第4章 直线定向与距离测量.ppt

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1、第四章 直线定向与距离测量,第一节 直线定向第二节 钢尺量距第三节 视距测量第四节 测距仪测距第五节 坐标的正算与反算,第一节 直线定向,一、标准方向线 1.真子午线方向 通过地面上一点并指向地球南北极的方向线，称为该点的真子午线方向。真子午线方向是用天文测量方法测定的。指向北极星的方向可近似地作为真子午线的方向。,下一页,返回,第一节 直线定向,2.磁子午线方向 通过地面上一点的磁针，在自由静止时其轴线所指的方向(磁南北方向)，称为磁子午线方向。磁子午线方向可用罗盘仪测定。 由于地磁两极与地球两极不重合，致使磁子午线与真子午线之间形成一个夹角，称为磁偏角。 3.坐标纵轴方向 测量中通常以通过

2、测区坐标原点的坐标纵轴为准，测区内通过任一点与坐标纵轴平行的方向线，称为该点的坐标纵轴方向。,上一页,下一页,返回,第一节 直线定向,二、方位角 通过测站的子午线与测线间顺时针方向的水平夹角称为方位角。 1.真方位角 从真子午线方向的北端起，按顺时针方向量至某直线间的水平角。,上一页,下一页,返回,第一节 直线定向,2.磁方位角 从磁子午线方向的北端起，按顺时针方向量至某直线间的水平角。 3.坐标方向角 从平行于坐标纵轴的方向线的北端起，按顺时针方向量至某直线的水平角。,上一页,下一页,返回,第一节 直线定向,三、正、反坐标方位角 直线是有向线段，在平面上一直线的正、反坐标方位角如图4-1所示

3、，地面上1, 2两点之间的直线1-2，可以在两个端点上分别进行直线定向。在1点上确定1-2直线的方位角为12在2点上确定2-1直线的方位角则为21。称12为直线1-2的正方位角，12为直线1一2的反方位角。同样，也可称21为直线2一1的正方位角，而12为直线2一1的反方位角。一般在测量工作中常以直线的前进方向为正方向，反之称为反方向。在平面直角坐标系中通过直线两端点的坐标纵轴方向彼此平行。,上一页,下一页,返回,第一节 直线定向,四、象限角 由坐标纵轴的北端或南端起，顺时针或逆时针至某直线间所夹的锐角，并注出象限名称，称为该直线的象限角，以R表示，角值范围为090，见表4-1。,上一页,返回,

4、第二节 钢尺量距,一、钢尺的检定 钢尺的检定通常用尺长检定方法，在用这种方法检定之前要了解关于尺长的方程式。 1.尺长方程式 所谓尺长方程式，在标准拉力下, 钢尺的实长与温度的函数关系式。,下一页,返回,第二节 钢尺量距,2.尺长检定方法 尺长的检定方法有与标准尺比长和将被检定钢尺与基准线长度进行实量比较两种。 (1)与标准尺比长。它是钢尺检定最简单的方法。即将欲检定的钢尺与检定过的已有尺长方程式的钢尺进行比较(认定它们的线膨胀系数相同)，求出尺长改正数，再进一步求出欲检定钢尺的尺长方程式。,上一页,下一页,返回,第二节 钢尺量距,(2)将被检定钢尺与基准线长度进行实量比较。在测绘单位已建立的

5、校尺场上，利用两固定标志间的已知长度D作为基准线来检定钢尺的方法是:将被检定钢尺在规定的标准拉力下多次丈量(至少往返各三次)基线D的长度，求得其平均值D。测定检定时的钢尺温度，然后通过计算即可求出在标准温度t0= 25时的尺长改正数，并求得该尺的尺长方程式。,上一页,下一页,返回,第二节 钢尺量距,二、直线定线 由于地形复杂的原因，不方便量距工作，在两点间需分多个尺段丈量，这就要在直线方向上插一些标杆或测钎来定出多个点，这种方法叫直线定线。 1.目测定线 目测定线就是用目测的方法，用标杆将直线上的分段点标定出来。,上一页,下一页,返回,第二节 钢尺量距,2.过高地定线 如图4一2所示，M, N

