距離測量和直線定向PPT課件

1、測量地面兩點(diǎn)之間的水平距離。卷尺量距1/30001/30000 普通視距1/300 電磁波測距 1/100000第1頁/共58頁垂球垂球鋼尺鋼尺端點(diǎn)尺和刻線尺端點(diǎn)尺和刻線尺鋼尺鋼尺測測釬標(biāo)桿標(biāo)桿彈簧秤彈簧秤第2頁/共58頁（一）鋼卷尺 鋼卷尺有：20米、30米、50米等幾種。由鋼帶制成。（二）皮尺 皮尺又稱布帶尺。有20米、30米和50米數(shù)種。（三）丈量工具 丈量工具有：標(biāo)桿、測釬、垂球、彈簧 和溫度計(jì)。第3頁/共58頁 標(biāo)定各尺段端點(diǎn)在同一直線上的工作稱為直線定線。（一）目測定線 B 2 1 A第4頁/共58頁（二）用經(jīng)緯儀定線 1.用經(jīng)緯儀在兩點(diǎn)間定線用經(jīng)緯儀在兩點(diǎn)間定線 B 2 3 1

2、A第5頁/共58頁2. 用經(jīng)緯儀延長直線 C B A第6頁/共58頁1、平坦地面的量距A、B兩點(diǎn)間的水平距離為：qnlD式中：n 整尺段數(shù)； l 鋼尺的尺長； q 不足一整尺的余長。第7頁/共58頁2、傾斜地面丈量平量法：當(dāng)?shù)孛嫫露容^大，不可能將整根鋼尺拉平丈量時(shí)，則可將直線分成若干小段進(jìn)行丈量。每段的長度視坡度大小、量距的方便而定。第8頁/共58頁2、傾斜地面丈量斜量法：當(dāng)?shù)孛嫫露容^大，鋼尺抬平有困難時(shí)，也可沿地面丈量傾斜距離S，用水準(zhǔn)儀測定兩點(diǎn)間的高差h，按以下兩式計(jì)算水平距離D：22hSDhDSDS2hD2h第9頁/共58頁 為了校核、提高精度，還要進(jìn)行返測，用往、返測長度之差 與全長平

3、均數(shù) 之比，并化成分子為1的分?jǐn)?shù)來衡量距離丈量的精度。這個(gè)比值稱為相對誤差K：D平均D返往平均DDDK1 平坦地區(qū)鋼尺量距相對誤差不應(yīng)大于1/3000 在困難地區(qū)鋼尺量距相對誤差不應(yīng)大于1/1000第10頁/共58頁經(jīng)過檢定的鋼尺長度可用尺長方程式：000)(lttlllt溫度為t時(shí)的鋼尺實(shí)際長度；鋼尺的名義長度；尺長改正值，即溫度在 t0 時(shí)鋼尺全長改正數(shù)；（通過鋼尺檢定得到）鋼尺膨脹系數(shù)，一般取=1.25 鋼尺檢定時(shí)的溫度；量距時(shí)的溫度。tl0ll0tt105)(10C第11頁/共58頁 1、經(jīng)緯儀定線 將經(jīng)緯儀安置于A點(diǎn)，瞄準(zhǔn)B點(diǎn)，然后在AB的視線上用鋼尺量距，依次定出比鋼尺一整尺略短的

4、尺段端點(diǎn)1，2，。在各尺段端點(diǎn)打入木樁，樁頂高出地面5cm10cm，在每個(gè)樁頂刻劃十字線，其中一條在AB方向上，另一條垂直AB方向，以其交點(diǎn)作為鋼尺讀數(shù)的依據(jù)。A1325B4第12頁/共58頁2、量距 量距是用經(jīng)過檢定的鋼尺，兩人拉尺，兩人讀數(shù)，一人記錄及觀測溫度。 量距時(shí)由后尺手用彈簧秤控制施加于鋼尺的拉力(30 m鋼尺，標(biāo)準(zhǔn)拉力為100 N)。前、后讀數(shù)員應(yīng)同時(shí)在鋼尺上讀數(shù)，估讀到0.5mm。每尺段要移動(dòng)鋼尺三次不同位置，三次丈量結(jié)果的互差不應(yīng)超過2-3mm，取三段丈量結(jié)果的平均值作為尺段的最后結(jié)果。 同時(shí)記錄現(xiàn)場溫度，往測完畢后要進(jìn)行返測。第13頁/共58頁3 樁頂高程測量 如要進(jìn)行傾斜

