第三章距離測(cè)量

1、2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系1 測(cè) 量 學(xué)第第5章章 距離測(cè)量與直線(xiàn)定向距離測(cè)量與直線(xiàn)定向2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系2第第5章章 距離測(cè)量與直線(xiàn)定向距離測(cè)量與直線(xiàn)定向 距離測(cè)量是測(cè)量三項(xiàng)基本工作之一距離測(cè)量是測(cè)量三項(xiàng)基本工作之一. 距離測(cè)量的方法主要有距離測(cè)量的方法主要有: 1.鋼尺鋼尺(皮尺皮尺)量距量距. 2.視距測(cè)量視距測(cè)量 3.光電測(cè)距光電測(cè)距 4.銦瓦基線(xiàn)尺量距：其精度達(dá)幾十萬(wàn)分之一銦瓦基線(xiàn)尺量距：其精度達(dá)幾十萬(wàn)分之一 要確定地面點(diǎn)的平面位置要確定地面點(diǎn)的平面位置,還必須測(cè)定直線(xiàn)的還必須測(cè)定直線(xiàn)的方向方向, 即直線(xiàn)定向即直

2、線(xiàn)定向2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系3視距測(cè)量圖2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系4利用調(diào)制波波長(zhǎng)測(cè)距B測(cè)距儀測(cè)距儀反光棱鏡反光棱鏡S電磁波測(cè)距電磁波測(cè)距電磁波測(cè)距圖A2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系5 第第5 5章章距離測(cè)量距離測(cè)量與直線(xiàn)定向與直線(xiàn)定向 5.1 5.1 鋼尺量距鋼尺量距 5.2 5.2 視距測(cè)量視距測(cè)量 5.3 5.3 紅外線(xiàn)測(cè)距儀及全站儀紅外線(xiàn)測(cè)距儀及全站儀 5.45.4 直線(xiàn)定向直線(xiàn)定向 距離測(cè)量距離測(cè)量: 確定空間兩點(diǎn)在某基準(zhǔn)面（參考橢球面或水平面）上確定空間兩點(diǎn)在某基準(zhǔn)面（參考橢球面或水平面

3、）上的投影長(zhǎng)度，就小范圍而言，在水平面上的投影長(zhǎng)度即水的投影長(zhǎng)度，就小范圍而言，在水平面上的投影長(zhǎng)度即水平距離。平距離。2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系65.1 鋼尺量距鋼尺量距1.鋼卷尺鋼卷尺 尺長(zhǎng)與規(guī)格：尺長(zhǎng)與規(guī)格：20米、米、30米、米、50米，鋼質(zhì)，涂塑或不涂塑。米，鋼質(zhì)，涂塑或不涂塑。 刻度與注記：毫米刻度，注記厘米、分米、米。零分劃位刻度與注記：毫米刻度，注記厘米、分米、米。零分劃位 置有不同，分置有不同，分刻線(xiàn)尺刻線(xiàn)尺和和端點(diǎn)尺端點(diǎn)尺兩種。兩種。 5.1.1 量距常用的工具量距常用的工具: 鋼卷尺，花桿，測(cè)釬鋼卷尺，花桿，測(cè)釬一般量距方法一般量距方法 量

4、距相對(duì)精度量距相對(duì)精度12000 15000 精密量距方法精密量距方法 量距相對(duì)精度量距相對(duì)精度110000 1400002.花桿花桿 定線(xiàn)用（量距時(shí)標(biāo)定直線(xiàn)量距的前進(jìn)方向）定線(xiàn)用（量距時(shí)標(biāo)定直線(xiàn)量距的前進(jìn)方向）3.測(cè)釬測(cè)釬 量距時(shí)在地面標(biāo)定尺段端點(diǎn)位置。量距時(shí)在地面標(biāo)定尺段端點(diǎn)位置。2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系7端點(diǎn)尺 刻線(xiàn)尺測(cè)釬測(cè)釬 花桿花桿皮尺皮尺 測(cè)繩測(cè)繩鋼卷尺鋼卷尺2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系81.一般方法量距一般方法量距 鋼尺量距的作業(yè)要求鋼尺量距的作業(yè)要求1.1.一般方法量距：一般方法量距： 直直 目估定線(xiàn)，保證量距時(shí)沿

5、直線(xiàn)方向進(jìn)行 平平 地面平整，鋼尺水平 準(zhǔn)準(zhǔn) 每尺段端點(diǎn)標(biāo)志精確AB測(cè)釬測(cè)釬SAB=n+ 為整尺段長(zhǎng) 為余長(zhǎng)2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系95.1.2 直線(xiàn)定線(xiàn)直線(xiàn)定線(xiàn) 1. 兩點(diǎn)間目估定線(xiàn)兩點(diǎn)間目估定線(xiàn)2. 兩點(diǎn)間互不通視定線(xiàn)兩點(diǎn)間互不通視定線(xiàn)3.經(jīng)緯儀定線(xiàn)經(jīng)緯儀定線(xiàn): 如果量距要求的精度較高如果量距要求的精度較高, 可在其端點(diǎn)可在其端點(diǎn)A安置經(jīng)緯儀定線(xiàn)安置經(jīng)緯儀定線(xiàn).2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系105.1.3 丈量方法（往返丈量丈量方法（往返丈量)）距離用下式計(jì)算：距離用下式計(jì)算：D=nl+l 式中：式中：l整尺段的長(zhǎng)度；整尺段的長(zhǎng)

6、度； n丈量的整尺段數(shù)；丈量的整尺段數(shù)； l零尺段長(zhǎng)度。零尺段長(zhǎng)度。 往返丈量較差往返丈量較差 D = D往往- -D返返距離平均值距離平均值 D平平= （D往往- -D返返）相對(duì)誤差相對(duì)誤差 K=DD /1平211. 在平坦地面丈量在平坦地面丈量2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系112.2.傾斜地面丈量SDh (1)斜量法斜量法: 地面坡度均勻，將量得的傾斜距離地面坡度均勻，將量得的傾斜距離S歸算成水平距離歸算成水平距離D。高差。高差h用水準(zhǔn)儀測(cè)定。用水準(zhǔn)儀測(cè)定。ShDDSDhSDhh2222-或水平距離：水平距離：(2) 在傾斜地面平量在傾斜地面平量2022年6月1

7、5日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系12量距相對(duì)精度可達(dá)量距相對(duì)精度可達(dá)1 1萬(wàn)萬(wàn) 1 4萬(wàn)。萬(wàn)。 3. 鋼尺量距的精密方法鋼尺量距的精密方法精密量距時(shí)采取的精密量距時(shí)采取的措施：措施： 1.用檢定過(guò)的鋼尺用檢定過(guò)的鋼尺； 2.經(jīng)緯儀定線(xiàn)；經(jīng)緯儀定線(xiàn)； 3.釘尺段樁釘尺段樁(概量得概量得)，用水準(zhǔn)儀測(cè)量樁間高差；，用水準(zhǔn)儀測(cè)量樁間高差； 4.對(duì)鋼尺施加固定拉力，并測(cè)量溫度；對(duì)鋼尺施加固定拉力，并測(cè)量溫度； 5.對(duì)量距結(jié)果加三項(xiàng)改正數(shù)。對(duì)量距結(jié)果加三項(xiàng)改正數(shù)。2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系13三項(xiàng)改正數(shù)三項(xiàng)改正數(shù)5 . 1 . 4 鋼尺量距的成果整理鋼尺量距的成

