo)準(zhǔn)方向標(biāo)準(zhǔn)方向(一一) 三個標(biāo)準(zhǔn)方向三個標(biāo)準(zhǔn)方向1 真子午線方向真子午線方向過地球表面某點的真子午線的切線方向.2 磁子午線方向磁子午線方向地球表面某點上磁針自由靜止時其軸線所指方向.真北方向真北方向:真子午線北端所指方向。真子午線北

12、端所指方向。確定方法確定方法:天文觀測天文觀測,陀螺經(jīng)緯儀陀螺經(jīng)緯儀.磁北方向磁北方向:磁子午線方向北端所指方向磁子午線方向北端所指方向. 確定方法確定方法:羅盤儀羅盤儀.真子午線軸子午線a )ABORNP4.2 直線定向直線定向標(biāo)準(zhǔn)方向標(biāo)準(zhǔn)方向3 坐標(biāo)縱軸方向坐標(biāo)縱軸方向(坐標(biāo)坐標(biāo)(軸軸)北方向北方向)測量工作中采用高斯平面直角坐標(biāo)系,平行于該坐標(biāo)系縱軸的方向.坐標(biāo)北方向坐標(biāo)北方向: 坐標(biāo)縱軸北端所指方向坐標(biāo)縱軸北端所指方向x軸正軸正向）向）. 確定方法確定方法:高斯投影高斯投影.4.2 直線定向直線定向 標(biāo)準(zhǔn)方向標(biāo)準(zhǔn)方向(二二) 三個標(biāo)準(zhǔn)方向之間的關(guān)系三個標(biāo)準(zhǔn)方向之間的關(guān)系1. 真子午線方

13、向與磁子午線方向之間的關(guān)系真子午線方向與磁子午線方向之間的關(guān)系磁偏角磁偏角 :磁北磁北真北西偏東偏-+O東偏東偏 :磁北方向偏向真北方向以東磁北方向偏向真北方向以東.0西偏西偏 :磁北方向偏向真北方向以西磁北方向偏向真北方向以西.0 過一點的磁子午線方向與過該點的真子午線方向之間的夾角.我國各地磁偏角變化范圍:610影響因素:地點,外界因素.4.2 直線定向直線定向 標(biāo)準(zhǔn)方向標(biāo)準(zhǔn)方向BL sin：計算點的緯度B2. 真子午線方向與坐標(biāo)縱軸方向之間的關(guān)系真子午線方向與坐標(biāo)縱軸方向之間的關(guān)系子午線收斂角子午線收斂角 :過一點的真子午線北方向與坐標(biāo)縱線北方向之間的夾角過一點的真子午線北方向與坐標(biāo)縱線

14、北方向之間的夾角.正值正值 :東偏東偏,坐標(biāo)北方向偏向真北方向東側(cè)坐標(biāo)北方向偏向真北方向東側(cè).0負(fù)值負(fù)值 :西偏西偏,坐標(biāo)北方向偏向真北方向西側(cè)坐標(biāo)北方向偏向真北方向西側(cè).0子午線收斂角的計算子午線收斂角的計算:.的經(jīng)度之差：該點與中央子午線L軸北軸北真北西偏東偏-+O4.2 直線定向直線定向 定向用的角定向用的角度度(一一) 方位角方位角 由標(biāo)準(zhǔn)方向的北端順時針方向量到某直線的水平夾角；范圍：0360真方位角真方位角: A,以真子午線為標(biāo)準(zhǔn)方向以真子午線為標(biāo)準(zhǔn)方向;磁方位角磁方位角: Am,以磁子午線為標(biāo)準(zhǔn)方向以磁子午線為標(biāo)準(zhǔn)方向;坐標(biāo)方位角坐標(biāo)方位角:,以坐標(biāo)縱線為標(biāo)準(zhǔn)方向以坐標(biāo)縱線為標(biāo)準(zhǔn)

