第四章 距離測(cè)量及直線定向2012

面向21世紀(jì)多媒體課程教材

MultimediaTextbookSeriesfor21stCentury測(cè)量學(xué)研制欒喬林TelQ：1077723EMAIL163.com

luanqiaolin@前言本課件是在眾多測(cè)量學(xué)文字教材的基礎(chǔ)上，結(jié)合我校多年來教學(xué)實(shí)踐及野外測(cè)量經(jīng)驗(yàn)研制而成。以文本、動(dòng)畫、語音、圖象、圖形和視頻為基本素材，借助多媒體工具，提供全新的教學(xué)手段，內(nèi)容充實(shí)、文字流暢。本課件分為測(cè)量基礎(chǔ)篇和地籍測(cè)量篇。適用于土地資源管理、農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境、園林、園藝、農(nóng)學(xué)、草業(yè)科學(xué)以及城市規(guī)劃、工程管理、土木工程、水電工程等專業(yè)。由于作者水平有限，錯(cuò)誤在所難免，懇請(qǐng)批評(píng)指正。課程目錄五、測(cè)量誤差的基本知識(shí)一、緒論

二、水準(zhǔn)測(cè)量

三、經(jīng)緯儀與角度測(cè)量四、距離測(cè)量與直線定向測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)

十、施工測(cè)量九、地形圖的識(shí)讀與應(yīng)用八、大比例尺地形圖測(cè)繪七、GPS技術(shù)與應(yīng)用六、小地區(qū)控制測(cè)量第四章距離測(cè)量與直線定向一、距離丈量五、直線定向四、光電測(cè)距二、鋼尺量距誤差三、視距測(cè)量課程目錄本章目錄學(xué)習(xí)提示了解距離測(cè)量的儀器和工具重點(diǎn)掌握：

鋼尺量距精密方法視距測(cè)量的觀測(cè)與計(jì)算直線定向

掌握概念：

直線定線、串尺法、尺長(zhǎng)改正、溫度改正、傾斜改正、視距測(cè)量、光電測(cè)距、標(biāo)稱精度、方位角、坐標(biāo)方位角距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄一、距離丈量距離丈量工具點(diǎn)的標(biāo)定與直線定線距離丈量的一般方法鋼尺量距的精密方法距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄一、距離丈量距離丈量工具

鋼尺皮尺測(cè)繩標(biāo)桿測(cè)釬錘球距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄鋼尺皮尺鋼尺用鋼制成的帶尺基本分劃：cm或mm基本長(zhǎng)度：20m、30m、50m基本特點(diǎn)：精度高端點(diǎn)尺刻線尺距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄鋼尺：端點(diǎn)尺刻線尺34567891009cm34567890129cm

用鋼制成的帶尺基本分劃：cm或mm基本長(zhǎng)度：20m、30m、50m基本特點(diǎn)：精度高皮尺、測(cè)繩皮尺用麻絲和金屬絲制成的軟帶尺基本分劃：cm(端點(diǎn)尺)基本長(zhǎng)度：20m、30m、50m基本特點(diǎn)：精度低測(cè)繩由細(xì)麻繩和金屬絲制成的線狀繩尺基本分劃：m基本長(zhǎng)度：20m、30m、50m基本特點(diǎn)：精度較低距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄皮尺標(biāo)桿、測(cè)釬、錘球標(biāo)桿測(cè)釬錘球距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄標(biāo)桿、測(cè)釬、錘球花桿測(cè)釬錘球花桿用作標(biāo)定直線測(cè)釬用作標(biāo)志尺段端點(diǎn)的位置和計(jì)算已量過的整尺段數(shù)。垂球在斜坡上量距時(shí)用來投點(diǎn)。一、距離丈量距離丈量工具點(diǎn)的標(biāo)定與直線定線