8、果整理每尺段經(jīng)改正后的水平距離：每尺段經(jīng)改正后的水平距離： htdilllld總的水平距離總的水平距離： idD往2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系14（一）一般量距方法（一）一般量距方法 (具體操作）具體操作） 適用條件：當(dāng)量距精度要求為適用條件：當(dāng)量距精度要求為1/20001/3000時(shí)采用。時(shí)采用。定線(xiàn)方法：目估法或經(jīng)緯儀法。定線(xiàn)方法：目估法或經(jīng)緯儀法。w w當(dāng)當(dāng)?shù)孛嫫教沟孛嫫教箷r(shí)時(shí),可將鋼尺拉平可將鋼尺拉平,直接量測(cè)水平距離直接量測(cè)水平距離;w w對(duì)于對(duì)于傾斜地面傾斜地面，一般采用，一般采用 “平量法平量法” ; w w當(dāng)?shù)孛鎯牲c(diǎn)之間坡度均勻時(shí)也可采用當(dāng)?shù)孛鎯牲c(diǎn)

9、之間坡度均勻時(shí)也可采用“斜量法斜量法”.1、平坦地面的距離丈量、平坦地面的距離丈量 丈量：丈量：在地面平坦量距，可將鋼尺拉平、拉直、用力均勻，在地面平坦量距，可將鋼尺拉平、拉直、用力均勻，并整尺段地丈量，要進(jìn)行往返丈量。并整尺段地丈量，要進(jìn)行往返丈量。圖圖4-2J12022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系15測(cè)量成果的計(jì)算與精度評(píng)定：測(cè)量成果的計(jì)算與精度評(píng)定：往返測(cè)量結(jié)果分別為：往返測(cè)量結(jié)果分別為： D往往 = n l q ， D返返 = n l q， n為整尺長(zhǎng)測(cè)段數(shù)為整尺長(zhǎng)測(cè)段數(shù) l為整尺段尺長(zhǎng)為整尺段尺長(zhǎng) q往測(cè)丈量的零尺段長(zhǎng)往測(cè)丈量的零尺段長(zhǎng) q返測(cè)丈量的零尺段長(zhǎng)返測(cè)

10、丈量的零尺段長(zhǎng)相對(duì)較差為：相對(duì)較差為：若若K小于限差小于限差,則取往返測(cè)均值則取往返測(cè)均值D均均作為最后結(jié)果。作為最后結(jié)果。 mDDDK1-均返往2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系16 2、傾斜地面的平量法傾斜地面的平量法 當(dāng)當(dāng) 地面傾斜時(shí)可將鋼尺拉平，用垂球在地面投點(diǎn)（與定地面傾斜時(shí)可將鋼尺拉平，用垂球在地面投點(diǎn)（與定線(xiàn)結(jié)合），如圖線(xiàn)結(jié)合），如圖4-2J2所視。所視。 圖圖4-2圖圖4-2J2若地面較陡，每一尺段可平量多次，見(jiàn)圖若地面較陡，每一尺段可平量多次，見(jiàn)圖4-2。2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系173、坡度均勻地面的斜量法坡度均勻地面

11、的斜量法 當(dāng)當(dāng) 地面傾斜且坡度均勻時(shí)，可量斜距地面傾斜且坡度均勻時(shí)，可量斜距L和地面傾角和地面傾角 （圖圖4-2J3 ），求出平距），求出平距D， D=L cos 注：一般量距均需往返丈量和精度評(píng)定。注：一般量距均需往返丈量和精度評(píng)定。圖圖4-2J32022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系18 （二）精密量距方法（二）精密量距方法 當(dāng)量距要求達(dá)到當(dāng)量距要求達(dá)到1/10 0001/250 000的精度時(shí)采用。的精度時(shí)采用。1.直線(xiàn)定線(xiàn)直線(xiàn)定線(xiàn) 用經(jīng)緯儀法定線(xiàn)，沿給定方向用鋼尺概量打下一系列木用經(jīng)緯儀法定線(xiàn)，沿給定方向用鋼尺概量打下一系列木樁，樁間距小于鋼尺尺長(zhǎng)，樁頂釘上白鐵皮，

12、用經(jīng)緯儀在白樁，樁間距小于鋼尺尺長(zhǎng)，樁頂釘上白鐵皮，用經(jīng)緯儀在白鐵皮上劃出定線(xiàn)方向線(xiàn)和垂直方向線(xiàn)（鐵皮上劃出定線(xiàn)方向線(xiàn)和垂直方向線(xiàn)（讀尺指標(biāo)讀尺指標(biāo)）。）。圖圖4-2J42022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系192. 精密量距方法精密量距方法1）用水準(zhǔn)儀測(cè)出相鄰兩樁頂之間的高差；用水準(zhǔn)儀測(cè)出相鄰兩樁頂之間的高差； 2）用拉力計(jì)和尺夾對(duì)檢定過(guò)的鋼尺施加標(biāo)準(zhǔn)拉力，每一尺段均用拉力計(jì)和尺夾對(duì)檢定過(guò)的鋼尺施加標(biāo)準(zhǔn)拉力，每一尺段均需在鋼尺的不同位置量取三次，用需在鋼尺的不同位置量取三次，用樁頂垂直方向線(xiàn)讀取樁頂垂直方向線(xiàn)讀取鋼尺鋼尺兩端刻劃，同時(shí)測(cè)量鋼尺丈量時(shí)的平均溫度，做好記錄。三

13、兩端刻劃，同時(shí)測(cè)量鋼尺丈量時(shí)的平均溫度，做好記錄。三次丈量的差值小于限差時(shí)，取均值為最后結(jié)果。超限時(shí)重量。次丈量的差值小于限差時(shí)，取均值為最后結(jié)果。超限時(shí)重量。3）計(jì)算每一尺段的水平距離和整條邊的水平距離；）計(jì)算每一尺段的水平距離和整條邊的水平距離；4）要往返丈量，互差要小于限差，取均值為最后結(jié)果，超限時(shí)）要往返丈量，互差要小于限差，取均值為最后結(jié)果，超限時(shí)要重量。要重量。3. 精密量距的計(jì)算精密量距的計(jì)算v 鋼尺在使用前一般需要經(jīng)過(guò)檢定得出尺長(zhǎng)方程式，以便計(jì)算鋼尺在使用前一般需要經(jīng)過(guò)檢定得出尺長(zhǎng)方程式，以便計(jì)算鋼尺在不同條件下的測(cè)得的實(shí)際長(zhǎng)度鋼尺在不同條件下的測(cè)得的實(shí)際長(zhǎng)度。2022年6月1

