测量学 视距测量.pptx

1 普通视距测量的精度一般为1/200-1/300，但由于操作简便，不受地形起伏限制，可同时测定距离和高差，被广泛用于测距精度要求不高的地形测量中。第1页/共38页2 利用望远镜内的视距装置配合视距尺利用望远镜内的视距装置配合视距尺,根据根据光学和三角学原理光学和三角学原理,同时测定距离和高差的方法。同时测定距离和高差的方法。nm视距丝十字丝 进行视距测量，要用到进行视距测量，要用到视距丝和视距尺视距丝和视距尺。一、视距测量原理第2页/共38页surveying3ABnmpnmMN11121314lmnlFf dDhvi 1视线水平时的水平距离和高差公式第3页/共38页4surveying令则有式中 K视距乘常数，通常K=100；c 视距加常数，常数c值接近零。故水平距离为第4页/共38页5surveying A、B两点间的高差h为 式中 i 仪器高（m）；v 十字丝中丝在视距尺上的读数，即中丝读数（m）。第5页/共38页surveying62视线倾斜时的水平距离和高差公式ABEMNMNllD KlDhhiivA、B两点间的高差h为：式中 h高差主值（也称初算高差）。HAHB大地水准面第6页/共38页surveying7 视线倾斜时水平距离的计算公式为：视线倾斜时高差的计算公式为：第7页/共38页8如上图，在A点量取经纬仪高度i=1.400m，望远镜照准B点标尺，中丝、上丝、下丝读数分别为v=1.400m，b=1.242m，a=1.558m，=327,试求A、B两点间的水平距离和高差。解：1）尺间距2）水平距离3）高差例题：第8页/共38页9 二、视距测量方法（一）、观测方法1.1.1.1.在测站上安置经纬仪在测站上安置经纬仪,量取仪器高量取仪器高,精确到厘米。精确到厘米。2.2.2.2.瞄准竖直于测点上的标尺瞄准竖直于测点上的标尺,并使中丝读数等于仪器高。并使中丝读数等于仪器高。3.3.3.3.用上、下丝在标尺上读数用上、下丝在标尺上读数,下丝下丝-上丝上丝=l=l=l=l4.4.4.4.使竖盘水准气泡居中使竖盘水准气泡居中,读取竖盘读数读取竖盘读数,求出竖直角求出竖直角。5.5.5.5.以上完成一个测点观测以上完成一个测点观测,重复重复2.3.42.3.42.3.42.3.4步骤步骤,观测另一个观测点。观测另一个观测点。视距计算直接用计算器计算视距计算直接用计算器计算,也可直接读。也可直接读。在尺面上上下丝间隔在尺面上上下丝间隔1 1 1 1厘米为厘米为1 1 1 1米米,1,1,1,1分米为分米为10101010米米,1 1 1 1米为米为100100100100米。米。第9页/共38页10（二）、计算方法 1 1 1 1、水平距离：、水平距离：2 2、高差：、高差：第10页/共38页11测站：测站：测站高程：测站高程：仪器高：仪器高：仪器：仪器：测测点点下丝读数下丝读数上丝读数上丝读数 中丝中丝读数读数v/m 竖盘竖盘读数读数L 垂直角垂直角 水平水平距离距离D/m 初算初算高差高差h/m 高差高差h/m 高程高程H/m 备注备注 尺间隔尺间隔lm 视距测量记录与计算手簿*A+45.37m1.45mDJ612.2370.6631.451.57487 41 12+2 18 48 157.14+6.35+6.35+51.72盘左位置22.4451.5552.000.89095 17 36-5 17 36 88.24-8.18-8.73+36.64*第11页/共38页12 三、视距测量的误差及注意事项（一）、误差来源 1、仪器误差 视距尺分划误差 视距乘常数 K 的误差 2、观测误差 视距尺倾斜误差 读数误差 竖直角观测误差 3、外界条件的影响 大气折光 空气对流 风力影响第12页/共38页13 1、为减少垂直折光的影响,观测时应尽可能使视线离地面 1米以上；2、作业时,要将视距尺垂直,并尽量采用带有水准器的视 距尺；3、严格测定视距乘常数,K值应在1000.1之内,否则应加 改正；4、视距尺一般应是厘米刻划的整体尺,如果采用塔尺,应 注意检查各节尺的接头是否准确；5、要在成像稳定的情况下进行观测。（二）、注意事项第13页/共38页14 7-3 电磁波测距简介（光电测距）一、测距仪的类型：电磁波测距是用电磁波(微波或光波)作载波传输测距信号,测量两点间距离的一种方法。