土木工程测量距离测量与直线定向.pptx

会计学1土木工程测量距离测量与直线定向土木工程测量距离测量与直线定向测量要素之一测量要素之一直线的方向直线的方向n n为了确定地面点的平面位置，不但要已知直线的长度，并且要已知直线的方向。n n直线定向（line orientation）：确定地面直线与标准方向间的水平夹角。n n测量的基本工作之一。n n确定直线方向首先要有一个共同的标准方向方向，此外要有一定的方法来确定直线与标准方向之间的角度关系。第1页/共29页一、标准方向的种类一、标准方向的种类作为直线定向用的作为直线定向用的作为直线定向用的作为直线定向用的标准方向有下列方向有下列方向有下列方向有下列三三三三种：种：种：种：n n真子午线方向真子午线方向真子午线方向真子午线方向n n磁子午线方向磁子午线方向磁子午线方向磁子午线方向n n坐标纵轴方向坐标纵轴方向坐标纵轴方向坐标纵轴方向第2页/共29页1 1、真子午线方向、真子午线方向、真子午线方向、真子午线方向(true meridian direction)(true meridian direction)n n过地球上某点及地球的北极和过地球上某点及地球的北极和南极的半个大圆称为该点的南极的半个大圆称为该点的真真真真子午线子午线子午线子午线(true meridian)(true meridian)。真子午。真子午线方向指出地面上某点的真北线方向指出地面上某点的真北和真南方向。和真南方向。n n真子午线在真子午线在P P点的切线方向称点的切线方向称为为P P点的真子午线方向。点的真子午线方向。n n测测量量方方法法：真真子子午午线线方方向向可可用用天天文文测测量量方方法法或或陀陀螺螺经经纬纬仪仪测测定。定。第3页/共29页子午线收敛角子午线收敛角子午线收敛角子午线收敛角(mapping angle)两点真子午线方向间的夹角称为子午线收敛角子午线收敛角。子午线收敛角随纬度的增大而增大，并与两点间的距离成正比。第4页/共29页2 2、磁子午线方向、磁子午线方向、磁子午线方向、磁子午线方向(magnetic meridian direction)(magnetic meridian direction)n n过地球上某点及地球南过地球上某点及地球南北磁极的半个大圆称为北磁极的半个大圆称为该点的磁子午线。所以该点的磁子午线。所以自由旋转的磁针静止下自由旋转的磁针静止下来所指的方向，就是来所指的方向，就是磁磁磁磁子午线方向子午线方向子午线方向子午线方向。n n磁子午线方向可用罗盘磁子午线方向可用罗盘来确定。来确定。第5页/共29页磁偏角磁偏角磁偏角磁偏角(magnetic declination)(magnetic declination)n n地磁的两极与地球的两极并不一致，北磁极约地磁的两极与地球的两极并不一致，北磁极约位于西经位于西经100.0100.0，北纬，北纬76.176.1；南磁极约位于东；南磁极约位于东经经139.4139.4，南纬，南纬65.865.8。n n同一地点的磁子午线方向与真子午线方向不一同一地点的磁子午线方向与真子午线方向不一致，其夹角称为磁偏角，用符号致，其夹角称为磁偏角，用符号 表示。表示。n n磁子午线方向北端在真子午线方向以东时为东磁子午线方向北端在真子午线方向以东时为东偏，偏，定为定为“+”+”，在西时为西偏，在西时为西偏，定为定为“”。第6页/共29页真子午线方向真子午线方向磁子午线方向磁子午线方向第7页/共29页磁偏角（续）磁偏角（续）n n磁偏角的大小随地点、时间而异，在我国磁偏角磁偏角的大小随地点、时间而异，在我国磁偏角的变化约在的变化约在+6(+6(西北地区西北地区)到到-10(-10(东北地区东北地区)之间。之间。n n由于地球磁极的位置不断变动，且磁针受局部吸由于地球磁极的位置不断变动，且磁针受局部吸引等影响，所以磁子午线方向不宜作为精确定向引等影响，所以磁子午线方向不宜作为精确定向的的标准标准方向。但简便，所以在独立的小区域测量方向。但简便，所以在独立的小区域测量工作中仍可采用工作中仍可采用 。第8页/共29页3 3、坐标纵轴方向、坐标纵轴方向、坐标纵轴方向、坐标纵轴方向(ordinates axis direction)(ordinates axis direction)n n不同点的真子午线方向或磁子午线方向都是不平行的，这使直线方向的计算很不方便。n n采用坐标纵轴方向坐标纵轴方向作为基本方向，这样各点的标准方向都是平行的，所以使方向的计算十分方便。n n通常取测区内某一特定的子午线方向作为坐标纵轴，在一定范围内部以坐标纵轴方向作为标准方向。