14、5日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系20 鋼尺的尺長(zhǎng)方程式：鋼尺的尺長(zhǎng)方程式：v 尺長(zhǎng)方程式的一般形式為：尺長(zhǎng)方程式的一般形式為： lt = l0+ l + l0(tt0)式中：式中： lt鋼尺在標(biāo)準(zhǔn)溫度鋼尺在標(biāo)準(zhǔn)溫度t C、標(biāo)準(zhǔn)拉力下的實(shí)際長(zhǎng)度、標(biāo)準(zhǔn)拉力下的實(shí)際長(zhǎng)度 (真長(zhǎng)真長(zhǎng))； l0鋼尺上標(biāo)注的長(zhǎng)度，即名義長(zhǎng)度；鋼尺上標(biāo)注的長(zhǎng)度，即名義長(zhǎng)度； l在標(biāo)準(zhǔn)溫度為在標(biāo)準(zhǔn)溫度為t0 C、標(biāo)準(zhǔn)拉力時(shí)的尺長(zhǎng)改正數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)拉力時(shí)的尺長(zhǎng)改正數(shù)(即即ltl0)； t丈量時(shí)的溫度；丈量時(shí)的溫度； t0鋼尺的標(biāo)準(zhǔn)溫度（鋼尺的標(biāo)準(zhǔn)溫度（20 C）；）； 鋼尺的線(xiàn)膨脹系數(shù)，（鋼尺的線(xiàn)膨脹系數(shù)，（1.2510-

15、5/ C）2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系21 成果處理成果處理 1） 一一尺段水平距離的計(jì)算尺段水平距離的計(jì)算（1）尺長(zhǎng)改正數(shù)的計(jì)算）尺長(zhǎng)改正數(shù)的計(jì)算 iidllll0 （2）溫度改正數(shù)的計(jì)算）溫度改正數(shù)的計(jì)算 lti li（tit0）（3）傾斜改正數(shù)的計(jì)算）傾斜改正數(shù)的計(jì)算：如圖如圖4-3，當(dāng)兩樁間的高差為，當(dāng)兩樁間的高差為hi時(shí)，時(shí)，傾斜改正數(shù)為傾斜改正數(shù)為 ： lhid i- - li iilh22-圖圖4-32022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系22 （4）一一尺段的水平距離：尺段的水平距離：di = li+ ldi + lti lhi

16、2）一條邊水平距離的計(jì)算）一條邊水平距離的計(jì)算 D = d1 + d2 + dn2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系23A-1-2-15-B精密鋼尺丈量與計(jì)算的例子精密鋼尺丈量與計(jì)算的例子 表表3-33-3尺 段起 訖丈量次數(shù)后端讀數(shù)(mm)前端讀數(shù)(m)尺段長(zhǎng)度(m)尺長(zhǎng)改正溫度改正數(shù)改正后尺段長(zhǎng)度高 差平距化算A-1123平均76.565.586.029.930029.920029.940029.853529.854529.854029.854012.425.82.129.86850.56729.8631-2123平均18.09.027.529.890029.8800

17、29.900029.872029.871029.872529.871812.427.42.729.88690.43529.88414-15123平均35.526.555.028.730028.720028.750028.694528.693528.695028.694312.030.73.728.71000.93228.69515-B123平均80.061.550.518.970018.950018.940018.890018.888518.889518.88937.930.52.418.89960.87318.8792022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系245.1.5 鋼

18、尺檢定鋼尺檢定 目的：求得鋼尺兩端點(diǎn)刻劃間的實(shí)際長(zhǎng)度。目的：求得鋼尺兩端點(diǎn)刻劃間的實(shí)際長(zhǎng)度。 方法：用鋼尺對(duì)一段精確的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度進(jìn)行丈量，從而求得方法：用鋼尺對(duì)一段精確的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度進(jìn)行丈量，從而求得 鋼尺的鋼尺的尺長(zhǎng)改正數(shù)尺長(zhǎng)改正數(shù)。該檢定場(chǎng)地也稱(chēng)為。該檢定場(chǎng)地也稱(chēng)為“比尺場(chǎng)比尺場(chǎng)”。 。L比尺場(chǎng)示意圖作法：作法： “比尺場(chǎng)比尺場(chǎng)”為理想的砼條形場(chǎng)地，埋有尺段標(biāo)志。將為理想的砼條形場(chǎng)地，埋有尺段標(biāo)志。將 待檢定的鋼尺，用精密量距的方法，對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)距離待檢定的鋼尺，用精密量距的方法，對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)距離L 進(jìn)行丈量。通過(guò)對(duì)量距結(jié)果的整理，得出該鋼尺的進(jìn)行丈量。通過(guò)對(duì)量距結(jié)果的整理，得出該鋼尺的 尺長(zhǎng)方程式尺長(zhǎng)

19、方程式。 0 鋼尺名義長(zhǎng)(m)； t0 標(biāo)準(zhǔn)溫度，一般取20； d 尺長(zhǎng)改正值(mm)； t 丈量時(shí)溫度() 鋼的膨脹系數(shù)，1.210-5 / ；1.1.尺長(zhǎng)方程式：尺長(zhǎng)方程式： = 0+d+(t-t0)02022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系25例例：用一檢定過(guò)的：用一檢定過(guò)的30米鋼尺沿傾斜地面丈量米鋼尺沿傾斜地面丈量AB距離，數(shù)據(jù)見(jiàn)距離，數(shù)據(jù)見(jiàn) 下表。該鋼尺的尺長(zhǎng)方程式如下，請(qǐng)整理量距成果。下表。該鋼尺的尺長(zhǎng)方程式如下，請(qǐng)整理量距成果。 mCtmmm30)20(102 .18 .1305-(注：注：鋼尺膨脹系數(shù)鋼尺膨脹系數(shù) =0.00001150.0000125為鋼尺

20、溫度變?yōu)殇摮邷囟茸?化化1度時(shí)，單位長(zhǎng)度的變化量。度時(shí)，單位長(zhǎng)度的變化量。)尺段長(zhǎng)度及量距精度計(jì)算尺段長(zhǎng)度及量距精度計(jì)算2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系26距離測(cè)量的誤差來(lái)源 尺長(zhǎng)誤差 系統(tǒng) 溫度的影響 部分系統(tǒng)，部分偶然 傾斜的影響 系統(tǒng) 拉力不準(zhǔn)引起的誤差 部分系統(tǒng),部分偶然 尺子垂曲與反曲引起的誤差 系統(tǒng) 定線(xiàn)誤差 系統(tǒng) 讀數(shù)誤差 偶然 22222)(曲定線(xiàn)傾斜尺長(zhǎng)拉力溫度讀數(shù)mmmmmmmmS2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系28 5.2 5.2 視距測(cè)量視距測(cè)量5.2.1 視距測(cè)量概述視距測(cè)量概述n視距測(cè)量是一種間接測(cè)距方法視距測(cè)量是

