任務(wù) 距離測(cè)量與直線定向_第1頁
任務(wù) 距離測(cè)量與直線定向_第2頁
任務(wù) 距離測(cè)量與直線定向_第3頁
任務(wù) 距離測(cè)量與直線定向_第4頁
任務(wù) 距離測(cè)量與直線定向_第5頁
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1、任務(wù) 距離測(cè)量與直線定向第1頁,共50頁,2022年,5月20日,14點(diǎn)6分,星期日距離測(cè)量:測(cè)量地面兩點(diǎn)之間的水平距離。它是測(cè)量工作的基本工作之一。施工中常用鋼尺量距。距離測(cè)量 的方法鋼尺量距 普通視距 光電測(cè)距 第2頁,共50頁,2022年,5月20日,14點(diǎn)6分,星期日量距工具 端點(diǎn)尺與刻線尺 第3頁,共50頁,2022年,5月20日,14點(diǎn)6分,星期日 輔助工具第4頁,共50頁,2022年,5月20日,14點(diǎn)6分,星期日二、 鋼尺量距的一般方法 1、直線定線標(biāo)定各尺段端點(diǎn)在同一直線上的工作稱為直線定線。當(dāng)?shù)孛嫔蟽牲c(diǎn)之間距離超過鋼尺全長(zhǎng)時(shí),用鋼尺一次不能量完,量距前就需要在直線方向上標(biāo)定

2、若干個(gè)分段點(diǎn),并豎立標(biāo)桿或測(cè)釬以標(biāo)明方向。直線定線通常可分為目估定線和經(jīng)緯儀定線。一般情況下常用目估定線;當(dāng)量距精度要求較高時(shí),采用經(jīng)緯儀定線。第5頁,共50頁,2022年,5月20日,14點(diǎn)6分,星期日目估定線和經(jīng)緯儀定線的方法1、目估定線:要測(cè)定A、B間距離時(shí),先在A、B兩點(diǎn)分別豎立標(biāo)桿,1人在A桿后1-2m處,由A瞄向B,同時(shí)指揮另一持桿人左右移動(dòng),使標(biāo)桿與A、B完全重合為止并作好標(biāo)志。2、經(jīng)緯儀定線:在直線一個(gè)端點(diǎn)安置經(jīng)緯儀后,對(duì)中、整平,用望遠(yuǎn)鏡十字絲豎絲瞄準(zhǔn)另一端點(diǎn)目標(biāo),固定照準(zhǔn)部。觀測(cè)員指揮另一測(cè)量員持測(cè)釬由遠(yuǎn)及近,將測(cè)釬按十字絲縱絲位置垂直插入地下,即得各分段點(diǎn)。第6頁,共50

3、頁,2022年,5月20日,14點(diǎn)6分,星期日第7頁,共50頁,2022年,5月20日,14點(diǎn)6分,星期日2、平坦地面的量距A、B兩點(diǎn)間的水平距離為:式中:n 尺段數(shù); l 鋼尺的尺長(zhǎng); q 不足一整尺的余長(zhǎng)。第8頁,共50頁,2022年,5月20日,14點(diǎn)6分,星期日 為了校核、提高精度,還要進(jìn)行返測(cè),用往、返測(cè)長(zhǎng)度之差 與全長(zhǎng)平均數(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(duì)誤差K: 平坦地區(qū)鋼尺量距相對(duì)誤差不應(yīng)大于1/3000第9頁,共50頁,2022年,5月20日,14點(diǎn)6分,星期日3、傾斜地面丈量 在困難地區(qū)鋼尺量距相對(duì)誤差不應(yīng)大于1/1000 當(dāng)?shù)孛嫫露容^大,

4、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(zhǎng)度視坡度大小、量距的方便而定。第10頁,共50頁,2022年,5月20日,14點(diǎn)6分,星期日1、在平坦的地面上,用鋼尺丈量?jī)啥尉嚯x,第一段往測(cè)值為172.14m,返測(cè)值為172.423m;第二段往測(cè)值為425.168m,返測(cè)值為465.190m。試比較哪一段精度高?丈量結(jié)果是否合格?2、用鋼尺往、返丈量了一段距離,其平均值為167.38m,要求量距的相對(duì)誤差為1/15000,問往、返丈量這段距離的絕對(duì)誤差不能超過多少? 第11頁,共50頁,2022年,5月20日,14點(diǎn)6分,星期日167.38/15000=0.011m3、A、