6、两点在高地两侧，互不通视，欲在MN两点间标定直线，可采用逐渐趋近法。先在M, N两点上竖立标杆，甲、乙两人各持标杆分别选择O1和P1处站立，要求:N , P1 、O1位于同一直线上，且甲能看到N点，乙能看到M点。可先由甲站在O1处指挥乙移动至NO1直线上的P1处。然后，由站在P1处的乙指挥甲移动至AP1直线上的O2点，要求O2能看到N点，接着再由站在O2处的甲指挥乙移至能看到M点的P2处，这样逐渐趋近，直到O、P、N在一直线上，同时M,O,P也在一直线上，这时说明M,O,P,N均在同一直线上。,上一页,下一页,返回,第二节 钢尺量距,3.经纬仪定线 若量距的精度要求较高或两端点距离较长时，宜采

7、用经纬仪定线，如图4-3所示，欲在MN直线上定出1, 2, 3点。在M点安置经纬仪，对中、整平后，用十字丝交点瞄准:N点标杆根部尖端，然后制动照准部，望远镜可以上、下移动，并根据定点的远近进行望远镜对光，指挥标杆左右移动，直至1点标杆下部尖端与竖丝重合为止。其他2, 3点的标定，只需将望远镜的俯角变化，即可定出。,上一页,下一页,返回,第二节 钢尺量距,三、距离丈量 距离丈量中分为平坦地面距离丈量和倾斜地面的距离丈量。 1.平坦地面距离丈量 沿地面直接丈量水平距离，可先在地面定出直线方向，然后逐段丈量，则直线的水平距离按下式计算:,上一页,下一页,返回,第二节 钢尺量距,2.倾斜地面距离丈量

8、(1)平量法。 (2)斜量法。,上一页,下一页,返回,第二节 钢尺量距,四、钢尺的精密量距 (一)钢尺量距应注意事项 (1)要求钢尺有毫米划分，至少尺的零点端有毫米分划。 (2)检定出在检定时的拉力与长度的条件下应有的尺长方程式。 (3)丈量前应先用经纬仪定线。 (4)丈量时钢尺两端对测尺段端点进行读数。,上一页,下一页,返回,第二节 钢尺量距,(二)丈量后的改正数计算 1.尺长改正 2.温度改正 3.倾斜改正 4.计算全长,上一页,返回,第三节 视距测量,一、视距测量原理 视距测量是用望远镜内的视距装置，根据光学和三角形学原理测定距离和高差的方法 1.视线水平时计算水平距离与高差 如图4-4

9、所示，A，B两点间的水平距离D与高差h分别为:,下一页,返回,第三节 视距测量,2.视线倾斜时计算水平距离和高差 如图4-5所示，A，B两点间的水平距离D与高差h分别为:,上一页,下一页,返回,第三节 视距测量,二、视距测量方法 1.量仪高 2.求视距间隔 3.计算() 4.计算(D和h),上一页,下一页,返回,第三节 视距测量,三、视距测量的误差及降低方法 在测量时我们一定要按正确的步骤进行，尽量减小误差，在视距测量中影响其精度的因素主要有: 1.用视距丝读取尺间隔的误差 2.标尺倾斜误差 3.视距乘常数K的误差 4.外界条件的影响,上一页,返回,第四节 测距仪测距,一、测距仪的分类 (1)

10、微波测距仪。以微波作为载波的测距仪。 (2)激光测距仪。以激光为光源的测距仪器。 (3)电磁波测距仪。以砷化稼(Gaits)发光二极管发出的红外光作光源的红外测距仪和其他光源作为载波的测距仪统称为电磁波测距仪。 以上的几种测距仪中前两者多用于长程测距，后者多用于中短程测距。,下一页,返回,第四节 测距仪测距,二、测距仪的测距原理 脉冲式光电测距仪是通过直接测定光脉冲在待测距离两点间往返传播的时间t，再间接导出测站至目标的距离L。如图4-6所示，用测距仪测定两点间的距离L，在A点安置测距仪，在月点安置反射棱镜。由测距仪发射的光脉冲，经过距离五到达反射棱镜，再反射到A点仪器接收系统，所需时间为t，则距离D即可按下式求得：,上一页,返回,第五节 坐标的正算与反算,一、坐标正算 坐标正算计算方法见表4-2。二、坐标反算 坐标反算计算方法见表4-3。,返回,表4一1 坐标方位角与象限角的换算关系表,返回,表4一2 坐标正算,返回,表4一3 坐标反算,返回,图4一1 正反方位角示意图,返回,图4一2 过高地定线,返回,图4一3 经纬仪定线,返回,图4一4 视线水平时的视距测量,返回,图4一5 视线倾斜时的视距测量,返回,图4一6 脉冲式光电测距原理,返回,