21、一種間接測(cè)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)尺分劃的視距標(biāo)尺(地形塔尺或普通水準(zhǔn)尺地形塔尺或普通水準(zhǔn)尺)，根據(jù)光學(xué)，根據(jù)光學(xué)原理可以同時(shí)測(cè)定兩點(diǎn)間的水平距離和高差原理可以同時(shí)測(cè)定兩點(diǎn)間的水平距離和高差.n其中測(cè)量距離的相對(duì)誤差約為其中測(cè)量距離的相對(duì)誤差約為1/300，低于鋼尺量距；，低于鋼尺量距；n測(cè)定高差的精度低于水準(zhǔn)測(cè)量測(cè)定高差的精度低于水準(zhǔn)測(cè)量;n視距測(cè)量廣泛用于地形測(cè)量的視距測(cè)量廣泛用于地形測(cè)量的 碎部測(cè)量中。碎部測(cè)量中。2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系295.2.2 視準(zhǔn)軸水平時(shí)

22、的視距計(jì)算公式視準(zhǔn)軸水平時(shí)的視距計(jì)算公式AB為待測(cè)距離，在A(yíng)點(diǎn)安置經(jīng)緯儀，B點(diǎn)豎立視距尺，設(shè)望遠(yuǎn)鏡視線(xiàn)水平，瞄準(zhǔn)B點(diǎn)的視距尺，此時(shí)視線(xiàn)與視距尺垂直。2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系30視線(xiàn)水平時(shí)的視距測(cè)量公式視線(xiàn)水平時(shí)的視距測(cè)量公式:(1) 水平距離公式:(2) 高差公式:vihAB-lcKlD100(3) B點(diǎn)高程:viHhHHAABAB-2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系31二二.視線(xiàn)傾斜視線(xiàn)傾斜時(shí)視距測(cè)量時(shí)視距測(cè)量公式公式二二. .視線(xiàn)傾斜時(shí)視距測(cè)量公式視線(xiàn)傾斜時(shí)視距測(cè)量公式2cos100coscos100cosnSDnSnn則(4-2-

23、8) 1.視距公式：視距公式：liDlihhDh-tantan2.高差公式：高差公式：高差主值 (4-2-9)AB高差n為水準(zhǔn)尺與視線(xiàn)垂直時(shí)的尺間隔 n2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系325.2.3 視線(xiàn)傾斜時(shí)的視距測(cè)量公式視線(xiàn)傾斜時(shí)的視距測(cè)量公式(1) 水平距離公式:(2) 初算高差:(3) 高差公式:2coscosKlLDsincossinKlLhABviKlhAB-2sin212022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系33（1 1）在測(cè)站）在測(cè)站 A 安置安置經(jīng)緯儀，量取儀器高經(jīng)緯儀，量取儀器高 i，在測(cè)點(diǎn)在測(cè)點(diǎn) B 豎立視距尺；豎立視距尺； （

24、2 2）照準(zhǔn)視距尺，用上下視距絲分別在尺上讀取讀數(shù)，）照準(zhǔn)視距尺，用上下視距絲分別在尺上讀取讀數(shù)，算出視距間隔算出視距間隔 n（n = =下絲讀數(shù)下絲讀數(shù)- -上絲讀數(shù)）。也可先將中絲上絲讀數(shù)）。也可先將中絲對(duì)準(zhǔn)儀器高讀豎直角，然后把上絲對(duì)準(zhǔn)鄰近整數(shù)刻劃后直對(duì)準(zhǔn)儀器高讀豎直角，然后把上絲對(duì)準(zhǔn)鄰近整數(shù)刻劃后直接讀取視距間隔；接讀取視距間隔；5.2.4 5.2.4 視距測(cè)量視距測(cè)量觀(guān)測(cè)與計(jì)算方法觀(guān)測(cè)與計(jì)算方法2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系34（3 3）轉(zhuǎn)動(dòng)豎盤(pán)指標(biāo)）轉(zhuǎn)動(dòng)豎盤(pán)指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋使豎盤(pán)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋使豎盤(pán)指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中，指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中，讀取豎盤(pán)讀數(shù)，

25、算出豎讀取豎盤(pán)讀數(shù)，算出豎直角。對(duì)有豎盤(pán)指標(biāo)自直角。對(duì)有豎盤(pán)指標(biāo)自動(dòng)歸零裝置的儀器，應(yīng)動(dòng)歸零裝置的儀器，應(yīng)打開(kāi)自動(dòng)歸零裝置后再打開(kāi)自動(dòng)歸零裝置后再讀數(shù)；讀數(shù)；5.2.4 5.2.4 視距測(cè)量視距測(cè)量觀(guān)測(cè)與計(jì)算方法觀(guān)測(cè)與計(jì)算方法（4 4）根據(jù)視距公式，計(jì)算水平距離和高差及）根據(jù)視距公式，計(jì)算水平距離和高差及立尺點(diǎn)的高程。立尺點(diǎn)的高程。2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系35三三.視距測(cè)量觀(guān)視距測(cè)量觀(guān)測(cè)和計(jì)算測(cè)和計(jì)算觀(guān)測(cè)：觀(guān)測(cè)：在測(cè)站安置經(jīng)緯儀，對(duì)中、整平、量?jī)x器高； 在測(cè)點(diǎn)豎水準(zhǔn)尺，瞄準(zhǔn)(要求三絲都能讀數(shù))。讀數(shù)：讀數(shù)：每個(gè)測(cè)點(diǎn)讀四個(gè)讀數(shù) 上絲讀數(shù) a a 讀至毫米 下絲讀

26、數(shù) b b 讀至毫米 中絲讀數(shù) 讀至厘米 豎盤(pán)讀數(shù) L L 讀至分三三. .視距測(cè)量觀(guān)測(cè)和計(jì)算視距測(cè)量觀(guān)測(cè)和計(jì)算 視距測(cè)量通常只測(cè)盤(pán)左（或盤(pán)右），測(cè)量前要對(duì)豎盤(pán)指標(biāo)差進(jìn)行檢驗(yàn)與校正。2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系36視距測(cè)視距測(cè)量表量表視距測(cè)量表視距測(cè)量表liDHhHHliDhbaDAAp-tantancos1002計(jì)算公式計(jì)算公式2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系37一、概述一、概述n電磁波測(cè)距電磁波測(cè)距(Electro-magnetic Distance Measuring，EDM) 是用電磁波是用電磁波(光波或微波光波或微波)作為載波，

