第四章 距離測量及直線定向

1、第四章 距離測量與直線定向 距離測量的主要任務(wù)是測量水平距離。 水平距離是指地面上兩點垂直投影在同一水平面上的直線距離。距離測量的方法鋼尺量距鋼尺量距光電測距儀測距光電測距儀測距視距測量視距測量GPS測量測量第一節(jié) 鋼尺量距一、量距的工具鋼尺鋼尺 長度20m，30m，50m 也稱鋼卷尺，有刻線尺和端點也稱鋼卷尺，有刻線尺和端點 2. 測釬（測針）測釬（測針） 3.標(biāo)桿標(biāo)桿4.彈簧秤、溫度計、垂球彈簧秤、溫度計、垂球二、直線定線二、直線定線定義：定義： 地面上兩點間的距離超過一整尺長 地勢起伏較大，一尺段無法完成丈量工作 需要在兩點的連線上標(biāo)定出若干個點按精度要求的不同，直線定線分為：按精度要求

2、的不同，直線定線分為：目估定線經(jīng)緯儀定線平地目估定線方法：經(jīng)緯儀定線方法：三、鋼尺量距的一般方法 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整尺段數(shù)；整尺段數(shù)； l鋼尺長度鋼尺長度（m）；）； q不足一整尺的余長不足一整尺的余長（m）。）。1()2DDD平均往返 鋼尺量距時，一般還應(yīng)由鋼尺量距時，一般還應(yīng)由B點量至點量至A點進(jìn)行返測。點進(jìn)行返測。 返測時應(yīng)重新進(jìn)行定線。 取往、返測距離的平均值作為直線AB最終的水平距離。2傾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 量距精度通常用相對誤差K來衡量，相對誤差K應(yīng)化為分子為的分?jǐn)?shù)形式。 相對誤差分母愈大,則K值愈小，精度愈高；反之，精度愈低。 在平坦地區(qū)，鋼尺量距一般方法的相對誤差一般不應(yīng)大于1/3 000；在量距較困難的地區(qū)，其相對誤差也不應(yīng)大于1/2 000。例例4-14-1 用30m長的鋼尺往返丈量A、B兩點間的水平距離，丈量結(jié)果分別為：往測4個整尺段，余長為9.98m；返測4個整尺段，余長為10.02m。計算A、B兩點間的水平距離DAB及其相對誤差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、鋼尺量距的誤差及注意事項 1尺長誤差 新購置的鋼尺必須經(jīng)過檢定，以便進(jìn)行尺長改正。 2定線誤差 當(dāng)待測距離較長或精度要求較高時，應(yīng)用經(jīng)緯儀定線。 3拉力誤差 精密量距時，必須使用彈簧秤。 4鋼尺垂曲誤差 垂曲誤差會使量得的長度大于實際長度 5鋼尺不水平的誤差 用平量法丈量時，鋼尺不水平，會使所量距離增大。因此，用平量法丈量時應(yīng)盡可能使鋼尺水平。 精密量距時，測出尺段兩端點的高差，進(jìn)行傾斜改正，可消除鋼尺不水平的影響。 6丈

5、量誤差 在量距時應(yīng)盡量認(rèn)真操作，以減小丈量誤差。 7溫度改正第二節(jié) 視距測量一、視距測量原理 進(jìn)行視距測量，要用到視距絲和視距尺。 視距絲即望遠(yuǎn)鏡內(nèi)十字絲分劃板上的上下兩根短絲，它與中絲平行且等距離。 視距尺是有刻劃的尺子，和水準(zhǔn)尺基本相同。nm視距絲視距絲十字絲十字絲 1視線水平時的水平距離和高差公式ABnmpnmMN11121314nmnnDhlicKnD式中 K視距乘常數(shù)，通常K=100； c 視距加常數(shù)，常數(shù)c值接近零 。nKnD100中絲讀數(shù)，llihliHHAB2視線傾斜時的水平距離和高差公式ABEMNMN nnLKnDhhiilcosKnnKL2coscosKnLDA、B兩點間的

6、高差h為：lihh sinLh sincosKn2sin21KnlihhliKn2sin21HAHBABABhHH 第三節(jié) 直線定向標(biāo)準(zhǔn)方向 確定直線與標(biāo)準(zhǔn)方向之間的關(guān)系，稱為直線定向。AB一、標(biāo)準(zhǔn)方向 1真子午線方向 地球兩極 2磁子午線方向 地磁兩極 3坐標(biāo)縱軸方向(軸子午線方向)子午線收斂角 + 磁偏角磁偏角二、方位角角值范圍：036012標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)方方向向N12真北真北磁北磁北+坐標(biāo)北坐標(biāo)北12A12Am121.真方位角A2.磁方位角Am3.坐標(biāo)方位角，方向角 180BAAB 四、坐標(biāo)方位角 1正、反坐標(biāo)方位角正、反坐標(biāo)方位角間的關(guān)系為：x(N)yOABxABxBA21222123180

7、 32333234180 2坐標(biāo)方位角的推算1234x122x23213x3432其中：其中：2 為前進(jìn)方向的右側(cè)，為前進(jìn)方向的右側(cè)， 稱為稱為右角右角 3為前進(jìn)方向的左側(cè)，為前進(jìn)方向的左側(cè)， 稱為左稱為左角角推算坐標(biāo)方位角的一般公式為：如果360，應(yīng)自動減去360；如果0，則自動加上360。 右后前左后前180180五、象限角 1象限角 由坐標(biāo)縱軸的北端或南端起，沿順時針或逆時針方向量至直線的銳角，稱為該直線的象限角，用R表示，其角值范圍為090。x(N)y(E)ORO11(S)(W)2RO23RO34RO4需注明象限名稱第象限，北東2坐標(biāo)方位角與象限角的換算關(guān)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第五節(jié) 電磁波測距測距方法比較：傳統(tǒng)鋼尺丈量勞動強度大，效率低，復(fù)雜地形無法工作普通視距測量迅速、簡便，但測程較短，精度較低。電磁波測距法高精度，高效率，不受地形限制ABD一、脈沖式光電測距儀測距原理 可在A點安置能發(fā)射和接收光波的光電測距儀，在B點設(shè)置反射棱鏡。 光電測距儀發(fā)出的光束經(jīng)棱鏡反射后，又返回到測距儀。 通過測定光波在AB之間傳播的時間t，根據(jù)光波在大氣中的傳播速度c，按下式計算距離D：ctD21 ABD二、相位式光電測距儀測距原理A點安置光電測距儀，在B點設(shè)置反射鏡 光電測距儀發(fā)出的光束經(jīng)棱鏡反射后，又返回到測距儀。測定光波在AB之間傳播的相位差，按下式計算距離D：)22ND（三、紅外測距儀optical theodoliteelectronic theodoliteSteel tape EDM徠卡徠卡TPS700TPS700系系列卓越中文全列卓越中文全站儀站儀拓普康拓普康GTS 332W 全站儀全站儀索