第四章 距離測(cè)量與直線定向

1、第四章 距離測(cè)量與直線定向 距離測(cè)量的主要任務(wù)是測(cè)量水平距離。 水平距離是指地面上兩點(diǎn)垂直投影在同一水平面上的直線距離。距離測(cè)量的方法鋼尺量距鋼尺量距光電測(cè)距儀測(cè)距光電測(cè)距儀測(cè)距視距測(cè)量視距測(cè)量GPS測(cè)量測(cè)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(diǎn)也稱鋼卷尺，有刻線尺和端點(diǎn) 2. 測(cè)釬（測(cè)針）測(cè)釬（測(cè)針） 3.標(biāo)桿標(biāo)桿4.彈簧秤、溫度計(jì)、垂球彈簧秤、溫度計(jì)、垂球二、直線定線二、直線定線定義：定義： 地面上兩點(diǎn)間的距離超過一整尺長 地勢(shì)起伏較大，一尺段無法完成丈量工作 需要在兩點(diǎn)的連線上標(biāo)定出若干個(gè)點(diǎn)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(shí)，一般還應(yīng)由鋼尺量距時(shí)，一般還應(yīng)由B點(diǎn)量至點(diǎn)量至A點(diǎn)進(jìn)行返測(cè)。點(diǎn)進(jìn)行返測(cè)。 返測(cè)時(shí)應(yīng)重新進(jìn)行定線。 取往、返測(cè)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(duì)誤差K來衡量，相對(duì)誤差K應(yīng)化為分子為的分?jǐn)?shù)形式。 相對(duì)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(duì)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(duì)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(diǎn)間的水平距離，丈量結(jié)果分別為：往測(cè)4個(gè)整尺段，余長為9.98m；返測(cè)4個(gè)整尺段，余長為10.02m。計(jì)算A、B兩點(diǎn)間的水平距離DAB及其相對(duì)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(xiàng) 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(cè)距離較長或精度要求較高時(shí)，應(yīng)用經(jīng)緯儀定線。 3拉力誤差 精密量距時(shí)，必須使用彈簧秤。 4鋼尺垂曲誤差 垂曲誤差會(huì)使量得的長度大于實(shí)際長度 5鋼尺不水平的誤差 用平量法丈量時(shí)，鋼尺不水平，會(huì)使所量距離增大。因此，用平量法丈量時(shí)應(yīng)盡可能使鋼尺水平。 精密量距時(shí)，測(cè)出尺段兩端點(diǎn)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(shí)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(cè)量一、視距測(cè)量原理 進(jìn)行視距測(cè)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(shí)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(shí)的水平距離和高差公式ABEMNMN nnLKnDhhiilcosKnnKL2coscosKnLDA、B兩點(diǎn)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(dòng)減去360；如果0，則自動(dòng)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(shí)針或逆時(shí)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(cè)距測(cè)距方法比較：傳統(tǒng)鋼尺丈量勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低，復(fù)雜地形無法工作普通視距測(cè)量迅速、簡便，但測(cè)程較短，精度較低。電磁波測(cè)距法高精度，高效率，不受地形限制ABD一、脈沖式光電測(cè)距儀測(cè)距原理 可在A點(diǎn)安置能發(fā)射和接收光波的光電測(cè)距儀，在B點(diǎn)設(shè)置反射棱鏡。 光電測(cè)距儀發(fā)出的光束經(jīng)棱鏡反射后，又返回到測(cè)距儀。 通過測(cè)定光波在AB之間傳播的時(shí)間t，根據(jù)光波在大氣中的傳播速度c，按下式計(jì)算距離D：ctD21 ABD二、相位式光電測(cè)距儀測(cè)距原理A點(diǎn)安置光電測(cè)距儀，在B點(diǎn)設(shè)置反射鏡 光電測(cè)距儀發(fā)出的光束經(jīng)棱鏡反射后，又返回到測(cè)距儀。測(cè)定光波在AB之間傳播的相位差，按下式計(jì)算距離D：)22ND（三、紅外測(cè)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