27、傳輸測(cè)距信作為載波，傳輸測(cè)距信號(hào)，以測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間距離的一種方法。號(hào)，以測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間距離的一種方法。nEDM具有測(cè)程長(zhǎng)、精度高、作業(yè)快、工作強(qiáng)度低、幾具有測(cè)程長(zhǎng)、精度高、作業(yè)快、工作強(qiáng)度低、幾乎不受地形限制等優(yōu)點(diǎn)。乎不受地形限制等優(yōu)點(diǎn)。n1948年，瑞典年，瑞典AGA(阿嘎阿嘎)公司公司(現(xiàn)更名為現(xiàn)更名為Geotronics捷創(chuàng)捷創(chuàng)力公司力公司)研制成功了世界上第一臺(tái)電磁波測(cè)距儀，研制成功了世界上第一臺(tái)電磁波測(cè)距儀，n它采用白熾燈發(fā)射的光波作載波，應(yīng)用了大量的電子管它采用白熾燈發(fā)射的光波作載波，應(yīng)用了大量的電子管元件，儀器相當(dāng)笨重且功耗大。元件，儀器相當(dāng)笨重且功耗大。n為避開(kāi)白天太陽(yáng)光對(duì)測(cè)距信號(hào)的干

28、擾，只能在夜間作業(yè)，為避開(kāi)白天太陽(yáng)光對(duì)測(cè)距信號(hào)的干擾，只能在夜間作業(yè)，測(cè)距操作和計(jì)算都比較復(fù)雜。測(cè)距操作和計(jì)算都比較復(fù)雜。5.3 5.3 電磁波測(cè)距電磁波測(cè)距及全站儀2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系38n1960年世界上成功研制出了第一臺(tái)紅寶石激光器和第一臺(tái)年世界上成功研制出了第一臺(tái)紅寶石激光器和第一臺(tái)氦氦-氖激光器，氖激光器，1962年砷化鎵半導(dǎo)體激光器研制成功。年砷化鎵半導(dǎo)體激光器研制成功。n與白熾燈比較，激光的優(yōu)點(diǎn)是發(fā)散角小、穿透力強(qiáng)、傳輸與白熾燈比較，激光的優(yōu)點(diǎn)是發(fā)散角小、穿透力強(qiáng)、傳輸?shù)木嚯x遠(yuǎn)、不受太陽(yáng)光干擾、基本上可以全天侯作業(yè)。的距離遠(yuǎn)、不受太陽(yáng)光干擾、

29、基本上可以全天侯作業(yè)。n1967年年AGA公司推出了世界上第一臺(tái)商品化的激光測(cè)距儀公司推出了世界上第一臺(tái)商品化的激光測(cè)距儀AGA-8。n該儀器采用該儀器采用5mw的氦的氦-氖激光器作發(fā)光元件，白天測(cè)程為氖激光器作發(fā)光元件，白天測(cè)程為40km，夜間測(cè)程達(dá)，夜間測(cè)程達(dá)60km，測(cè)距精度，測(cè)距精度(5mm+1ppm)，主機(jī)重，主機(jī)重量量23kg。n我國(guó)的武漢地震大隊(duì)也于我國(guó)的武漢地震大隊(duì)也于1969年研制成功了年研制成功了JCY-1型激光型激光測(cè)距儀，測(cè)距儀，1974年又研制并生產(chǎn)了年又研制并生產(chǎn)了JCY-2型激光測(cè)距儀。該儀型激光測(cè)距儀。該儀器采用器采用2.5mw的氦的氦-氖激光器作發(fā)光元件，白天

30、測(cè)程為氖激光器作發(fā)光元件，白天測(cè)程為20km，測(cè)距精度測(cè)距精度(5mm+1ppm)，主機(jī)重量，主機(jī)重量16.3kg。2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系39n隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，從隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，從60年代末年代末70年代初起，采年代初起，采用砷化鎵發(fā)光二極管作發(fā)光元件的紅外測(cè)距儀逐漸在用砷化鎵發(fā)光二極管作發(fā)光元件的紅外測(cè)距儀逐漸在世界上流行起來(lái)。世界上流行起來(lái)。n與激光測(cè)距儀比較，紅外測(cè)距儀有體積小、重量輕、與激光測(cè)距儀比較，紅外測(cè)距儀有體積小、重量輕、功耗小、測(cè)距快、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。功耗小、測(cè)距快、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。n由于紅外光的發(fā)散角比激光大，所以紅外

31、測(cè)距儀的測(cè)由于紅外光的發(fā)散角比激光大，所以紅外測(cè)距儀的測(cè)程一般小于程一般小于15km。n現(xiàn)在的紅外測(cè)距儀已經(jīng)和電子經(jīng)緯儀及計(jì)算機(jī)軟硬件現(xiàn)在的紅外測(cè)距儀已經(jīng)和電子經(jīng)緯儀及計(jì)算機(jī)軟硬件制造在一起，形成了全站儀，并向著自動(dòng)化、智能化制造在一起，形成了全站儀，并向著自動(dòng)化、智能化和利用藍(lán)牙技術(shù)實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的無(wú)線(xiàn)傳輸方向飛速發(fā)和利用藍(lán)牙技術(shù)實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的無(wú)線(xiàn)傳輸方向飛速發(fā)展。展。2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系40二、電磁波測(cè)距儀分類(lèi)二、電磁波測(cè)距儀分類(lèi)1. 按其所采用的載波（光源）可分為：按其所采用的載波（光源）可分為：微波測(cè)距儀微波測(cè)距儀(microwave EDM ins

32、trument)；激光測(cè)距儀激光測(cè)距儀(laser EDM instrument)；紅外測(cè)距儀紅外測(cè)距儀(infrared EDM instrument);2. 按測(cè)程分為：按測(cè)程分為：短程測(cè)距儀短程測(cè)距儀(5km)中程測(cè)距儀中程測(cè)距儀(515km)遠(yuǎn)程測(cè)距儀遠(yuǎn)程測(cè)距儀( 15km）3. 按精度分為：按精度分為：級(jí)測(cè)距儀級(jí)測(cè)距儀(mD 5mm) 級(jí)測(cè)距儀級(jí)測(cè)距儀(5 mD 10mm) 級(jí)測(cè)距儀級(jí)測(cè)距儀(mD 10mm ）4. 按測(cè)距原理分為按測(cè)距原理分為： 脈沖式；脈沖式； 相位式相位式2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系415.3.15.3.1 紅外測(cè)距的測(cè)距原理紅外測(cè)

33、距的測(cè)距原理 基本公式:tncDg021c0光在真空中的速度光在真空中的速度ng光在大氣中傳輸?shù)恼凵渎使庠诖髿庵袀鬏數(shù)恼凵渎蕋光波在光波在A(yíng)B間往返傳輸時(shí)間間往返傳輸時(shí)間2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系42直接測(cè)時(shí)直接測(cè)時(shí)-該類(lèi)測(cè)距儀稱(chēng)為該類(lèi)測(cè)距儀稱(chēng)為脈沖式測(cè)距儀脈沖式測(cè)距儀，該儀器因其精度較低，通常只用于精度較低的該儀器因其精度較低，通常只用于精度較低的遠(yuǎn)距離測(cè)量、地形測(cè)量和炮瞄雷達(dá)測(cè)距。遠(yuǎn)距離測(cè)量、地形測(cè)量和炮瞄雷達(dá)測(cè)距。間接測(cè)時(shí)間接測(cè)時(shí)-用測(cè)定相位的方法來(lái)測(cè)定距離，用測(cè)定相位的方法來(lái)測(cè)定距離，此類(lèi)儀器稱(chēng)為相位式測(cè)距儀。此類(lèi)儀器稱(chēng)為相位式測(cè)距儀?，F(xiàn)有的精密光電測(cè)距