按按载载波波不不同同分分为为：微波测距仪、激光测距仪、红外测距仪 按测程长短分为：按测程长短分为：短程测距仪（3km3km）；中程测距仪（3km3km15km15km）；远程测距仪（15km15km）。按测距精度为（测距中误差）：按测距精度为（测距中误差）：级：5mm 5mm；级：5mm 5mm 10mm 10mm；级：11mm 11mm 20mm 20mm二、优点:精度高,速度快,受地形影响小第14页/共38页15 电磁波测距电磁波测距电磁波测距电磁波测距三、电磁波测距原理:通过测定电磁波在测线两端往返传播时间t,t,从而求得距离S.S.（其中（其中c c为光速）为光速）第15页/共38页16 依据测定时间的方法不同，光电测距有如下几种：1、变频法 2、相位法 3、干涉法 4、脉冲法第16页/共38页17四、光电测距仪及其使用（常用短程红外光电测距仪）包括主机、电池和反射镜，与光学经纬仪或电子经纬仪一起使用。包括主机、电池和反射镜，与光学经纬仪或电子经纬仪一起使用。液晶显示望远镜操作键装电池第17页/共38页18反射棱镜反射棱镜单棱镜三棱镜注意：距离近时用单棱镜；当距离远时，为保证接收信号的强度，采用多棱镜。将主机发射的调制光信号经反射镜反射又回到主机接收。第18页/共38页19五、测距方法：距离测量步骤如下：1 1）仪仪器器安安置置：在在测测站站点点安安置置经经纬纬仪仪，方方法法同同角角度度测测量量，但但应应比比测测角角时时仪仪器器安安置置高高度度略略低低。包包括括经经纬纬仪仪对对中中整整平平和和棱棱镜镜对对中中整整平平,测测距距仪仪与与经经纬纬仪仪连接；连接；2 2）测测前前准准备备：打打开开电电源源进进行行仪仪器器功功能能及及电电源源状状态态测测试试；设设置置单单位位制制式式，预预置置常常数数，包包括括：仪仪器加常数、气象改正数等。器加常数、气象改正数等。第19页/共38页20 3 3）照照准准反反射射棱棱镜镜，调调节节经经纬纬仪仪的的水水平平和和竖竖直微动螺旋使回光信号最大。直微动螺旋使回光信号最大。4 4）根根据据测测量量精精度度要要求求测测量量距距离离若若干干测测回回，同同时时观观测测垂垂直直角角，量量仪仪器器高高，镜镜高高并并记记录录有有关关气气象象数据，备成果整理之用。数据，备成果整理之用。第20页/共38页21注意：精密仪器，防震、防尘、防潮。精密仪器，防震、防尘、防潮。不许将照准头正对太阳；不许将照准头正对太阳；测距仪不要在高压线附近设站，以免受强电磁场干扰。测距仪不要在高压线附近设站，以免受强电磁场干扰。第21页/共38页22 7-4 直线定向 确定地面上两点之间的相对位置，仅知道两点之间的确定地面上两点之间的相对位置，仅知道两点之间的水水平距离平距离是不够的，还必须确定此是不够的，还必须确定此直线与标准方向之间的水平夹角直线与标准方向之间的水平夹角。确。确定直线与标准方向之间的水平角，以表示直线的方向，称为定直线与标准方向之间的水平角，以表示直线的方向，称为直线定向直线定向。第22页/共38页surveying23一、基本方向的种类：一、基本方向的种类：真北、磁北、坐标北真北、磁北、坐标北1 1、真北方向北方向 通过地球表面某点的通过地球表面某点的真真子午线的切线方向子午线的切线方向，其北端，其北端所指的方向，称为该点的真所指的方向，称为该点的真北方向，用北方向，用天文测量方法天文测量方法（观测太阳、北极星等）或（观测太阳、北极星等）或用陀螺经纬仪测定的。用陀螺经纬仪测定的。2 2、磁北方向、磁北方向：磁针自由静止磁针自由静止时其北端时其北端所指的方向。磁北方向可用所指的方向。磁北方向可用罗盘仪罗盘仪测定。测定。真北方向与磁北方向第23页/共38页surveying24 3 3、坐标北方向：、坐标北方向：纵轴纵轴(X(X轴轴)正向所示正向所示方向。采用高斯平面直方向。采用高斯平面直角坐标系，每一角坐标系，每一66带带或或33带内都以带内都以该带的该带的中央子午线中央子午线为坐标纵轴，为坐标纵轴，因此，该带内直线定向，因此，该带内直线定向，就用该带的坐标纵轴方就用该带的坐标纵轴方向作为标准方向。向作为标准方向。