5、B兩點(diǎn)間水平距離的往測(cè)為L(zhǎng)往=252.14m,返測(cè)為L(zhǎng)返=252.10m,是否達(dá)到1/3000精度?第12頁,共50頁,2022年,5月20日,14點(diǎn)6分,星期日三、鋼尺量距精密方法(1/10000) 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13頁,共50頁,2022年,5月20日,14點(diǎn)6分,星期日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

6、錄及觀測(cè)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2mm,取三段丈量結(jié)果的平均值作為尺段的最后結(jié)果。 隨之進(jìn)行返測(cè),如要進(jìn)行溫度和傾斜改正,還要觀測(cè)現(xiàn)場(chǎng)溫度和各樁頂高差。第14頁,共50頁,2022年,5月20日,14點(diǎn)6分,星期日經(jīng)過檢定的鋼尺長(zhǎng)度可用尺長(zhǎng)方程式表示:溫度為t時(shí)的鋼尺實(shí)際長(zhǎng)度;鋼尺的名義長(zhǎng)度;尺長(zhǎng)改正值,即溫度在 時(shí)鋼尺全長(zhǎng)改正數(shù);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。四、 尺長(zhǎng)方程第15頁,共50

7、頁,2022年,5月20日,14點(diǎn)6分,星期日鋼尺量距的注意事項(xiàng)1、應(yīng)用經(jīng)過檢定的鋼尺量距2、前、后尺手動(dòng)作要配合好,定線要直,尺身要水平,尺子要拉緊,用力要均勻,待尺子穩(wěn)定時(shí)再讀數(shù)或插測(cè)釬。3、用測(cè)釬標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)位,測(cè)釬要豎直插下。前、后尺所量測(cè)釬的部位應(yīng)一致。4、讀數(shù)要小心,小數(shù)要防止錯(cuò)把9讀成6等。4、記錄應(yīng)清楚,記好后及時(shí)回讀,互相校核。鋼尺性脆易折斷,防止打折、扭曲、拖拉,嚴(yán)禁車碾、人踏、以免損壞。鋼尺易銹,用畢需擦凈、涂油。第16頁,共50頁,2022年,5月20日,14點(diǎn)6分,星期日五、鋼尺量距成果整理 精密量距結(jié)果應(yīng)進(jìn)行以下三項(xiàng)改正1、尺長(zhǎng)改正2、溫度改正 全長(zhǎng)改正數(shù) 名義長(zhǎng)度 任一

8、尺段 鋼尺膨脹系數(shù) t 丈量時(shí)溫度 t0 標(biāo)準(zhǔn)溫度第17頁,共50頁,2022年,5月20日,14點(diǎn)6分,星期日當(dāng)為斜距時(shí)應(yīng)換算成平距d,則傾斜改正值為:將上式 項(xiàng)展開成級(jí)數(shù): 取第一項(xiàng)3.傾斜改正 每一尺段改正后的水平距離為:第18頁,共50頁,2022年,5月20日,14點(diǎn)6分,星期日例題:用尺長(zhǎng)方程為的鋼尺實(shí)測(cè)AB尺段(如圖),長(zhǎng)度l=29.896m,A、B兩點(diǎn)間高差h=0.272m,測(cè)量時(shí)的溫度t=25.8C,試求AB尺段的水平距離。解:1)尺長(zhǎng)改正第19頁,共50頁,2022年,5月20日,14點(diǎn)6分,星期日3)傾斜改正4)A-B尺段水平距離2)溫度改正第20頁,共50頁,2022年

9、,5月20日,14點(diǎn)6分,星期日六、鋼尺量距誤差及注意事項(xiàng)1、尺長(zhǎng)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、丈量誤差返回第21頁,共50頁,2022年,5月20日,14點(diǎn)6分,星期日 確定地面上兩點(diǎn)的相對(duì)位置時(shí),僅知道兩點(diǎn)之間的水平距離還不夠,還需知道直線與標(biāo)準(zhǔn)方向之間的水平夾角。 確定直線與標(biāo)準(zhǔn)方向之間的水平角度稱為直線定向。標(biāo)準(zhǔn)方向真子午線方向磁子午線方向坐標(biāo)縱軸方向第22頁,共50頁,2022年,5月20日,14點(diǎn)6分,星期日標(biāo)準(zhǔn)方向:測(cè)量上主要使用的是坐標(biāo)縱軸。直線方向:測(cè)量上主要使用的是坐標(biāo)方位角。坐標(biāo)方位角:以坐標(biāo)縱軸為標(biāo)準(zhǔn)方向,順時(shí)針方向量至直線的水平夾角,稱為