34、儀都不采用直接測(cè)時(shí)的方現(xiàn)有的精密光電測(cè)距儀都不采用直接測(cè)時(shí)的方法，而采用間接測(cè)時(shí)。法，而采用間接測(cè)時(shí)。電磁波測(cè)距方式電磁波測(cè)距方式2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系431. 脈沖式脈沖式測(cè)距原理測(cè)距原理 假設(shè)時(shí)鐘脈沖的震蕩頻率為假設(shè)時(shí)鐘脈沖的震蕩頻率為 , 震蕩周期為震蕩周期為計(jì)數(shù)器記錄的震蕩次數(shù)為計(jì)數(shù)器記錄的震蕩次數(shù)為N, 則脈沖光波在則脈沖光波在A(yíng)B兩點(diǎn)間兩點(diǎn)間往返的時(shí)間為往返的時(shí)間為:0f001fT 00fNNTttncDg0212022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系442. 相位式相位式測(cè)距原理測(cè)距原理 用測(cè)定相位的方法來(lái)測(cè)定距離，此類(lèi)儀器稱(chēng)

35、為用測(cè)定相位的方法來(lái)測(cè)定距離，此類(lèi)儀器稱(chēng)為相位式測(cè)距儀。相位式測(cè)距儀。它是用一種連續(xù)波（精密光波測(cè)距儀采用光波）它是用一種連續(xù)波（精密光波測(cè)距儀采用光波）作為作為“運(yùn)輸工具運(yùn)輸工具”（稱(chēng)為載波），通過(guò)一個(gè)調(diào)（稱(chēng)為載波），通過(guò)一個(gè)調(diào)制器使載波的振幅或頻率按照調(diào)制波的變化做制器使載波的振幅或頻率按照調(diào)制波的變化做周期性變化。周期性變化。測(cè)距時(shí)，通過(guò)測(cè)量調(diào)制波在待測(cè)距離上往返傳測(cè)距時(shí)，通過(guò)測(cè)量調(diào)制波在待測(cè)距離上往返傳播所產(chǎn)生的相位變化，間接地確定傳播時(shí)間播所產(chǎn)生的相位變化，間接地確定傳播時(shí)間t t，進(jìn)而求得待測(cè)距離進(jìn)而求得待測(cè)距離D D。 2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系4

36、5相位式測(cè)距原理相位式測(cè)距原理 調(diào)制波的調(diào)制頻率f，角頻率 ，周期T， 波長(zhǎng): 設(shè)調(diào)制波在距離D往返一次產(chǎn)生的相位變化為 ，調(diào)制信號(hào)一個(gè)周期相位變化為2，則調(diào)制波的傳播時(shí)間t為： 代入基本公式得 :fccT ft2fcD4f22022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系46相位式測(cè)距原理相位式測(cè)距原理設(shè)調(diào)制信號(hào)為正弦信號(hào)，包含2的整倍數(shù)N2，和不足2的尾數(shù)部分，即：)(2)2(22NNNN代入前面公式: )(2)(2NNNNfcD2N2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系47相位式測(cè)距原理相位式測(cè)距原理 令 : -單位長(zhǎng)，“光測(cè)尺”，“電子尺” 22fcLs公

37、式改寫(xiě)成 :)(NNLDs上式就是相位式測(cè)距原理公式相位式測(cè)距原理公式。相位式測(cè)距儀是用長(zhǎng)度為L(zhǎng)S的“測(cè)尺”去量測(cè)距離，量了N個(gè)整尺段加上不足一個(gè)LS的長(zhǎng)度就是所測(cè)距離。 采用多個(gè)“測(cè)尺”組合實(shí)現(xiàn)測(cè)距技術(shù)過(guò)程。設(shè)計(jì)；精測(cè)尺+粗測(cè)尺測(cè)距。2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系48相位式測(cè)距原理相位式測(cè)距原理調(diào)制頻率與測(cè)尺長(zhǎng)度的關(guān)系調(diào)制頻率f15MHz7.5MHz1.5MHz150kHz75kHz15kHz測(cè)尺長(zhǎng)度/210m20m100m1km2km10km精度1cm2cm10cm1m2m10m2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系495.3.25.3.2

38、光電測(cè)距儀的組成光電測(cè)距儀的組成2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系505.3.25.3.2 光電測(cè)距儀的組成光電測(cè)距儀的組成2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系515.3.4 全站儀及其使用全站儀及其使用（一）（一） 全站儀概述全站儀概述（二）（二） 全站儀的功能全站儀的功能 （三）（三） 幾種全站儀及其基本應(yīng)用幾種全站儀及其基本應(yīng)用 2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系52南方南方NTSNTS全站儀全站儀TOPCON GTSTOPCON GTS全站儀全站儀2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系53Leic

39、aLeica 全站儀全站儀2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系54（一）（一） 全站儀概述全站儀概述全站儀全站儀(total station)是由電子測(cè)角、光電測(cè)距、微是由電子測(cè)角、光電測(cè)距、微型機(jī)及其軟件組合而成的智能型光電測(cè)量?jī)x器。型機(jī)及其軟件組合而成的智能型光電測(cè)量?jī)x器。q全站儀的基本功能是全站儀的基本功能是測(cè)量水平角、豎直角和距離測(cè)量水平角、豎直角和距離。q全站儀具有如下特點(diǎn)：全站儀具有如下特點(diǎn)：同時(shí)進(jìn)行角度測(cè)量同時(shí)進(jìn)行角度測(cè)量( (水平角、豎直角水平角、豎直角) ) 和距離測(cè)量和距離測(cè)量( (斜斜距距S S、平距、平距D D、高差、高差h) h) ； 測(cè)距系統(tǒng)光

