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文檔簡介
第二章距離測量和直線定向距離測量直線定向2.1距離測量
距離測量是測量的基本工作之一。距離:兩點間的水平直線距離。一、量距工具
通常有鋼卷尺、布卷尺(皮尺)、測繩、光電測距儀和光學視距儀等。測距的輔助工具有測釬和花桿等。常用的鋼尺寬度為1.0~1.5cm,長度有2m、20m、30m、50m等,以30m和50m長的鋼尺最為常用。
鋼尺的零分劃位置劃分:(1)端點尺:零點位于尺端(拉環(huán)的外緣);(2)刻線尺:有零分劃線。
一、量距工具測釬花桿測量距離工具鋼卷尺布卷尺(皮尺)測繩光電測距儀光學視距儀零分劃位置端點尺刻劃尺寬度1.0~1.5cm長度2m、20m、30m、50m等測距輔助工具2.1距離測量一、量距工具
二、直線定線
當兩點間的距離大于鋼尺長度時,需分段丈量。分段點必須位于同一直線上。將分段點標定在一條直線上的工作稱為直線定線。直線定線可以用儀器來完成,當精度要求不高時,也可以用目估法定線(人眼用三點一線的原理將分段點標定于同一直線上)。
三、
鋼尺量距
(一)
平坦地面的距離丈量
在平坦地面丈量距離時,可把尺子放在地面上進行。丈量工作一般由兩人完成。丈量至少往返各一次目的是提高量距的精度和防止丈量中出現(xiàn)錯誤。
量距精度以相對誤差表示,并將其換算為分子為1的分數(shù)形式。
一般規(guī)定,往、返測相對誤差應不大于1/2000;
在量距困難的地區(qū),其相對誤差也不應大于1/1000。
如精度滿足要求,可取往、返測距離的平均值作為丈量的最后結(jié)果。(二)
傾斜地面的距離丈量
1、平量法
如果地面起伏不大時,可將待測距離分段,然后用鋼尺拉平丈量。丈量時將尺子一端抬高,并用目估法使尺子大致水平,然后用測釬將尺子的端點投到地面上。將量得的各段水平距離求各即為所量距離。
2、斜量法
當傾斜地面的坡度變化均勻時,可以沿著斜坡丈量出AB的斜距L,測出地面的傾角δ,則水平距離l為:
l
=L*cosδ。
如果未測傾角δ,而是測定了A、B兩點間的高差h,當高差h不太大時,h與L的比值很小,則有:
Δl=-h2/2L
l
=L+ΔlΔl為按高差計算的傾斜改正數(shù),永遠為負值。2、斜量法
h較小斜量法斜距L、地面傾角δ斜距L、兩點高差h四、光電測距
鋼尺量距勞動強度大、工作效率低,精度一般只能達到1/1000~1/5000。光電測距具有測程遠、精度高、操作簡便、作業(yè)速度快和勞動強度低等優(yōu)點
測距儀按載波的不同可分為兩類:以激光和紅外光為載波的測距儀叫光電測距儀;以微波為載波的測距儀叫微波測距儀;統(tǒng)稱為電磁波測距儀。
按測定傳播時間方式的不同,可分為相位式測距儀和脈沖式測距儀;按測程的大小,可分為遠程(20km以上)、中程(5-20km)和短程(5km以下)三類。
遠程一般都是激光測距儀,中、短程一般為紅外光電測距儀。近年來,測程在5km以下的短程紅外光電測距儀發(fā)展很快,向著高效率、輕小型、數(shù)字化、自動化和全站型方向發(fā)展。
四、光電測距
測距儀分類載波傳播時間方式測程光電測距儀微波測距儀相位式測距儀脈沖式測距儀遠程(>20km)中程(5~20km)短程(<5km)電磁波測距儀
脈沖式測距儀利用被測目標對脈沖激光產(chǎn)生的漫反射,直接測定光脈沖在待測距離l上往返傳播的時間t,進而求得距離,測距精度較低,誤差約為±0.5m左右。
相位式測距儀是通過測定連續(xù)調(diào)制光波在待測距離上往返傳播所產(chǎn)生的相位延遲,間接測定傳播時間t,從而求得待測距離l,所以測量精度比較高。