點(diǎn)的標(biāo)定直線定線距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄點(diǎn)的標(biāo)定指確定點(diǎn)在地面上的位置永久性標(biāo)志臨時(shí)性標(biāo)志距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄直線定線目估定線將標(biāo)桿豎立在通過兩端點(diǎn)的豎直面內(nèi)的工作經(jīng)緯儀定線距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄目估定線AB123經(jīng)緯儀定線AB12一、距離丈量距離丈量工具點(diǎn)的標(biāo)定與直線定線距離丈量的一般方法

平坦地面的距離丈量?jī)A斜地面的距離丈量距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄平坦地面的距離丈量n:整尺段數(shù)l:整尺長(zhǎng)q：余長(zhǎng)D=n×l+q前尺手后尺手往測(cè)前尺手后尺手返測(cè)距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄傾斜地面的距離丈量平量法DAB=A1+12+23+3B水平前尺手后尺手距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄傾斜地面的距離丈量斜量法D=L×cosa傾斜角傾斜距離水平距離距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄鋼尺量距的記錄方法與精度測(cè)線整尺段數(shù)零尺段總長(zhǎng)度平均長(zhǎng)度精度AB往6×5036.537336.5376×5036.428336.428336.4821／3087返精度要求用相對(duì)誤差K來表示K=∣D往

–D返∣/D平均

=1/N平坦地區(qū)：K≤1/3000起伏地區(qū)：K≤1/2000D平均

=(D往

+D返)/2

距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄例題直線AB往測(cè)長(zhǎng)235.66m，返測(cè)長(zhǎng)235.72m，則相對(duì)誤差為

一、距離丈量距離丈量工具點(diǎn)的標(biāo)定與直線定線距離丈量的一般方法鋼尺量距的精密方法

鋼尺量距方法精密量距計(jì)算距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄鋼尺量距方法串尺法DA1=29.430-0.058=29.372m拉緊、拉平、拉穩(wěn)前尺手后尺手OKOK讀數(shù)讀數(shù)58mm29.430A1拉緊、拉平、拉穩(wěn)拉緊、拉平、拉穩(wěn)OKOK讀數(shù)讀數(shù)58mm29.430OKOK讀數(shù)讀數(shù)58mm29.430OKOK讀數(shù)讀數(shù)58mm29.430同一尺段，串動(dòng)鋼尺丈量三次。距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄鋼尺量距方法步驟鋼尺檢定（尺長(zhǎng)方程式）經(jīng)緯儀定線串尺法丈量各段距離測(cè)定尺溫測(cè)量各樁頂間的高差精密量距計(jì)算距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄精度量距計(jì)算尺長(zhǎng)改正

△L=[(L′-L0)/L0]×LL0：鋼尺的名義長(zhǎng)度L′：標(biāo)準(zhǔn)條件下鋼尺的實(shí)際長(zhǎng)度△L：丈量長(zhǎng)度L時(shí)的尺長(zhǎng)改正數(shù)距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄精度量距計(jì)算溫度改正

△Lt=a×(t-t0)×Lt0：鋼尺檢定時(shí)的溫度t：鋼尺丈量時(shí)的溫度A：鋼尺的膨脹系數(shù)△Lt：丈量長(zhǎng)度L時(shí)的溫度改正數(shù)距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄精度量距計(jì)算傾斜改正

△Lh=-h2/(2L)L：鋼尺的丈量的斜距h：一尺段兩端點(diǎn)間的高差△Lh

：丈量長(zhǎng)度L時(shí)的傾斜改正數(shù)距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄二、鋼尺量距誤差尺長(zhǎng)誤差定線誤差溫度誤差拉力誤差鋼尺不水平誤差鋼尺垂曲誤差丈量本身的誤差距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄三、視距測(cè)量視距測(cè)量原理視距測(cè)量的觀測(cè)與計(jì)算視距測(cè)量的誤差及注意事項(xiàng)距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄三、視距測(cè)量視距測(cè)量原理

視線水平時(shí)的視距測(cè)量原理及計(jì)算公式視線傾斜時(shí)的視距測(cè)量原理及計(jì)算公式距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀視距絲上絲下絲尺間隔視距測(cè)量概述視距測(cè)量

