《測量學(xué)》第四章-距離測量與直線定向課件

第四章距離測量與直線定向長安大學(xué)公路學(xué)院第四章距離測量與直線定向主要內(nèi)容：鋼尺量距、視距測量、直線定向主要目的：了解距離丈量的方法，視距測量的公式，理解標(biāo)準(zhǔn)方向的概念，掌握坐標(biāo)方位角的推算。重點(diǎn)內(nèi)容：坐標(biāo)方位角的推算距離：是指兩點(diǎn)間的水平直線長度。分類：直接量距法——鋼尺量距光學(xué)量距法——視距測量物理量距法——光電測距2精選2021版課件§4-1鋼尺量距一、量距工具鋼卷尺，標(biāo)桿，測釬和垂球。1.鋼卷尺尺長與規(guī)格：20米、30米、50米，鋼質(zhì)，涂塑或不涂塑?？潭扰c注記：毫米刻度，注記厘米、分米、米。零分劃位置有不同，分刻線尺和端點(diǎn)尺兩種。

端點(diǎn)尺刻線尺3精選2021版課件§4-1鋼尺量距一、量距工具2.花桿:定線用（量距時標(biāo)定直線量距的前進(jìn)方向）3.測釬:量距時在地面標(biāo)定尺段端點(diǎn)位置。二、直線定線當(dāng)兩個地面點(diǎn)之間的距離較長或地勢起伏較大時，為使量距工作方便起見，可分成幾段進(jìn)行丈量。這種把多根標(biāo)桿標(biāo)定在已知直線上的工作稱為直線定線?？捎媚抗蓝ň€或經(jīng)緯儀定線。

4精選2021版課件§4-1鋼尺量距三、鋼尺量距鋼尺量距的基本要求是“直、平、準(zhǔn)”。

1．平坦地面量距距離用下式計算：D=nl+q

式中：l——整尺段的長度；n——丈量的整尺段數(shù)；q——零尺段長度。往返丈量較差:

D=D往-D返距離平均值:D平=?（D往-D返）相對誤差:5精選2021版課件§4-1鋼尺量距三、鋼尺量距2.傾斜地面量距

(1)平量法：(2)斜量法：6精選2021版課件§4-2視距測量視距測量是一種間接測距方法;它利用望遠(yuǎn)鏡內(nèi)十字絲分劃板上的視距絲及刻有厘米分劃的視距標(biāo)尺(地形塔尺或普通水準(zhǔn)尺)，根據(jù)光學(xué)原理可以同時測定兩點(diǎn)間的水平距離和高差.測距的相對誤差約為1/300，低于鋼尺量距；測定高差的精度低于水準(zhǔn)測量;視距測量廣泛用于地形測量的碎部測量中。7精選2021版課件§4-2視距測量一、視線水平時的視距公式n8精選2021版課件§4-2視距測量一、視線水平時的視距公式水平距離公式:高差公式:nl9精選2021版課件§4-2視距測量二、視線傾斜時的視距公式水平距離D為:初算高差為:A、B兩點(diǎn)高差為:10精選2021版課件§4-2視距測量三、視距測量的觀測與計算1．在測站上安置經(jīng)緯儀，量取儀器高（樁頂至儀器橫軸中心的距離），精確到cm；2．瞄準(zhǔn)豎直于測點(diǎn)上的標(biāo)尺，并讀取中絲讀數(shù)值；3．用上、下視距絲在標(biāo)尺上讀數(shù)，將兩數(shù)相減得視距間隔；4．使豎盤水準(zhǔn)管氣泡居中，讀取豎盤讀數(shù)，求出豎直角;5.根據(jù)視距公式，計算水平距離和高差及立尺點(diǎn)的高程。11精選2021版課件§4-2視距測量四、視距測量誤差1．視距尺分劃誤差2．乘常數(shù)K值的誤差3．豎直角測量誤差4．視距絲讀數(shù)誤差5．視距尺傾斜對視距測量的影響6．外界氣象條件對視距測量的影響（1）大氣折光的影響（2）大氣湍流的影響