第9页/共29页3、坐标纵轴方向（续）、坐标纵轴方向（续）n n图5-3中以过O点的真子午线方向作为坐标纵轴，所以任意点A或B的真子午线方向与坐标纵轴方向间的夹角就是任意点与O点间的子午线收敛角，当坐标纵轴方向的北端偏向真子午线方向以东时，定为“+”，偏向西时定为“”。第10页/共29页坐标纵轴方向中央子午线（坐标纵轴）第11页/共29页第12页/共29页二、确定直线方向的方法二、确定直线方向的方法n n1、方位角、方位角n n方位角：方位角：方位角：方位角：由基本方向的指北端起，按顺时针方向量由基本方向的指北端起，按顺时针方向量到直线的水平角为该直线的方位角到直线的水平角为该直线的方位角(whole-circle whole-circle bearingbearing)（03600360）n n真方位角：真方位角：如果以真子午线方向作为基本方向，那如果以真子午线方向作为基本方向，那么得出的方位角称真方位角。么得出的方位角称真方位角。n n磁方位角：磁方位角：如果以磁子午线方向为基本方向，则其如果以磁子午线方向为基本方向，则其方位角称为磁方位角。方位角称为磁方位角。n n坐标方位角：坐标方位角：如果以坐标纵轴方向为基本方向，则如果以坐标纵轴方向为基本方向，则其方位角称为坐标方位角。其方位角称为坐标方位角。第13页/共29页简称：方向角简称：方向角 标准方向标准方向 方位角名称方位角名称真北方向真北方向(真子午线方向真子午线方向)真方位角真方位角A A磁北方向磁北方向(磁子午线方向磁子午线方向)磁方位角磁方位角AmAm坐标纵轴坐标纵轴(轴子午线方向轴子午线方向)坐标方位角坐标方位角 标准方向O OP PP PO O真真北北A A磁磁北北Am坐坐标标纵纵轴轴 第14页/共29页第15页/共29页O1、O2、O3和和O4的方位角分别为的方位角分别为A1、A2、A3和和A4 NE1234AO12A3A4A第16页/共29页二、确定直线方向的方法二、确定直线方向的方法(续）续）n n2 2、象限角、象限角、象限角、象限角n n象限角：象限角：象限角：象限角：直线与基本方向构成的直线与基本方向构成的直线与基本方向构成的直线与基本方向构成的锐角锐角锐角锐角（090090）n n3 3、象限角、象限角、象限角、象限角R R与方位角与方位角与方位角与方位角A A之间的关系之间的关系之间的关系之间的关系（N）（E）（S）（W）第I象限 RA第象限 R180A第象限 R A180第象限 R360 A第17页/共29页IIIIVIIINE1234AO12A3A4A1234NE38SE42SW53NW61RRRRSW第18页/共29页三、几种方位角间的关三、几种方位角间的关系系n n真方位角与磁方位角的关真方位角与磁方位角的关系系n n真方位角与坐标方位角的真方位角与坐标方位角的关系关系n n坐标方位角与磁方位角的坐标方位角与磁方位角的关系关系第19页/共29页四、直线的正反方向四、直线的正反方向n n 直线的正方位角与直线的反方位角：一条直线有正反两个方向，在起点量得的直线方向为直线的正方向，在终点量得的直线方向为直线的反方向；从起点量得的直线方位角为正方位角；反之，为反方位角。第20页/共29页真 方 位坐标方位N、XFEAEFEFNXAFEFEF直线的正反方向间的角值关系直线的正反方向间的角值关系1、方位角、方位角2、象限角、象限角第21页/共29页五、坐标方位角的推算五、坐标方位角的推算如果如果180180小于小于(右右)，应先加应先加360360再减再减(右右)。第22页/共29页左角推算公式：推算坐标方位角一般公式：为左角取正号，为右角取负号。第23页/共29页已知：已知：已知：已知：12=30012=300，各观测角，各观测角，各观测角，各观测角 如图，求如图，求如图，求如图，求各边坐标方位角各边坐标方位角各边坐标方位角各边坐标方位角 2323、3434、4545、5151。n n解：解：解：解：23=23=12-12-21800=80021800=800n n 34=34=23-23-31800=195031800=1950n n 45=247045=2470n n 51=305051=3050n n 12=30012=300（检查）（检查）（检查）（检查）1 1 1 1 2 2 3 3 4 4 5 595951301306565128128122122 121230302 23 34 45 5第24页/共29页练练 习习第25页/共29页第26页/共29页第27页/共29页坐标方位角的应用坐标方位角的应用A(XA,YA)B(XB,YB)XDABXABYABaAB第28页/共29页