根據(jù)幾何光學(xué)和三角學(xué)原理，利用儀器望遠(yuǎn)鏡內(nèi)視距裝置及視距尺,測(cè)定兩點(diǎn)間的水平距離和高差的一種測(cè)量方法操作方便，速度快，不受地面高低起伏影響精度低1/200~1/300視距測(cè)量的儀器和工具經(jīng)緯儀視距尺距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄視線水平時(shí)的視距測(cè)量原理距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄視線水平時(shí)的計(jì)算公式h=i–vi:儀器高

v:覘標(biāo)高距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄視線水平時(shí)的計(jì)算公式

k=f/p=100

c=f+δ≈0FQ:Fo=MN:mnd:l=f:p

d=f/p×lD=d+f+δ

=f/p×l+f+δD=kl+c=kl距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄視線傾斜時(shí)的視距測(cè)量原理

將豎直尺間隔化為傾斜尺間隔將傾斜距離化為水平距離距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄視線傾斜時(shí)的計(jì)算公式D=D′cosα=

klcos2α

h=h′+i–v=Dtanα+i–vααβγ90距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄視線傾斜時(shí)的計(jì)算公式

β=90°+φ/2≈90°γ=90°-φ/2≈90°D′=kl′

=klcosαl′=M′Q+QN′=MQcosα+QNcosα

=

lcosα距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄ααβ90γ三、視距測(cè)量視距測(cè)量原理視距測(cè)量的觀測(cè)與計(jì)算

視距測(cè)量的觀測(cè)視距測(cè)量的計(jì)算方法距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄視距測(cè)量觀測(cè)在測(cè)站上安置經(jīng)緯儀，對(duì)中、整平，并量取儀器高在待測(cè)點(diǎn)上豎立視距尺盤左、盤右分別瞄準(zhǔn)視距尺，讀取上、下、中絲讀數(shù)及豎盤讀數(shù)。計(jì)算水平距離及高差距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄例題：在視距測(cè)量中，觀測(cè)數(shù)據(jù)如圖所示：HA=100.000米i=0.79米，α=+4°40′，試計(jì)算AB間的水平距離DAB及B點(diǎn)的高程HB

（cos24°40′=0.9934）（tan4°40′=0.0816）α170214501202ABi

答：DAB=KLcos2a=100×0.5×0.9934=49.669mHB=HA+Dtana+i-v=100.000+4.054+0.79-1.450=103.394m視距測(cè)量的計(jì)算方法D=klcos2α

h=Dtanα+i–v距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄三、視距測(cè)量視距測(cè)量原理視距測(cè)量的觀測(cè)與計(jì)算視距測(cè)量的誤差及注意事項(xiàng)距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄視距測(cè)量誤差及注意事項(xiàng)讀數(shù)誤差視距尺傾斜引起的誤差視距常數(shù)k不準(zhǔn)確的誤差垂直折光的影響距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄四、光電測(cè)距光電測(cè)距概述光電測(cè)距原理光電測(cè)距儀的使用光電測(cè)距儀測(cè)距誤差光電測(cè)距成果整理距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄光電測(cè)距概述光電測(cè)距

采用光波作為載波來測(cè)定兩點(diǎn)間的水平距離和高差測(cè)程長(zhǎng)、精度高、效率高，受地形限止小光電測(cè)距分類短程(﹤3km)中程(3~15km)遠(yuǎn)程(﹥15km)Ⅰ級(jí)(≤5mm)

Ⅱ級(jí)(5~10mm)

Ⅲ級(jí)(≥

5~10mm)距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄光電測(cè)距原理通過測(cè)定光波在測(cè)線兩端點(diǎn)間往返傳播的時(shí)間，借助光在空氣中的傳播速度，從而計(jì)算出兩點(diǎn)間距離D=1/2×C×t2D距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄脈沖法測(cè)距原理

