第4章距离测量和直线定向.pptx
4.1 距离测量距离测量一 测量中的距离及其测量方法二 测距工具三 直线定线四 钢尺量距五 光电测距第1页/共37页4.1 距离测量距离测量(一一)测量中的距离：两点间的水平距离,即地面上两点投影到水平面上的直线距离。距离测量的方法：直接测距:钢尺皮尺等丈量工具;间接测距:用光学经纬仪和三角几何关系测算水平距离;光电测距:电磁波测距仪.第2页/共37页4.1 距离测量距离测量(二二)量测工具:钢卷尺,布卷尺(皮尺),测绳,光电测距仪,光学视距仪等.辅助工具:测钎,花杆和垂球等.第3页/共37页4.1 距离测量距离测量(二二)钢尺1 材料:薄钢,宽10-15mm;长30-50m等几种.2 分划:以厘米为基本分划,适用于一般量距;以厘米为基本分划,尺端第一分米内有毫米分划;以毫米为基本分划.后两种适用于精密量具.3 零点位置:端点尺:零点位于尺端;(易磨损)刻线尺:以尺前端的零分划线为零点.4 名义长度:钢尺刻划线的最大注记值.第4页/共37页4.1 距离测量距离测量(三三)直线定线 当地面上两点间距离较远或地表起伏较大时,为使量距方便,可分成几段进行丈量，在两点的连线上标定出若干个分段点.目估定线:仪器定线:标杆定线经纬仪定线三点一线原理,精度不高.精度较高.第5页/共37页4.1 距离测量距离测量(四四)钢尺量距普通量距:每丈量一个尺段,只需准确到厘米级.精密量距:读到毫米读数的较为准确的测距方法.普通量距平坦地面的距离丈量倾斜地面的距离丈量 第6页/共37页4.1 距离测量距离测量(四四)平坦地面的距离丈量1.先定线后丈量或边定线边丈量2.l-钢尺长;n-整尺段个数;l-不足一整尺的余长(cm).两人进行,尺放在地面上,往返各一次.第7页/共37页4.1 距离测量距离测量(四四)4.若满足精度要求,取往返测距的平均值作为最后结果.3.精度衡量指标:平坦地区：K1/2000D往往测的距离；D返返测的距离相对误差K第8页/共37页例：用30m长的钢尺往返丈量A、B两点间的水平距离，丈量结果分别为：往测4个整尺段，余长为19.98m；返测4个整尺段，余长为20.02m。计算A、B两点间的水平距离DAB及其相对误差K。解：第9页/共37页4.1 距离测量距离测量(四四)倾斜地面的距离丈量 1.平量法:地面起伏不大,缓坡.将待测距离分段,目估使钢尺水平,利用测钎或垂球使钢尺端点投影到地面.第10页/共37页沿斜坡丈量出AB的斜距L,并测出地面倾角 .4.1 距离测量距离测量(四四)2.斜量法:倾斜地面，坡度变化均匀a.b.沿斜坡丈量出AB的斜距L,并测出AB两点间高差h.相对误差K1/1000第11页/共37页式中 lt 钢尺在温度t时的实际长度；l0 钢尺的名义长度；整尺段尺长改正数(lt-l0)；膨胀系数,1.2510-6m/；检定时的标准温度；实测时的温度。4.1 距离测量距离测量(四四)钢尺精密量距钢尺检定尺长公式第12页/共37页4.1 距离测量距离测量(四四)p 尺长改正尺段距离的计算尺长改正数p 温度改正温度改正数p 倾斜改正倾斜改正数第13页/共37页4.1 距离测量距离测量(四四)1.清理场地，直线定线2.尺段测量：每尺段移动刚尺位置测三次，三次之差不超过23mm，取均值得到该尺段斜距,同时记下温度t.并且需进行往返测量。AABB123453.测定尺段高差h钢尺精密量距的测量过程第14页/共37页4.1 距离测量距离测量(四四)4.尺段距离的计算5.距离全长和相对误差计算D往，D返，K，D均第15页/共37页尺长改正：温度改正：倾斜改正：例4-1 用某钢尺量得AB直线的长度为18.8995m，测量时温度为27.5，两点的高差为-0.065m，已知其尺长方程式为：l=30m+0.0025m+12.510-6(t-20)30m，试分别计算分别计算尺长改正、温度改正、倾斜改正和A、B间水平距离。水平距离：4.1 距离测量(四)第16页/共37页4.1 距离测量距离测量(四四)5.钢尺量距误差来源p 尺长误差p 定线误差p 倾斜误差p 温度误差p 拉力误差p 人工影响p 钢尺垂曲和反曲误差p 环境影响第17页/共37页4.1 距离测量距离测量(五五)光电测距(电磁波测距)1.原理:以电磁波作为载波,传输光电信号,通过测定电磁波在两点间的往返传播的时间来计算两点间的距离.c:电磁波传播速度,t:传播时间第18页/共37页4.1 距离测量距离测量(六六)2.测距仪分类:按载波的不同:光电测距仪(激光和红外光)微波测距仪(微波)按测定传播时间方式的不同:相位式测距仪;国产DM-30型,瑞士DI5S型等按测程的不同:短程,不超过5km中程,5-20km远程,超过20km(激光测距仪)红外光电测距仪脉冲式测距仪;国产AJG-751型,瑞士DIOR3002S型等第19页/共37页4.1 距离测量距离测量(六六)3.短程红外测距仪及其应用:(1)外观:安装在经纬仪上，能同时观测水平角,竖直角和距离.(2)仪器安置:置于端点,对中,整平,固定,开机,同时安置反射棱镜.(3)测量:a 先测竖直角;b 测距离 l;3-5次,若|max-min|5mm,取平均值,作为一测回.c 成果整理:倾斜改正:气象改正第20页/共37页4.2 直线定向直线定向二 标准方向三 定向用的角度四 地面点坐标的测算一 目的五 方位角测量第21页/共37页4.2 直线定向直线定向目的目的标准方向?