15、方向;AAAm東偏時取正號,西偏時取負(fù)號.正反方位角正反方位角:測量工作中將前進(jìn)的方向作為直線的正方向.180BAAB取正號取負(fù)號,180,180BABAX XA AB BABX XBAAB是否三種方位角都存是否三種方位角都存在正反方位角在正反方位角?mAR04= N 7135 W4.2 直線定向直線定向 定向用的角定向用的角度度(二二) 象限角象限角直線與標(biāo)準(zhǔn)方向線所夾的銳角；范圍：090.表示方法表示方法: 角度大小+象限(北東,北西,南東,南西)( )N 3 0WN 3 0ES 3 0S 3 0()ADWEBCSONxyEW N 14 0 3 2R02= S 2512 ER03= S 6

16、856 WR01= N 3924 E直線方向由方位角求象限角R 由象限角R求方位角北東（NE）第I象限南東（SE）第II象限南西（SW）第III象限北西（NW）第IV象限RNERSE（180）RSW（180）RNW（360）R180R180+ R360R坐標(biāo)方位角與象限角之間的關(guān)系坐標(biāo)方位角與象限角之間的關(guān)系R01= N 3924 ER02= S 2512 ER03= S 6856 WR04= N 7135 W N 14 0 3 2 02= 15448 03= 24856 04= 28825 01= 3924( )( ),yyxDAOyxxBBBABABABAByxAA4.2 直線定向直線定向

17、地面點坐標(biāo)測地面點坐標(biāo)測算算CBCxABABABaDxcosABABABaDysinABABxxxABAByyyABxxABABaDcosAByyABABaDsinBCBCyBCDBCxxBCBCaDcosBCyyBCBCaDsin坐標(biāo)正算坐標(biāo)正算ABABABxya arctan22cossinABABABABABABAByxaxayD坐標(biāo)反算坐標(biāo)反算4.2 直線定向直線定向方位角測方位角測量量p羅盤儀羅盤儀:用于測定直線的磁方位角或磁象限角的儀器.1.望遠(yuǎn)鏡2.支架3.度盤4.磁針5.磁針制動螺旋構(gòu)造：磁針，度盤，瞄準(zhǔn)設(shè)備構(gòu)造：磁針，度盤，瞄準(zhǔn)設(shè)備.分類：方位羅盤儀分類：方位羅盤儀0360度

18、）度）; 象限羅盤儀090度）2431磁針度盤接目覘板接物覘板分劃：分劃：1度或度或30分分4.2 直線定向直線定向方位角測方位角測量量1.讀數(shù)之前應(yīng)認(rèn)清磁針的南北端;2.穩(wěn)定磁針,正視讀數(shù);3.勿與磁性物體接觸.使用注意事項使用注意事項:03 06 09 01 2 01 5 01 8 02 1 02 4 02 7 03 0 03 3 0北南3 0 63 0 603 06 09 06 03 003 06 09 06 03 0北南北 偏 西 5 5北東南西03 06 09 01 2 01 5 01 8 02 1 02 4 02 7 03 0 03 3 0北南3 0 63 0 603 06 09 06 03 003 06 09 06 03 0北南北 偏 西 5 5北東南西4.同時讀南北兩端的讀數(shù),取均值,抵消偏心差;5.羅盤不使用時,將磁針升起固定; AB= 306RAC =NW554.2 直線定向直線定向方位角測方位角測量量p陀螺經(jīng)緯儀陀螺經(jīng)緯儀:用于測定直線的方位角.構(gòu)造：陀螺儀構(gòu)造：陀螺儀 與與 經(jīng)緯儀經(jīng)緯儀.觀測方法：觀測方法：1423567891 01 51 11 21 31 45 501 01 0+-上架式上架式 與與 下架式下架式.1 粗略定向右逆轉(zhuǎn)點7 1424左逆轉(zhuǎn)點352 4012=+