三北方向O磁北线坐标纵线子午线磁偏角子午线收敛角第24页/共38页surveying25二、子午线收敛角与磁偏角二、子午线收敛角与磁偏角1、子午线收敛角子午线收敛角:真北方向与坐标北方向之间的夹角 中央子午线在高斯平面上是一条直线，作为该带的坐标纵轴，而其它子午线投影后为收敛于两极的曲线，地面点真子午线方向与中央子午线之间的夹角，称为子午线收敛角，角有正有负。在中央子午线以东地区，各点的坐标纵轴偏在真子午线的东边，为正值；在中央于午线以西地区，为负值。为正值为负值63第25页/共38页surveying262 2、磁偏角、磁偏角由于地磁南北极与地球的南北极并不重合，因此，过地面上某点的真子午线方向与磁子午线方向常不重合，两者之间的夹角称为磁偏角，磁针北端偏于其子午线以东称东偏，偏于其子午线以西称西偏。直线的真方位角与磁方位角之间可用下式进行换算：东偏取正值，西偏取负值。我国磁偏角的变化大约在+6到-10之间。第26页/共38页27surveying三方位角 1定义：由子午线北端顺时针方向量到测线上的夹角，称为该直线的方位角。其范由子午线北端顺时针方向量到测线上的夹角，称为该直线的方位角。其范围为围为00360360。有：真方位角有：真方位角 磁方位角磁方位角 坐标方位角坐标方位角第27页/共38页28surveying简称：方向角 标准方向 方位角名称 测定方法真北方向(真子午线方向)真方位角A 天文或陀螺仪测定磁北方向(磁子午线方向)磁方位角Am 罗盘仪测定坐标纵轴(轴子午线方向)坐标方位角 坐标反算而得标准方向OPPO真北A磁北Am坐标纵轴 第28页/共38页29surveying2三种方位角之间的换算关系（1 1）真方位角磁方位角m磁偏角 坐标方位角子午线收敛角n n若已知某点的磁偏角若已知某点的磁偏角 与子午与子午线收敛角线收敛角，则坐标方位角与，则坐标方位角与磁方位角之间的换算式为：磁方位角之间的换算式为：OPAmA真北坐标北磁北第29页/共38页30surveying 例题：某直线的磁方位角（Am）为6542，其磁偏角（）为东偏320，子午线收敛角（）为 -210，则该直线的真方位角和坐标方位角分别是多少？解：真方位角m 得：A=654520；=654730=654730第30页/共38页surveying31NNABABBA注意：AB是直线AB的正坐标方位角；BA是直线AB的反坐标方位角；AB、BA互为正反坐标方位角。正反坐标方位角相差180。四、坐标方位角的计算1 1、正反坐标方位角AB直线由A A至B B方向的坐标方位角；BA直线由B B 至A A方向的坐标方位角。起点量得的直线方向称直线的正方向；反之在直线终点量得该直线的方向称直线的反方向。第31页/共38页surveying32A1234A1 测量工作中不是直接测定每一条边的方向，而是通过测定待求直线方向与已知坐标方位角的直线方向间的水平夹角，推算待求直线方向的坐标方位角。2、坐标方位角的计算坐标方位角的计算第32页/共38页surveying33坐标方位角的推算 12已知，通过连测求得12边与23边的连接角为2（右角）、23边与34边的连接角为3（左角），现推算23、34。1234xxx23341223前进方向第33页/共38页surveying341234xx2312221前进方向x34332 由图中分析可知：第34页/共38页surveying35推算坐标方位角的通用公式：注意：计算中，若前360，减360；若前360（41720360）=572045=3418040（10360）=350=10050=4618012510=1005018013630=10=572018024720返回前进方向第36页/共38页37 本章小节：本章小节：1 1、钢尺量距及成果整理（钢尺鉴定）；、钢尺量距及成果整理（钢尺鉴定）；2 2、视距测量原理（两个公式）；、视距测量原理（两个公式）；D=klcosD=klcosD=klcosD=klcos2 2 2 2 h=h=h=h=（1/21/21/21/2）k k k k l l l l sin2+i-vsin2+i-vsin2+i-vsin2+i-v 3 3、电磁波测距原理；、电磁波测距原理；4 4、直线定向（三种基本方向、三种方位角、直线定向（三种基本方向、三种方位角 及及坐标方位角推算坐标方位角推算方法）。方法）。第七章第七章 距离测量与直线定向距离测量与直线定向 第37页/共38页38谢谢您的观看！第38页/共38页