40、軸與測(cè)角系統(tǒng)視準(zhǔn)軸同軸（測(cè)距系統(tǒng)光軸與測(cè)角系統(tǒng)視準(zhǔn)軸同軸（三軸同一三軸同一）；）；顯示測(cè)點(diǎn)的角度顯示測(cè)點(diǎn)的角度( (方向值方向值) )、距離、高差或三維坐標(biāo)；、距離、高差或三維坐標(biāo)；擁有后方交會(huì)、放樣、擁有后方交會(huì)、放樣、偏心測(cè)量、懸高測(cè)量、對(duì)邊偏心測(cè)量、懸高測(cè)量、對(duì)邊測(cè)量、面積計(jì)算測(cè)量、面積計(jì)算等高級(jí)測(cè)量功能。等高級(jí)測(cè)量功能。2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系55全站儀特點(diǎn)全站儀特點(diǎn)擁有較大容量的內(nèi)部存儲(chǔ)器，以數(shù)據(jù)文件形式擁有較大容量的內(nèi)部存儲(chǔ)器，以數(shù)據(jù)文件形式存儲(chǔ)已存儲(chǔ)已知點(diǎn)和觀(guān)測(cè)點(diǎn)的點(diǎn)號(hào)、編碼、三維坐標(biāo)；知點(diǎn)和觀(guān)測(cè)點(diǎn)的點(diǎn)號(hào)、編碼、三維坐標(biāo)； 實(shí)現(xiàn)全站儀與計(jì)算機(jī)的數(shù)

41、據(jù)通訊；實(shí)現(xiàn)全站儀與計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)通訊； 高精度全站儀測(cè)角達(dá)高精度全站儀測(cè)角達(dá)0.50.5秒級(jí)，測(cè)距精度達(dá)秒級(jí)，測(cè)距精度達(dá)(0.1mm+0.1PPM)(0.1mm+0.1PPM)； 與計(jì)算機(jī)聯(lián)合組成的智能觀(guān)測(cè)系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)全與計(jì)算機(jī)聯(lián)合組成的智能觀(guān)測(cè)系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)瞄準(zhǔn)、觀(guān)測(cè)、記錄、存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)的傳輸，自動(dòng)瞄準(zhǔn)、觀(guān)測(cè)、記錄、存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)的傳輸，被稱(chēng)為測(cè)量機(jī)器人。被稱(chēng)為測(cè)量機(jī)器人。2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系56 三軸同一望遠(yuǎn)鏡三軸同一望遠(yuǎn)鏡在全站儀的望遠(yuǎn)鏡中，照準(zhǔn)目標(biāo)的視準(zhǔn)軸、光電測(cè)在全站儀的望遠(yuǎn)鏡中，照準(zhǔn)目標(biāo)的視準(zhǔn)軸、光電測(cè)距的紅外光發(fā)射光軸和接收光軸是同軸的，其光路距的

42、紅外光發(fā)射光軸和接收光軸是同軸的，其光路如圖所示。因此，測(cè)量時(shí)使望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)目標(biāo)棱鏡的如圖所示。因此，測(cè)量時(shí)使望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)目標(biāo)棱鏡的中心，就能同時(shí)測(cè)定水平角、垂直角和斜距中心，就能同時(shí)測(cè)定水平角、垂直角和斜距2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系57測(cè)量?jī)x器總的發(fā)展過(guò)程測(cè)量?jī)x器總的發(fā)展過(guò)程 測(cè)量?jī)x器總的發(fā)展過(guò)程：測(cè)量?jī)x器總的發(fā)展過(guò)程： 光學(xué)經(jīng)緯儀光學(xué)經(jīng)緯儀 電子經(jīng)緯儀電子經(jīng)緯儀 速測(cè)全站儀速測(cè)全站儀 全站儀。全站儀。 全站儀的發(fā)展過(guò)程：全站儀的發(fā)展過(guò)程： 1.1.普通型全站儀普通型全站儀2.2.功能型全站儀功能型全站儀3.3.磁卡型全站儀磁卡型全站儀4.4.內(nèi)存式全站儀內(nèi)存式全

43、站儀 5.5.全自動(dòng)智能全站儀全自動(dòng)智能全站儀 全站儀生產(chǎn)廠(chǎng)家：全站儀生產(chǎn)廠(chǎng)家：瑞士：徠卡瑞士：徠卡LeicaLeica德國(guó)：蔡司德國(guó)：蔡司Zeiss Zeiss 日本：拓普康日本：拓普康TOPCONTOPCON，索佳，索佳SOKKIASOKKIA，賓得，賓得, ,尼康尼康中國(guó)：南方、蘇州、北京中國(guó)：南方、蘇州、北京2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系58（二）（二） 全站儀的功能全站儀的功能對(duì)邊測(cè)量、懸高測(cè)量、后方交會(huì)、放樣、偏心測(cè)量、面積計(jì)算等高級(jí)測(cè)量功能。2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系59全站儀的功能全站儀的功能1、對(duì)邊測(cè)量、對(duì)邊測(cè)量如圖

44、，分別瞄準(zhǔn)兩個(gè)目標(biāo)點(diǎn)處的棱鏡并觀(guān)測(cè)后，儀器即可顯示出兩個(gè)棱鏡之間的平距(HD)、斜距(S)、高差(V)和坡度（%）。對(duì)邊測(cè)量可以連續(xù)進(jìn)行。VSHD%2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系60全站儀的功能全站儀的功能 2、懸高測(cè)量、懸高測(cè)量 如圖，要測(cè)量某些不能設(shè)置反射棱鏡的目標(biāo)（高壓電線(xiàn)、橋梁桁架高壓電線(xiàn)、橋梁桁架）的高度時(shí)，可在目標(biāo)正上方或正下方處安置棱鏡，輸入棱鏡高h(yuǎn)1，瞄準(zhǔn)棱鏡并觀(guān)測(cè)后，再瞄準(zhǔn)目標(biāo)，儀器即可顯示目標(biāo)的高度HHh1h22022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系61全站儀的功能全站儀的功能3、后方交會(huì)測(cè)量、后方交會(huì)測(cè)量如圖，全站儀安置在某一

45、待定點(diǎn)上，通過(guò)對(duì)兩個(gè)以上的已知點(diǎn)處的棱鏡進(jìn)行觀(guān)測(cè)，并輸入各已知點(diǎn)三維坐標(biāo)及儀器高和棱鏡高后，全站儀即可顯示待定點(diǎn)的三維坐標(biāo)。2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系62 4、三維坐標(biāo)測(cè)量、三維坐標(biāo)測(cè)量 如圖，將全站儀安置在已知點(diǎn)A，棱鏡設(shè)置在待定點(diǎn)P，輸入A點(diǎn)已知坐標(biāo)及儀器高和棱鏡高后，先后視已知點(diǎn)B并輸入B點(diǎn)坐標(biāo)（后視已知點(diǎn)是為了設(shè)置方向位角）然后瞄準(zhǔn)P點(diǎn)處棱鏡并進(jìn)行觀(guān)測(cè)，儀器即可顯示待定P的三維坐標(biāo)。APB全站儀的功能全站儀的功能2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系63全站儀的功能全站儀的功能5、放樣測(cè)量、放樣測(cè)量 將要測(cè)設(shè)的角度和邊長(zhǎng)（或坐標(biāo)值）輸