直线定向:确定一直线与标准方向之间水平角度的工作.()(),yyxDAOyxxBBBABABABAByxAA第22页/共37页4.2 直线定向直线定向标准方向标准方向(一)三个标准方向1 真子午线方向过地球表面某点的真子午线的切线方向.2 磁子午线方向地球表面某点上磁针自由静止时其轴线所指方向.真北方向:真子午线北端所指方向。确定方法:天文观测,陀螺经纬仪.磁北方向:磁子午线方向北端所指方向.确定方法:罗盘仪.第23页/共37页4.2 直线定向直线定向标准方向标准方向3 坐标纵轴方向(坐标(轴)北方向)测量工作中采用高斯平面直角坐标系,平行于该坐标系纵轴的方向.坐标北方向:坐标纵轴北端所指方向（x轴正向）.确定方法:高斯投影.第24页/共37页4.2 直线定向直线定向 标准方向标准方向(二)三个标准方向之间的关系1.真子午线方向与磁子午线方向之间的关系磁偏角 :磁北磁北真北西偏东偏-+O东偏:磁北方向偏向真北方向以东.西偏:磁北方向偏向真北方向以西.过一点的磁子午线方向与过该点的真子午线方向之间的夹角.我国各地磁偏角变化范围:影响因素:地点,外界因素.第25页/共37页4.2 直线定向直线定向 标准方向标准方向2.真子午线方向与坐标纵轴方向之间的关系子午线收敛角 :过一点的真子午线北方向与坐标纵线北方向之间的夹角.正值:东偏,坐标北方向偏向真北方向东侧.负值:西偏,坐标北方向偏向真北方向西侧.子午线收敛角的计算:轴北轴北真北西偏东偏-+O第26页/共37页4.2 直线定向直线定向 定向用的角度定向用的角度(一)方位角 由标准方向的北端顺时针方向量到某直线的水平夹角；范围：0360真方位角:A,以真子午线为标准方向;磁方位角:Am,以磁子午线为标准方向;坐标方位角:,以坐标纵线为标准方向;东偏时取正号,西偏时取负号.正反方位角:测量工作中将前进的方向作为直线的正方向.是否三种方位角都存在正反方位角?第27页/共37页R04=N 7135 W4.2 直线定向直线定向 定向用的角度定向用的角度(二)象限角直线与标准方向线所夹的锐角；范围：090.表示方法:角度大小+象限(北东,北西,南东,南西)N 14 0 3 2R02=S 2512 ER03=S 6856 WR01=N 3924 E第28页/共37页直线方向由方位角求象限角R 由象限角R求方位角北东（NE）第I象限南东（SE）第II象限南西（SW）第III象限北西（NW）第IV象限RNERSE（180）RSW（180）RNW（360）R180R180+R360R坐标方位角与象限角之间的关系R01=N 3924 ER02=S 2512 ER03=S 6856 WR04=N 7135 W N 14 0 3 2 02=15448 03=24856 04=28825 01=3924第29页/共37页4.2 直线定向直线定向地面点坐标测算地面点坐标测算坐标正算坐标反算第30页/共37页4.2 直线定向直线定向方位角测量方位角测量p罗盘仪:用于测定直线的磁方位角或磁象限角的仪器.1.望远镜2.支架3.度盘4.磁针5.磁针制动螺旋结构：磁针，度盘，瞄准设备.分类：方位罗盘仪（0360度）;象限罗盘仪（090度）磁针度盘接目觇板接物觇板分划：1度或30分第31页/共37页4.2 直线定向直线定向方位角测量方位角测量1.读数之前应认清磁针的南北端;2.稳定磁针,正视读数;3.勿与磁性物体接触.使用注意事项:4.同时读南北两端的读数,取均值,抵消偏心差;5.罗盘不使用时,将磁针升起固定;AB=306RAC=NW55第32页/共37页4.2 直线定向直线定向方位角测量方位角测量p陀螺经纬仪:用于测定直线的方位角.结构：陀螺仪 与 经纬仪.观测方法：上架式 与 下架式.1 粗略定向第33页/共37页4.2 直线定向直线定向方位角测量方位角测量2 精密定向 NT 与标准北方向不一定完全一致.求仪器常数使用注意事项：（1）起动和制动陀螺时，陀螺灵敏部分必须处在托起（锁紧）状态，在陀螺运转时不能搬动仪器。（2）使用电源逆变器时，注意正确接线，在没有陀螺负载时不得开启电源（3）仪器在长途运输过程中应注意防震，任何时候不得将仪器箱倒置。第34页/共37页第第四四章章 总结与习题总结与习题 1 掌握测量中的距离.2 掌握直线定线及其方法.3 掌握一般精度钢尺量具.4 理解精密钢尺量距.5 理解距离测量方法和工具.6 了解电磁波测距基本原理.本章小结8 掌握三个标准方向及它们之间的关系.9 掌握确定直线方向的两个角度，以及它们之间的关系.10 掌握坐标测算原理（坐标正反算、坐标方位角推算）11了解罗盘仪陀螺经纬仪及其使用.第35页/共37页第第四四章章 总结与习题总结与习题1 用钢尺往返丈量了一段距离,其平均值为176.82m,要求量距的相对误差为1/2000,那么往返距离之差不能超过多少?2 何谓子午线收敛角和磁偏角?已知某地的磁偏角为-515,直线AB的磁方位角为13410,试求AB直线的真方位角.3 已知AB=5010,RCD=SW3015,试求RAB 和CD.第36页/共37页感谢您的观看！第37页/共37页