5、改正，改正成水平距離，還要觀測各樁頂高差。用水準(zhǔn)測量方法。第14頁/共58頁4 鋼尺量距成果整理 精密量距結(jié)果應(yīng)進(jìn)行尺長、溫度、高差三項(xiàng)改正2) 尺長改正0DlkDkk 尺長方程式中尺長改正值0l 名義長度D 量得長度 1)計(jì)算丈量長度D11nniiiiiDdab第15頁/共58頁3) 溫度改正)(0ttDDt 鋼尺膨脹系數(shù) t 丈量時(shí)溫度 t0 標(biāo)準(zhǔn)溫度 當(dāng)為斜距時(shí)應(yīng)換算成平距d，則傾斜改正值為：22DhDh4) 傾斜改正（高差改正）第16頁/共58頁 5）經(jīng)過各項(xiàng)改正后的水平距離D為：htkDDDDD6) 求相對誤差DDDmD返往均第17頁/共58頁例題：用尺長方程為例題：用尺長方程為的鋼

6、尺實(shí)測的鋼尺實(shí)測A AB B尺段尺段, ,長度長度DD=29.896m,A=29.896m,A、B B兩點(diǎn)間高差兩點(diǎn)間高差h=0.272m,h=0.272m,測量時(shí)的溫度測量時(shí)的溫度t=25.8t=25.8C,C,試求試求A AB B尺段的水平距離。尺段的水平距離。mCtCmmlt30)20(1025. 10025. 030015 解解：1 1）尺長改正）尺長改正mmDlkDk0025.0)896.29300025.0(0第18頁/共58頁3 3）傾斜改正）傾斜改正4 4）A-BA-B尺段水平距離尺段水平距離mmmDhDh0012.0896.292)272.0(222mDDDDDhtk900.

7、292 2）溫度改正）溫度改正mmCCCDttDt0022.0896.29)208.25(1025.1)(001050第19頁/共58頁一）量距誤差分析1、尺長誤差2、溫度誤差3、拉力誤差4、鋼尺傾斜誤差5、定線誤差6、丈量誤差第20頁/共58頁二）鋼尺的維護(hù)1、量距結(jié)束后，擦去泥水、涂上機(jī)油2、鋼尺易折，避免車輛輾過3、嚴(yán)禁沿地面拖拉鋼尺，以免磨損4、使用時(shí)不應(yīng)拉到頭返回第21頁/共58頁 視距測量的精度一般為1/2001/300，但由于操作簡便，不受地形起伏限制，可同時(shí)測定距離和高差，被廣泛用于測距精度要求不高的地形測量中。第22頁/共58頁一、普通視距測量原理 視距測量是視距測量是利用利

8、用視距絲視距絲配配合合標(biāo)尺標(biāo)尺讀數(shù)來讀數(shù)來完成的。完成的。望遠(yuǎn)鏡十字絲環(huán)望遠(yuǎn)鏡十字絲環(huán)視距絲視距絲第23頁/共58頁對于倒像望遠(yuǎn)鏡：下絲在標(biāo)尺上的讀數(shù)為a，上絲在標(biāo)尺上的讀數(shù)為b，視距間隔 n（n=a-b），則水平距離D有：KlDlD2211h2 固定值固定值（約（約34342323）1a2a1b2b1v2vl2l112AD1D2ih2、視距測量原理通常情況下k=100lKlD100第24頁/共58頁視準(zhǔn)軸水平時(shí)的視準(zhǔn)軸水平時(shí)的視距視距公式為：公式為：lKlD100測站點(diǎn)到立尺點(diǎn)的測站點(diǎn)到立尺點(diǎn)的高差高差為：為：vihi 儀器高，是樁頂?shù)絻x器水儀器高，是樁頂?shù)絻x器水 平軸的高度；平軸的高度；v

9、 中絲在標(biāo)尺上的讀數(shù)。中絲在標(biāo)尺上的讀數(shù)。l12a2b2vl22h211a1b1vD1D2Aih2第25頁/共58頁圖中圖中bboaao90obboaa設(shè)設(shè)ablbal,則則coscoscoslobaobooaloAiDaabBvbLh 原理：第26頁/共58頁傾斜距離傾斜距離L為：為：cosKllKL2coscosKlLDviKlhviDh2sin21tan或或oAiDaabBvbLh 計(jì)算：水平距離水平距離D為：為： 高差高差h為：為：第27頁/共58頁例題：例題：如上圖，在如上圖，在A點(diǎn)量取經(jīng)緯儀高度點(diǎn)量取經(jīng)緯儀高度i=1.400m，望遠(yuǎn)，望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)鏡照準(zhǔn)B點(diǎn)標(biāo)尺，中絲、上絲、下絲讀數(shù)分