10、該直線的坐標(biāo)方位角。取值(0360)第23頁,共50頁,2022年,5月20日,14點(diǎn)6分,星期日一、標(biāo)準(zhǔn)方向的分類1、真子午線方向 通過地球表面某點(diǎn)的真子午線的切線方向,稱為該點(diǎn)的真子午線方向。真子午線的切線方向P1P2第24頁,共50頁,2022年,5月20日,14點(diǎn)6分,星期日 真子午線方向是用天文測(cè)量方法或用陀螺經(jīng)緯儀測(cè)定的。 陀螺儀GP1-2A第25頁,共50頁,2022年,5月20日,14點(diǎn)6分,星期日2磁子午線方向 磁子午線方向是磁針在地球磁場(chǎng)的作用下,磁針自由靜止時(shí)其軸線所指的方向。APPP北極 P磁北極第26頁,共50頁,2022年,5月20日,14點(diǎn)6分,星期日 磁子午線方

11、向可用羅盤儀測(cè)定。 DQL-1型森林羅盤儀DQL-1B型森林羅盤儀第27頁,共50頁,2022年,5月20日,14點(diǎn)6分,星期日3坐標(biāo)縱軸方向 我國(guó)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)系第28頁,共50頁,2022年,5月20日,14點(diǎn)6分,星期日高斯平面直角坐標(biāo)地理坐標(biāo)是球面坐標(biāo),不便于直接進(jìn)行計(jì)算,在小區(qū)域的范圍內(nèi),可將大地水準(zhǔn)面作平面看待,使用平面直角坐標(biāo)方便計(jì)算。在進(jìn)行較大地區(qū)或全國(guó)范圍的地形測(cè)量時(shí),需將局部小地區(qū)的地形圖拼接起來,形成統(tǒng)一坐標(biāo)的地形圖,這就需要將局部小地區(qū)的平面直角坐標(biāo)的軸線和

12、大地區(qū)球面坐標(biāo)軸線統(tǒng)一鏈接起來。高斯平面直角坐標(biāo)就可以滿足要求,它是國(guó)家平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)。第29頁,共50頁,2022年,5月20日,14點(diǎn)6分,星期日二、直線方向的表示方法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)方向北端方位角22222第30頁,共50頁,2022年,5月20日,14點(diǎn)6分,星期日標(biāo)準(zhǔn)方向真子午線方向磁子午線方向坐標(biāo)縱軸方向真方位角(A)磁方位角(Am)坐標(biāo)方位角( )2磁北真北坐標(biāo)北AmA1第31頁,共50頁,2022年,5月20日,14點(diǎn)6分,星期日 由于地面各點(diǎn)的真北(或磁

13、北)方向互不平行,用真(磁)方位角表示直線方向會(huì)給方位角的推算帶來不便,所以在一般測(cè)量工作中,常采用坐標(biāo)方位角來表示直線方向。xyoP1P2坐標(biāo)北與真北的關(guān)系第32頁,共50頁,2022年,5月20日,14點(diǎn)6分,星期日2)幾種方位角之間的關(guān)系 2磁北真北坐標(biāo)北AmA1磁偏角真北方向與磁北方向之間的夾角;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33頁,共50頁,2022年,5月20日,14點(diǎn)6分,星期日3)正、反坐標(biāo)方位角 直線1-2 :點(diǎn)1是起點(diǎn),點(diǎn)2是終點(diǎn)。12 正坐標(biāo)方位角;21 反坐標(biāo)方位角。2112xyo