46、入全站儀，在放樣過(guò)程中儀器顯示角度和邊長(zhǎng)的實(shí)測(cè)值與放樣值之差，根據(jù)顯示的偏離值及符號(hào)調(diào)整棱鏡位置，直至偏離值為零，此時(shí)棱鏡所處位置即為要測(cè)設(shè)的點(diǎn)位。有的電子全站儀還可通過(guò)圖形顯示出棱鏡上下左右前后的移動(dòng)方向。D2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系64全站儀的功能全站儀的功能6、偏心測(cè)量、偏心測(cè)量如圖，若侍定點(diǎn)處不能設(shè)置棱鏡，可將棱鏡設(shè)置在待定點(diǎn)的左側(cè)或右側(cè)，并使棱鏡至站點(diǎn)的距離相當(dāng)，瞄準(zhǔn)棱鏡并進(jìn)行觀(guān)測(cè)，再照準(zhǔn)待定點(diǎn)，儀器即可顯示待定點(diǎn)的坐標(biāo)。不同廠(chǎng)家生產(chǎn)的電子全站儀其鍵盤(pán)設(shè)計(jì)并不完全相同，實(shí)現(xiàn)相同測(cè)量功能的按鍵程序和步驟也不完全一樣，具體使用應(yīng)參見(jiàn)廠(chǎng)家的使用說(shuō)明書(shū)。202

47、2年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系65全站儀測(cè)量的流程全站儀測(cè)量的流程野外采集數(shù)據(jù)野外采集數(shù)據(jù)：南方NTS、 TOPCON全站儀+PDA（測(cè)圖精靈）傳輸數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)：將數(shù)據(jù)文件傳入計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)：用測(cè)圖軟件 （南方測(cè)繪CASS）處理、編輯輸出成果輸出成果：數(shù)字化地 形圖、電子地圖（.dwg）、工程圖。2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系66 5.4 直線(xiàn)定向5.4.1 直線(xiàn)定向的概念 確定地面上兩點(diǎn)之間的相對(duì)位置，僅知道兩點(diǎn)之間的水平距離是不夠的，還必須確定此直線(xiàn)與標(biāo)準(zhǔn)方向之間的水平夾角。 確定直線(xiàn)與標(biāo)準(zhǔn)方向之間的水平角度稱(chēng)為直線(xiàn)定向。 2022

48、年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系67標(biāo)準(zhǔn)方向的種類(lèi) 1 真子午線(xiàn)方向 通過(guò)地球表面某點(diǎn)真子午線(xiàn)的切線(xiàn)方向，稱(chēng)為該點(diǎn)的真子午線(xiàn)方向，真子午線(xiàn)方向是用天文測(cè)量方法或用陀螺經(jīng)緯儀測(cè)定的。 2 磁子午線(xiàn)方向 磁子午線(xiàn)方向是磁針在地球磁場(chǎng)的作用下，磁針自由靜止時(shí)其軸線(xiàn)所指的方向。磁子午線(xiàn)方向可用羅盤(pán)儀測(cè)定。2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系68標(biāo)準(zhǔn)方向的種類(lèi) 3 坐標(biāo)縱軸方向(中央子午線(xiàn)方向) 第二章已述及，我國(guó)采用高斯平面直角坐標(biāo)系，每一6帶或3帶內(nèi)都以該帶的中央子午線(xiàn)為坐標(biāo)縱軸方向。因此，該帶內(nèi)直線(xiàn)定向，就用該帶的坐標(biāo)縱軸方向作為標(biāo)準(zhǔn)方向。 如假定坐標(biāo)系，則

49、用假定的坐標(biāo)縱軸(X軸)作為標(biāo)準(zhǔn)方向。 2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系695.4.2 表示直線(xiàn)方向的方法 測(cè)量工作中，常采用方位角來(lái)表示直線(xiàn)的方向。 由標(biāo)準(zhǔn)方向的北端起，順時(shí)針?lè)较蛄康侥持本€(xiàn)的夾角，稱(chēng)為該直線(xiàn)的方位角，其角值從0 36 360。 由不同的標(biāo)準(zhǔn)方向所得到的方位角，分別為： 真方位角：A 磁方位角：Am 坐標(biāo)方位角：標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)方方向向O OP P2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系70幾種方位角之間的關(guān)系 1 真方位角與磁方位角之間的關(guān)系 由于地磁南北極與地球的南北極并不重合，因此，由于地磁南北極與地球的南北極并不重合，因此，過(guò)地面上

50、某點(diǎn)的真子午線(xiàn)方向與磁子午線(xiàn)方向常不過(guò)地面上某點(diǎn)的真子午線(xiàn)方向與磁子午線(xiàn)方向常不重合，兩者之間的夾角稱(chēng)為重合，兩者之間的夾角稱(chēng)為磁偏角磁偏角，磁針北端偏，磁針北端偏于真子午線(xiàn)以東稱(chēng)東偏，偏于真子午線(xiàn)以西稱(chēng)西偏。于真子午線(xiàn)以東稱(chēng)東偏，偏于真子午線(xiàn)以西稱(chēng)西偏。東偏取正值，西偏取負(fù)東偏取正值，西偏取負(fù)值。我國(guó)磁偏角的變化大值。我國(guó)磁偏角的變化大約在約在+6到到-10之間之間。直線(xiàn)的真方位角與磁方位直線(xiàn)的真方位角與磁方位mAA2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系71幾種方位角之間的關(guān)系 2真方位角與坐標(biāo)方位角之間的關(guān)系 中央子午線(xiàn)在高斯平面上是一條直線(xiàn)，作為該帶的坐標(biāo)縱軸，而其它

51、子午線(xiàn)投影后為收斂于兩極的曲線(xiàn)，地面點(diǎn)M、N等點(diǎn)的真子午線(xiàn)方向與中央子午線(xiàn)之間的夾角，稱(chēng)為子午線(xiàn)收斂角。在中央子午線(xiàn)以東地區(qū)，各點(diǎn)的坐標(biāo)縱軸偏在真子午線(xiàn)的東邊，為正值；在中央子午線(xiàn)以西地區(qū)，為負(fù)值。 直線(xiàn)的真方位角與坐標(biāo)方位角 之間可用下式進(jìn)行換算A2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系72幾種方位角之間的關(guān)系 3坐標(biāo)方位角與磁方位角的關(guān)系 若已知某點(diǎn)的磁偏角與子午線(xiàn)收斂角，則坐標(biāo)方位角與磁方位角之間的換算式為 mmmmAAAA-m為磁坐偏角mA2022年6月15日星期三 西南科技大學(xué)環(huán)資學(xué)院測(cè)量工程系73 當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)方向?yàn)樽鴺?biāo)縱軸當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)方向?yàn)樽鴺?biāo)縱軸( (中央子午線(xiàn)中央子午線(xiàn)) )方向時(shí)，直線(xiàn)的方方向時(shí)，直線(xiàn)的方位角稱(chēng)為位角稱(chēng)為坐標(biāo)方位角坐標(biāo)方位角( ( ，簡(jiǎn)稱(chēng)方向角，簡(jiǎn)稱(chēng)方向角) )。X XY YA AB B ABAB例例1