10、別為點(diǎn)標(biāo)尺，中絲、上絲、下絲讀數(shù)分別為v=1.400m，b=1.242m，a=1.558m，=3=32727 ,試求試求A、B兩點(diǎn)間的水兩點(diǎn)間的水平距離和高差。平距離和高差。解：解：1）尺間距）尺間距2）水平距離）水平距離3）高差）高差mmbal316.0)242.1558.1(mmKlD49.31723cos316. 0100cos22mmmmviDh90.140.140.1723tan49.31tan第28頁/共58頁二、視距測量觀測步驟 1) 安置儀器，量取儀器高i(到厘米) ，并抄錄A點(diǎn)高程HA。2) 立尺于地形點(diǎn)上，豎直尺子(一定要立直，這是影響精度的關(guān)鍵)。3) 盤左讀取下上絲讀數(shù)

11、a、b， 計(jì)算視距間隔 (只用盤左)。4) 讀取中絲讀數(shù)l，并使豎盤水準(zhǔn)管氣泡居中，讀豎盤讀數(shù)L。 以上是一個(gè)測點(diǎn)的觀測。平坦地區(qū)可用水準(zhǔn)儀觀測距離。第29頁/共58頁三、 視距測量誤差及注意事項(xiàng)此外還有：標(biāo)尺分劃誤差、豎直角觀測誤差、此外還有：標(biāo)尺分劃誤差、豎直角觀測誤差、 視距常數(shù)誤差等。視距常數(shù)誤差等。視距測量誤差視距測量誤差返回第30頁/共58頁B測距儀測距儀(EDM instrument)反光棱鏡反光棱鏡(reflector)CtS21全站儀、棱鏡照片全站儀、棱鏡照片一、原理一、原理第31頁/共58頁第32頁/共58頁二、分類1按測程分：短程、中程、遠(yuǎn)程。2按傳播時(shí)間t的測定方法分：

12、脈沖法測距、相位法測距。3 3按測距儀所使用的光源分：微波、激光、紅外光。按測距儀所使用的光源分：微波、激光、紅外光。4 4按測距精度分：按測距精度分：級、級、級、級、級。級。第33頁/共58頁注：測距誤差及標(biāo)稱精度測距儀測距誤差可表示為： 式中，A固定誤差；B比例誤差系數(shù)。如：某測距儀出廠時(shí)的標(biāo)稱精度：（5510-6D）mm，簡稱“5+5” )(:)(222DBAmDBAmDD簡寫為第34頁/共58頁三、使用一般安裝在經(jīng)緯儀上使用。一般安裝在經(jīng)緯儀上使用。1、常數(shù)預(yù)置（1）設(shè)置棱鏡常數(shù)（PRISM）。一般：原配棱鏡為零，國產(chǎn)棱鏡多為一般：原配棱鏡為零，國產(chǎn)棱鏡多為-30mm-30mm。（2）

13、置乘常數(shù)。輸入氣溫、氣壓或用有關(guān)公式計(jì)算出值后輸入氣溫、氣壓或用有關(guān)公式計(jì)算出值后, ,再輸入。再輸入。cos斜平DD第35頁/共58頁 電磁波測距儀的優(yōu)點(diǎn)： 1、測程遠(yuǎn)、精度高。 2、受地形限制少等優(yōu)點(diǎn)。 3、作業(yè)快、工作強(qiáng)度低。測程：測距儀一次所能測的最遠(yuǎn)距離。短程測距儀 測程小于5km； 中程測距儀 測程在5km-30km； 遠(yuǎn)程測距儀 測程在30km以上。 第36頁/共58頁四、光電測距的注意事項(xiàng)(1)(1) 防止日曬雨淋，在儀器使用和運(yùn)輸中應(yīng)注意防震。防止日曬雨淋，在儀器使用和運(yùn)輸中應(yīng)注意防震。(2)(2) 嚴(yán)防陽光及強(qiáng)光直射物鏡，以免損壞光電器件。嚴(yán)防陽光及強(qiáng)光直射物鏡，以免損壞光

14、電器件。(3)(3) 儀器長期不用時(shí)，應(yīng)將電池取出。儀器長期不用時(shí)，應(yīng)將電池取出。 (4)(4) 測線應(yīng)離開地面障礙物一定高度，避免通過發(fā)熱體測線應(yīng)離開地面障礙物一定高度，避免通過發(fā)熱體 和較寬水面上空，避開強(qiáng)電磁場干擾的地方。和較寬水面上空，避開強(qiáng)電磁場干擾的地方。(5)(5) 鏡站的后面不應(yīng)有反光鏡和強(qiáng)光源等背景干擾。鏡站的后面不應(yīng)有反光鏡和強(qiáng)光源等背景干擾。(6)(6) 應(yīng)在大氣條件比較穩(wěn)定和通視良好的條件下觀測。應(yīng)在大氣條件比較穩(wěn)定和通視良好的條件下觀測。返回第37頁/共58頁 確定直線與確定直線與標(biāo)準(zhǔn)方向標(biāo)準(zhǔn)方向之間的水平角度稱為之間的水平角度稱為直線定向。直線定向。標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)方方向向