功率大測(cè)程遠(yuǎn)精度低距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄相位法測(cè)距原理

精測(cè)尺粗測(cè)尺D＝λ(N+△N)/2=Ls(N+△N)距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄相位法測(cè)距原理精測(cè)尺10m

顯示米位及米以下距離值

粗測(cè)尺1000m

顯示百米位、十米位距離值精測(cè)顯示5.875

粗測(cè)顯示38

儀器顯示的距離為385.875m距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄光電測(cè)距儀的使用安置測(cè)距儀，對(duì)中、整平開機(jī)自檢經(jīng)緯儀照準(zhǔn)覘板中心，測(cè)量豎直角測(cè)距儀瞄準(zhǔn)棱鏡中心，測(cè)量水平距離和高差距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄光電測(cè)距儀測(cè)距誤差分析標(biāo)稱精度公式

mD=±(A+B.D)A:固定誤差

B:比例誤差誤差分析周期誤差固定誤差比例誤差

±(5mm+5ppm)ppm:百萬分之一距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄光電測(cè)距成果整理儀器本身誤差引起的改正周期誤差改正剩余加常數(shù)誤差改正儀器乘常數(shù)誤差改正氣象改正傾斜改正距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄五、直線定向標(biāo)準(zhǔn)方向種類直線方向的表示方法幾種方位角之間的關(guān)系羅盤儀測(cè)定磁方位角距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄五、直線定向標(biāo)準(zhǔn)方向種類直線定向概述真子午線方向磁子午線方向坐標(biāo)縱軸線方向距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄直線定向概述確定直線與標(biāo)準(zhǔn)方向的水平夾角稱為直線定向。距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄真子午線方向通過地球表面某點(diǎn)的子午線的切線方向稱為該點(diǎn)的真子午線方向。天文測(cè)量方法或陀螺經(jīng)緯儀測(cè)定。距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄P磁子午線方向磁針在地球磁場(chǎng)的作用下，自由靜止時(shí)其軸線所指的方向稱為該點(diǎn)的磁子午線方向羅盤儀測(cè)定距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄P坐標(biāo)縱軸線方向直角坐標(biāo)系中的縱坐標(biāo)軸方向天文測(cè)量方法或陀螺經(jīng)緯儀測(cè)定在測(cè)量工作中，一般采用坐標(biāo)縱軸方向作為標(biāo)準(zhǔn)方向距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄XY五、直線定向標(biāo)準(zhǔn)方向種類直線方向的表示方法

方位角距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄方位角由標(biāo)準(zhǔn)方向的北端起，順時(shí)針量至已知直線的水平角

0°~360°種類真方位角α真磁方位角α磁坐標(biāo)方位角α正反坐標(biāo)方位角

αAB=

αBA±180°距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄NNABABBA坐標(biāo)方位角的計(jì)算αAB

αAc

β

αAc＝αAB+βαAc＝αBA+180°+β路線方向B-A-C，β為左角北方向BCAβαABαAcα前＝α后+180°＋β左(－β右)

α:0°~360°課程目錄本章目錄坐標(biāo)方位角的推算

若已知直線12的方位角α12，12和23間的水平角β2左（或β2右），來推算直線23的方位角α23

。

推算公式α23=α12＋β2左±

180°α23=α12－β2左±180°123α12α23β2左β2右α21方位角計(jì)算BACDaABβ1β2aAB為60°，且β1為95°23′，β2為130°45′，求aCD?aBAaBCaCBaCD解：aBA=aAB+180°=240°aBC=aBA-β1

=144°37′

aCB=aBC+180°=324°37′

aCD=aCB+β2-360°=95°22′五、直線定向標(biāo)準(zhǔn)方向種類直線方向的表示方法幾種方位角之間的關(guān)系

真方位角與磁方位角關(guān)系真方位角與坐標(biāo)方位角關(guān)系坐標(biāo)方位角與磁方位角關(guān)系距離測(cè)量與直線定向課程目錄本章目錄真方位