工程測量第四章距離測量與直線定向.ppt

第四章 距離測量與直線定向,第一節(jié) 距離丈量,距離丈量是在地面點位標(biāo)定后，采用丈量工具，沿兩 點間的直線方向進行丈量的測距方法。 一、丈量工具 1、鋼尺 2、皮尺 3、繩尺 4、標(biāo)桿 5、測釬 6、垂球,二、直線定線 當(dāng)兩點間距比較遠時，可以把直線分成幾段來分別丈量。 這樣就需要確定一系列的點，這些點都應(yīng)該在所需要丈量 距離的兩點的連線上。確定這些點的工作就是直線定線， 可用目測定線、儀器定線。 1、目測定線 1）兩點間定線 在A、B處分別立標(biāo)桿； 甲退后到距A點一定距離處，瞄準B點； 乙持標(biāo)桿，在1點左右移動，直到甲認為在AB線上； 依次定完其它點。 2）兩點延長線上定線,2、儀器定線 儀器定線是采用經(jīng)緯儀或其它儀器進行定線的方法。 如圖采用經(jīng)緯儀在AB直線上定C點的方法： 1）在A點安置經(jīng)緯儀、整平； 2）B點處立標(biāo)桿； 3）望遠鏡照準B點底部，制動經(jīng)緯儀； 4）利用望遠鏡的十字豎絲指揮另一人，在AB線上左右移 動標(biāo)桿，直到標(biāo)桿與豎絲重合，釘木樁，再用經(jīng)緯儀在木 樁上精確定出位置，釘鐵釘。,三、距離丈量的一般方法 丈量工作要求尺子水平、尺子拉直、讀數(shù)準確。 1、平坦地面的距離丈量 1）甲拉到尺子零點端，乙拉另一端； 2）甲在起點A，乙在定線人員的指揮下定出一尺段1點； 3）甲、乙往B點移動一尺段，定出2點； 4）依次定出其他點及最后不足一尺段的長度； 5）進行返測量： 6）計算；,距離丈量的精度用相對誤差表示K：,2、傾斜地面的距離丈量 1）平量法 進行定線后將尺子拉平； 一端對準高處地面，另一端吊一垂球，定點，量距； 量下一段； 返測； 2）斜量法 沿坡面測出斜距L、兩點的高差h或地面的傾角，計算：,四、鋼尺量距的精密方法 1、定線打分段樁 1）在A點安置經(jīng)緯儀，瞄準B點底部定線； 2）在AB線上按照比一尺段稍短的距離釘木樁； 3）用盤左、盤右定出兩點； 4）取兩點的的中點為標(biāo)定樁點位。,2、丈量相鄰樁定間的斜距 1）兩人施加標(biāo)準拉力拉尺對準A、1點； 2）一人指揮、記錄、測量溫度； 3）兩人同時讀數(shù)； 4）依次測量其他測段并返測。,3、測量相鄰樁定間的高差 取測量前后的高差平均值。 4、成果計算 1）尺長方程式 鋼尺在標(biāo)準拉力下，尺長與溫度的函數(shù)關(guān)系式：,2）各段平距的計算： 尺長改正 溫度改正 傾斜改正 改正后平距,3）計算總距離并評定精度,第二節(jié) 視距測量,視距測量是采用安設(shè)有視距絲的望遠鏡，配合視距尺 進行視距測量。在大比例尺地形圖測量中，可采用水準尺 代替視距尺，其可以快速測定平距、高差。,一、視距測量原理 1、視線水平時的測距公式,由三角形相似：,得：,得：,令：,得：,現(xiàn)制造儀器時候多采用內(nèi)對光望遠鏡，選擇合適的透鏡焦距和透鏡間距離，使q0，則,兩點間高差：,二、視線傾斜時的測距公式 由圖中可知：,又由圖中可知：,實際測量時，可以將中絲切尺為i，這樣公式簡化為：,三、視距測量的注意事項 1、作業(yè)前檢查乘常數(shù)K； 2、讀數(shù)時視距尺應(yīng)豎直，最好采用有水準器的視距尺； 3、視線應(yīng)距離地面一定距離，也不能過高； 4、讀數(shù)時要盡量消除視差； 5、距離較遠或豎直角太大時，更要注意經(jīng)緯儀水準管氣 泡的居中。