15、真子午線方向真子午線方向磁子午線方向磁子午線方向坐標(biāo)縱軸方向坐標(biāo)縱軸方向第38頁/共58頁1、真子午線方向 通過地球表面某通過地球表面某點(diǎn)的點(diǎn)的真子午線的切線真子午線的切線方向方向，稱為該點(diǎn)的真，稱為該點(diǎn)的真子午線方向。子午線方向。真子午線的切線方向真子午線的切線方向P1P2第39頁/共58頁 真子午線方向是用天文測量方法或用陀螺經(jīng)緯儀測定的。 陀螺儀陀螺儀GP1-2AGP1-2A第40頁/共58頁2磁子午線方向 磁子午線方向是磁針在地球磁場的作用下，磁針自由靜止時(shí)其軸線所指的方向。AP PP P北極北極 P P 磁北極磁北極第41頁/共58頁 磁子午線方向可用羅盤儀測定。磁子午線方向可用羅盤

16、儀測定。 DQL-1DQL-1型森林羅盤儀型森林羅盤儀DQL-1BDQL-1B型森林羅盤儀型森林羅盤儀第42頁/共58頁3坐標(biāo)縱軸方向 我國采用高斯平面直角坐標(biāo)系，6帶或3帶都以該帶的中央子午線為坐標(biāo)縱軸，因此取坐標(biāo)縱軸方向作為標(biāo)準(zhǔn)方向。xyoP1P2高斯平面直角坐標(biāo)系高斯平面直角坐標(biāo)系第43頁/共58頁1、方位角1）方位角的定義 從直線起點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)方向北端起，順時(shí)針方向量至直線的水平夾角，稱為該直線的方位角；其角值范圍為0 360。12標(biāo)準(zhǔn)方向北端標(biāo)準(zhǔn)方向北端方位角方位角22222第44頁/共58頁標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)方方向向真子午線方向真子午線方向磁子午線方向磁子午線方向坐標(biāo)縱軸方向坐標(biāo)縱軸方向真方位角

17、（真方位角（A）磁方位角（磁方位角（Am）坐標(biāo)方位角（坐標(biāo)方位角（ ）2磁北磁北真北真北坐標(biāo)北坐標(biāo)北AmA1第45頁/共58頁 由于地面各點(diǎn)的真北由于地面各點(diǎn)的真北（或磁北）方向互不平（或磁北）方向互不平行，用真（磁）方位角行，用真（磁）方位角表示直線方向會給方位表示直線方向會給方位角的推算帶來不便，所角的推算帶來不便，所以以在一般測量工作中，在一般測量工作中，常采用坐標(biāo)方位角來表常采用坐標(biāo)方位角來表示直線方向示直線方向。xyoP1P2坐標(biāo)北與真北的關(guān)系坐標(biāo)北與真北的關(guān)系第46頁/共58頁2）幾種方位角之間的關(guān)系 mAAAmA2磁北磁北真北真北坐標(biāo)北坐標(biāo)北AmA1磁偏角真北方向與磁北方向之間的

18、夾角；子午線收斂角真北方向與坐標(biāo)北方向之間的夾角。當(dāng)磁北方向或坐標(biāo)北方向偏于真北方向東側(cè)時(shí)， 和為正；偏于西側(cè)時(shí)， 和為負(fù)。第47頁/共58頁3 3）正、反坐標(biāo)方位角）正、反坐標(biāo)方位角 直線1-2 1-2 ：點(diǎn)1 1是起點(diǎn)，點(diǎn)2 2是終點(diǎn)。1212 正坐標(biāo)方位角；2121 反坐標(biāo)方位角。2112xyoxx1218012211802112180正反直線2-12-1：所以一條直線的正、反坐標(biāo)方位角互差180第48頁/共58頁 1212已知，通過連測求得已知，通過連測求得1212邊與邊與2323邊的連接邊的連接角為角為2 2 （右角）、（右角）、 2323邊與邊與3434邊的連接角為邊的連接角為3 3（左角），現(xiàn)推算（左角），現(xiàn)推算2323、3434。1234xxx23341223前進(jìn)方向前進(jìn)方向第49頁/共58頁212221231801234xx2312221前進(jìn)方向前進(jìn)方向x3433232333234180 由圖中分析可知：第50頁/共58頁推算坐標(biāo)方位角的通用公式：左右后前180注意：注意： 計(jì)算中，若前360，減360； 若前360 （41720 360）= 5720 45=3418040（ 10