12精選2021版課件§4-3電磁波測距儀測距一、電磁波測距概述1.測距原理電磁波測距的基本原理是通過測定電磁波在待測距離兩端點(diǎn)間往返一次的傳播時間，利用電磁波在大氣中的傳播速度，來計算兩點(diǎn)間的距離。13精選2021版課件§4-3電磁波測距儀測距一、電磁波測距概述2.測距儀分類

（1）所采用的載波（2）按時間測定方式

14精選2021版課件§4-3電磁波測距儀測距一、電磁波測距概述2.測距儀分類

遠(yuǎn)程——幾十公里（3）按測程分中程——數(shù)公里至十余公里

短程——3公里以下單載波——可見光；紅外光；微波。(4)按載波數(shù)分

雙載波——可見光+可見光；可見光+紅外光

三載波——可見光+可見光+微波；可見光+紅外光+微波等。

15精選2021版課件§4-3電磁波測距儀測距一、電磁波測距概述2.測距儀分類

漫反射目標(biāo)（無合作目標(biāo)）

（5）按反射目標(biāo)分合作目標(biāo)-平面反射鏡，角反射鏡

有源反射器-同頻載波應(yīng)答機(jī)，非同頻載波應(yīng)答機(jī)等16精選2021版課件§4-3電磁波測距儀測距二、脈沖式光電測距17精選2021版課件§4-3電磁波測距儀測距三、相位式光電測距1．相位式測距的基本原理18精選2021版課件§4-3電磁波測距儀測距三、相位式光電測距2．相位式測距的基本公式調(diào)制波的調(diào)制頻率f，角頻率，周期T，19精選2021版課件§4-3電磁波測距儀測距三、相位式光電測距2．相位式測距的基本公式設(shè)調(diào)制信號為正弦信號，包含2π的整倍數(shù)N2π，和不足2π的尾數(shù)部分ψ，即：20精選2021版課件§4-3電磁波測距儀測距三、相位式光電測距3．N值的確定21精選2021版課件§4-3電磁波測距儀測距三、相位式光電測距4．內(nèi)光路的設(shè)置22精選2021版課件§4-3電磁波測距儀測距四、全反射棱鏡由于光在玻璃中的折射率為1.5～1.6，而光在空氣中的折射率近似等于1，也就是說光在玻璃中的傳播要比空氣中慢，因此光在棱鏡中傳播所用的超量時間會使所測距離增大某一數(shù)值，稱為棱鏡常數(shù)。23精選2021版課件§4-3電磁波測距儀測距五、距離測量測距時，將測距儀和反射鏡分別安置在測線的兩端，仔細(xì)地對中。接通測距儀的電源，然后照準(zhǔn)反射鏡，檢查經(jīng)反射鏡反射回的光強(qiáng)信號。合乎要求后即可開始測距。六、測距成果的整理1．加常數(shù)改正24精選2021版課件§4-3電磁波測距儀測距六、測距成果的整理2．乘常數(shù)改正3．氣象改正不同型號的測距儀，氣象改正公式的系數(shù)也不同，在儀器使用說明書內(nèi)給出了氣象改正計算公式。4．傾斜改正5．歸算至大地水準(zhǔn)面的改正25精選2021版課件§4-3電磁波測距儀測距七、光電測距的主要誤差來源測距誤差可分為兩部分：一部分是與距離D成比例的誤差，即光速值誤差、大氣折射率誤差和測距頻率誤差；另一部分是與距離無關(guān)的誤差，即測相誤差、加常數(shù)誤差、對中誤差。一般將測距儀的精度表達(dá)式簡定成26精選2021版課件§4-4電磁波測距儀的檢驗一、概述檢驗項目主要有:

①功能檢視;②三軸關(guān)系正確性的檢校;③發(fā)光管相位均勻性（照準(zhǔn)誤差）的測定；④幅相誤差的測定；⑤周期誤差的測定；⑥加常數(shù)的測定；⑦乘常數(shù)（包括晶振頻率）的測定；⑧內(nèi)部、外部符合精度的檢驗；⑨適應(yīng)性能的檢測：⑩測程的檢測。27精選2021版課件§4-4電磁波測距儀的檢驗二、周期誤差的測定1．什么是周期誤差所謂周期誤差是指按一定的距離為周期重復(fù)出現(xiàn)的誤差。周期誤差主要來源于儀器內(nèi)部固定的串?dāng)_信號。28精選2021版課件§4-4電磁波測距儀的檢驗二、周期誤差的測定2．周期誤差的測定方法29精選2021版課件§4-4電磁波測距儀的檢驗三、測距常數(shù)的測定1．加常數(shù)簡易測定法2．用六段比較法測定加、乘常數(shù)比較法系通過被檢測的儀器在基線場上取得觀測值，將觀測值與已知基線值進(jìn)行比較從而求得加常數(shù)K、乘常數(shù)R的方法。

30精選2021版課件§4-5直線定向直線定向：確定一條直線與一基本方向之間的水平角。一、基本方向1．真北方向:過地面某點(diǎn)真子午線的切線北端所指示的方向。采用天文測量的方法測定。2．磁北方向：磁針自由靜止時其指北端所指的方向，稱為磁北方向，可用羅盤儀測定。

3．坐標(biāo)北方向：過O點(diǎn)的真子午線坐標(biāo)縱軸（X軸）正向所指示的方向，稱為坐標(biāo)北方向。實(shí)用上常取與高斯平面直角坐標(biāo)系中X坐標(biāo)軸平行的方向為坐標(biāo)北方向。31精選2021版課件§4-5直線定向二、方位角由直線一端的基本方向起，順時針量至直線的水平角稱為該直線的方位角，取值范圍0°－360°。1．真方位角：由真北方向起算的方位角，用A表示。2.磁方位角：由磁北方向起算的方位角，用Am表示。3．坐標(biāo)方位角：由坐標(biāo)北方向起算的方位角，用

α表示。32精選2021版課件§4-5直線定向三、磁偏角與子午線收斂角1．磁偏角：過一點(diǎn)的真北方向與磁北方向之間的夾角。2．子午線收斂角：過一點(diǎn)的真北方向與坐標(biāo)北方向之間的夾角。

與的符號規(guī)定相同，即磁北或坐標(biāo)北方向在真北方向東側(cè)時，均為正數(shù)；磁北方向或坐標(biāo)北方向在真北方向西側(cè)時，均為負(fù)。過O點(diǎn)的真子午線33精選2021版課件§4-5直線定向四、方位角之間的相互換算34精選2021版課件§4-5直線定向五、正、反坐標(biāo)方位角35精選2021版課件§4-6方位角測量一、羅盤儀測定磁方位角1．羅盤儀的構(gòu)造由望遠(yuǎn)鏡、羅盤盒、基座三部分組成。

36精選2021版課件§4-6方位角測量一、羅盤儀測定磁方位角2．羅盤儀的使用（1）安置羅盤儀于直線的一個端點(diǎn)，進(jìn)行對中和整平。

（2）用望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)直線另一端點(diǎn)的標(biāo)桿。（3）松開磁針制動螺旋，將磁針放下，待磁針靜止后，磁針在刻度盤上所指的讀數(shù)即為該直線的磁方位角。37精選2021版課件§4-6方位角測量二、陀螺經(jīng)緯儀測定真方位角1．陀螺經(jīng)緯儀的構(gòu)造陀螺經(jīng)緯儀由經(jīng)緯儀、陀螺儀、陀螺電源等組成。

38精選2021版課件§4-6方位角測量二、陀螺經(jīng)緯儀測定真方位角2．陀螺經(jīng)緯儀的使用2）觀測方法（1）粗略定向