14、xx12直線2-1:所以一條直線的正、反坐標(biāo)方位角互差180第34頁,共50頁,2022年,5月20日,14點(diǎn)6分,星期日2、 象限角 某直線的象限角是由直線起點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)方向北端或南端起,沿順時(shí)針或逆時(shí)針方向量至該直線的銳角,用R表示。直線R與的關(guān)系O1O2O3O4(北)(西)y(東)(南)xoRO1RO3RO2RO4O1O2O3O41234O1=RO1O2=180RO2O3=180 RO3O4=360RO4第35頁,共50頁,2022年,5月20日,14點(diǎn)6分,星期日三、坐標(biāo)方位角的推算 12已知,通過連測(cè)求得12邊與23邊的連接角為2 (右角)、 23邊與34邊的連接角為3(左角),現(xiàn)推算2

15、3、34。1234xxx23341223前進(jìn)方向第36頁,共50頁,2022年,5月20日,14點(diǎn)6分,星期日1234xx2312221前進(jìn)方向x34332 由圖中分析可知:第37頁,共50頁,2022年,5月20日,14點(diǎn)6分,星期日推算坐標(biāo)方位角的通用公式:注意: 計(jì)算中,若前360,減360; 若前360(41720360)= 572045=3418040( 10360)= 350= 10050= 46180-12510= 1005018013630= 41720= 10= 5720180 24720返回前進(jìn)方向第39頁,共50頁,2022年,5月20日,14點(diǎn)6分,星期日習(xí)題已知圖中的

16、坐標(biāo)方位角,觀測(cè)了圖中四個(gè)水平角,試計(jì)算邊長(zhǎng)B1,12,23,34的坐標(biāo)方位角。 第40頁,共50頁,2022年,5月20日,14點(diǎn)6分,星期日1971527+902925-180=10744521074452+1061632-180=340124340124+2705248-180=12454121245412+2993546-180=2442958第41頁,共50頁,2022年,5月20日,14點(diǎn)6分,星期日一、坐標(biāo)的正算 根據(jù)兩點(diǎn)間的水平距離和方位角來計(jì)算待定點(diǎn)平面直角坐標(biāo)的方法稱為坐標(biāo)正算。 如右圖所示,設(shè)A點(diǎn)的坐標(biāo)xA、yA已知,測(cè)得A、B兩點(diǎn)間的水平距離DAB,方位角為AB。,則B

17、點(diǎn)的坐標(biāo)xB、yB可用下式計(jì)算: xAB=DABcosAB yAB=DABsinAB xB=xA+xAB yB=yA+yAB 式中,xAB、yAB分別為A點(diǎn)到B點(diǎn)的縱、橫坐標(biāo)增量。xAB、yAB的符號(hào)分別由AB的余弦、正弦函數(shù)確定。任務(wù)二 坐標(biāo)正反算第42頁,共50頁,2022年,5月20日,14點(diǎn)6分,星期日例1:已知DAB=145.38m,AB=383242, xA=100.000m、yA=100.000m,求xB、yB。解:xAB= DABcosAB =145.38cos383242 =113.704(m) yAB= DABsinAB =145.38sin383242=90.591(m)

18、xB=xA+xAB=100.000+113.704=213.704(m) yB=yA+yAB=100.000+90.591=190.591(m)第43頁,共50頁,2022年,5月20日,14點(diǎn)6分,星期日二、坐標(biāo)的反算 根據(jù)兩點(diǎn)的平面直角坐標(biāo),反過來計(jì)算它們之間水平距離和方位角的方法,稱為坐標(biāo)反算。 在上圖中,設(shè)A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)xA 、yA ,xB 、yB,已知,則直線AB的方位角AB可按下述方法計(jì)算:(1)、計(jì)算坐標(biāo)增量xAB、yAB xAB= xB- xA yAB=yB- yA(2)、計(jì)算象限角RABRAB= arctg第44頁,共50頁,2022年,5月20日,14點(diǎn)6分,星期日根據(jù)xAB、yAB的正負(fù)符號(hào),確定RAB所在的象限,并以R與的關(guān)系公式計(jì)算方位角AB。 (3)A、B兩點(diǎn)間的水平距離DAB可以按下列公式中的任一式計(jì)算: DAB= DAB= DAB=第45頁,共50頁,2022年,5月20日,14點(diǎn)6分,星期日 例2:已知xA=500.378 m、yA =545.635m, xB=412.234m 、yB=356.881m,求DAB,AB。 解:(1)、計(jì)算坐標(biāo)增量xAB、yAB xAB= xB- xA =-88.144(m)

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