,第三節(jié) 紅外光電測距,一、測距儀的分類 1、按載波和光源的不同進行分類 二、按照測程分類 1、短程光電測距儀 測程5km，測距中誤差（5mm+5D10-6mm ） 2中程光電測距儀 5km 測程 15km，測距中誤差（5mm+2D10-6mm） 3、長程光電測距儀 測程 15km，測距中誤差（5mm+1D10-6mm） 精密電磁波測距儀 （0.2mm+0.2D10-6mm） 三、按測距精度分類（以1km的測距中誤差表示） 級：mD 5mm；級： 5mm mD 10mm 級： 10mm mD 20mm 測距儀的精度 mD=A+BD,四、紅外測距的基本原理 測距儀發(fā)射光波，到達反射鏡后，將光波反射回儀器的接 收系統(tǒng)。則兩點間的距離為：,由于光波傳播速度C很大，使得要求對時間t的測量精度非常的高，這實際上無法辦到。實際中采用相位測距技術(shù)。,五、紅外測距儀的使用 1、開機； 2、輸入當(dāng)前環(huán)境溫度； 3、輸入當(dāng)前環(huán)境氣壓； 4、輸入新的棱鏡常數(shù)； 5、測距。 6、測距儀與經(jīng)緯儀的聯(lián)結(jié)及光軸平行性的檢查,半站儀,六、測距的誤差來源及注意事項 1、誤差來源 1）固定誤差A(yù)； 2）與測距成比例的誤差B； 3）操作中的誤差。 2、注意事項 1）作業(yè)時要防止日曬、雨淋； 2）不要使測距儀對準太陽； 3）選擇良好的觀測氣象條件； 4）運輸、轉(zhuǎn)移過程中，避免撞擊。,第四節(jié) 直線定向,測量中，確定直線的方向，就是確定直線與參考零方 向直線的夾角。參考零方向就是標(biāo)準方向，指向北方。,一、標(biāo)準方向的分類 1、真子午線方向 真子午線就是地理子午線。真子午線方向就是通過地球表 面某點的真子午線的切線方向。 2、磁子午線方向 通過地球表面某點的磁子午線的切線方向，即磁針在該點 靜止時的指向。,3、坐標(biāo)縱軸方向 坐標(biāo)縱軸方向是指高斯投影帶中的中央子午線方向，一帶 內(nèi)各點的坐標(biāo)縱軸方向互相平行，測量中使用的標(biāo)準方向 為坐標(biāo)縱軸方向。,二、直線方向的表示方法 1、方位角 從標(biāo)準方向的北端起，順時針方向到某直線轉(zhuǎn)過的角度， 稱為方位角。以坐標(biāo)縱軸方向為標(biāo)準方向的方位角稱為 坐標(biāo)方位角，為0o360o。 2、正反坐標(biāo)方位角,若點M到N為正方向，直線MN的坐標(biāo)方位角MN就稱為 正方位角，則點N到M為反方向，直線NM的坐標(biāo)方位角 NM就稱為反方位角。,三、用羅盤儀測定直線的方向 用羅盤儀測定直線的方向是磁方位角。 1、羅盤儀的構(gòu)造 1）羅盤 由磁針和刻度盤構(gòu)成。由于我國位于北半球，為了消除磁 針北極受磁力下傾的影響，在磁針的南極繞有銅絲?？潭?盤逆時針方向注記0o360o。,2）望遠鏡 望遠鏡和刻度盤連在一起轉(zhuǎn)動，其視準軸與刻度盤上的0o和180o在一個豎直平面內(nèi)。 3）水準器和安平機構(gòu) 用以安平羅盤和連接三腳架。,2、直線的磁方位角測定 1）安置儀器 2）放下磁針 3）瞄準目標(biāo) 4）讀取讀數(shù) 按照磁針的北端進行讀數(shù)。,3、羅盤使用的注意事項 1）避免在高磁場范圍使用； 2）觀測時鐵器不要接近儀器； 3）讀數(shù)時眼睛的視線方向應(yīng)與磁針在同一豎直面內(nèi)； 4）儀器使用完畢，應(yīng)制動頂針。,第五節(jié) 距離、方位角與坐標(biāo)之間的關(guān)系,一、距離與坐標(biāo)之間的關(guān)系 由地面A、B兩點的坐標(biāo)反算水平距離的計算公式為：,必考！,二、方位角與坐標(biāo)的關(guān)系 兩點方向的方位角計算與坐標(biāo)及方向所指向的象限有關(guān)：,指向象限：,指向象限：,指向象限：,指向象限：,坐標(biāo)的計算：,方位角的計算：