光電測距儀是通過測定光波或微波在被測距離l上往返所需的時間t和光波或微波在空氣中的傳播速度c,可求得距離l,其公式為:
l=1/2ct
相位式測距儀的品種較多,如國產(chǎn)DM—30型和瑞士產(chǎn)DI5S型等均屬相位式測距儀。
日本產(chǎn)DM—A5型測距儀,屬于短程測距儀。它是組合式測距儀,儀器的上部為測距頭,下部為電子經(jīng)緯儀,所用電池是機載式的。儀器的測程為15km,精度為±(5mm+3×10-6·D),括號中第一項稱固定誤差,第二項稱比例誤差,與測距長度有關(guān)。
手持激光測距儀2-2直線定向
確定地面兩點在平面上的相對位置,除需確定兩點之間的距離外,還要確定兩點間直線的方向。
確定一直線與標準方向間角度關(guān)系的工作,稱為直線定向。一、標準方向的種類
1、真子午線方向(真北方向)
地球表面某點的真子午線的切線方向,稱為該點的真子午線方向。真子午線北端所指的方向為真北方向,它可以用天文觀測的方法來確定。
2、磁子午線方向(磁北方向)
地球表面某點上磁針所指的方向為該點的磁子午線方向。磁針北端所指的方向為磁北方向,可用羅盤儀測定。
3、坐標縱線方向(坐標北方向)
測量工作中采用高斯直角坐標系,坐標縱線北端所指的方向為坐標北方向。
上述三個北方向通常稱為“三北”方向。在一般情況下,它們是不一致的。
由于地球磁場的南、北極與地球的南、北極并不一致,因此某點的磁子午線方向和真子午線方向間有一夾角,這個夾角稱為磁偏角,用δ表示。磁子午線偏向真子午線以東為東偏,δ為正,以西為西偏,δ為負,如圖所示。磁偏角的大小,隨地點的不同而變化,就是在同一地點因受外界條件的影響,也會有變化。
地球表面某點的真子午線北方向與該點坐標縱線北方向之間的夾角,稱為子午線收斂角,用γ表示。
坐標縱線偏向真子午線以東為東偏,以西為西偏,東偏為正,西偏為負,如圖所示。子午線的收斂角有嚴密的計算公式,在普通測量中可按如下近似公式計算:
γ=ΔLsinB
式中ΔL—某點與中央子午線的經(jīng)度差;B—某點緯度。二、表示直線方向的方法
在測量工作中,常采用方位角或象限角表示直線的方向。1、方位角
由標準方向的北端順時針方向量到某直線的夾角,稱為該直線的方位角。方位角的變化范圍是0°~360°。由于選擇的標準方向不同,方位角有不同的定義。
以真子午線方向為標準方向的,稱為真方位角,用A表示;
以磁子午線方向為標準方向的,稱為磁方位角,用Am表示;
以坐標縱線為標準方向的,稱為坐標方位角,簡稱方位角,用α表示。如右圖所示,三種方位角之間的關(guān)系為:
A=Am+δ
A=α+γ式中,δ、γ東偏時取正號,西偏時取負號。由于任何地點的坐標縱線都是平行的,因此,任何直線的正坐標方位角(如αAB)和它的反方位角(如αBA)均相差180°(如圖下),即:αAB=
αBA±180°
由于真子午線之間或磁子午線之間相互并不平行,所以真方位角和磁方位角不存在上述關(guān)系。2、象限角
直線與標準方向線所夾的銳角稱為象限角。取值范圍為0°~90°,用R表示。
平面直角坐標系分為四個象限,以Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示。表示直線的方向時,不僅要注明其角度大小,而且要注明其所在象限。如圖所示,直線OA、OB、OC、OD分別位于四個象限中,分別為北東(NE)、南東
(SE)、南西(SW)、北西(NW)。
方位角和象限角可以互相換算,換算方法見下表。
第二章距離測量和直線定向羅盤:測定磁方位角的儀器。羅盤第二章距離測量和直線定向復習思考題1何謂水平距離,已知傾斜距離如何求水平距離?2用鋼尺往、返丈量了一段距
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