第五章 直线方向的测量.ppt

《第五章 直线方向的测量.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第五章 直线方向的测量.ppt（31页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、工程测量工程测量西藏大学工学院西藏大学工学院2008年年5月月第五章第五章 直线方向的测量直线方向的测量第一节第一节 直线定向直线定向第二节第二节 罗盘仪的构造和使用罗盘仪的构造和使用本章要求本章要求&教学目的教学目的：掌握直线定向、方位角的概念及方位角的掌握直线定向、方位角的概念及方位角的计算方法；理解方位角和象限角的换算；了解磁偏角计算方法；理解方位角和象限角的换算；了解磁偏角和子午线收敛角的含义及用罗盘仪测定磁方位角的方和子午线收敛角的含义及用罗盘仪测定磁方位角的方法，了解用太阳高度法、陀螺经纬仪法测量直线的真法，了解用太阳高度法、陀螺经纬仪法测量直线的真方位角的过程。方位角的过程。&教

2、学重点教学重点：方位角的概念及坐标方位角的计算方法。方位角的概念及坐标方位角的计算方法。&教学难点教学难点：子午线收敛角、磁偏角的概念；真方位角子午线收敛角、磁偏角的概念；真方位角的测量等。的测量等。l为了确定地面点的平面位置，不但要已知直线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。的长度，并且要已知直线的方向。l直线的方向也是确定地面点位置的基本要素之直线的方向也是确定地面点位置的基本要素之一，所以直线方向的测量也是基本的测量工作。一，所以直线方向的测量也是基本的测量工作。l定义定义：确定直线方向与标准方向之间的关系。确定直线方向与标准方向之间的关系。第一节第一节

3、 直线定向直线定向直线定向的目的直线定向的目的A(XA,YA)B(XB,YB)XDAB XAB YAB aAB 确定直线方向首先要有一个共同的确定直线方向首先要有一个共同的基本方向基本方向，此，此外要有一定的方法来确定直线与基本方向之间的外要有一定的方法来确定直线与基本方向之间的角度关系。角度关系。在测量工作中以子午线方向为标准方向。在测量工作中以子午线方向为标准方向。作为直线定向用的基本方向有下列三种作为直线定向用的基本方向有下列三种：n真子午线真子午线n磁子午线磁子午线n轴子午线轴子午线（坐标纵轴坐标纵轴）一、一、直线定向的基本方向直线定向的基本方向1、真子午线方向、真子午线方向l过地球上

4、某点及地球的北过地球上某点及地球的北极和南极的半个大圆称为极和南极的半个大圆称为该点的该点的真子午线真子午线。真子午。真子午线方向指出地面上某点的线方向指出地面上某点的真北和真南方向。真北和真南方向。l地球上各点的真子午线都地球上各点的真子午线都向两极收敛而会集于两极，向两极收敛而会集于两极，在经度不同的点上，真子在经度不同的点上，真子午线方向互不平行。午线方向互不平行。真子午线方向真子午线方向是用天文测量方是用天文测量方法或用陀螺经纬法或用陀螺经纬仪测定的仪测定的。陀螺仪陀螺仪GP1-2AGP1-2A子午线收敛角子午线收敛角 两点真子午线方向间的夹角称为两点真子午线方向间的夹角称为子午线收敛

5、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。点间的距离成正比。2、磁子午线方向、磁子午线方向l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，就是磁磁子午线方向子午线方向。l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。磁子午线方向可用罗盘仪测定。磁子午线方向可用罗盘仪测定。DQL-1DQL-1型森林罗盘仪型森林罗盘仪DQL-1BDQL-1B型森林罗盘仪型森林罗盘仪磁偏角磁偏角

6、l地磁的两极与地球的两极并不一致，北磁极地磁的两极与地球的两极并不一致，北磁极约位于西经约位于西经100.0，北纬，北纬76.1；南磁极约位；南磁极约位于东经于东经139.4，南纬，南纬65.8。l同一地点的磁子午线方向与真子午线方向不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，用符号一致，其夹角称为磁偏角，用符号表示。表示。l磁子午线方向北端在真子午线方向以东时为磁子午线方向北端在真子午线方向以东时为东偏，东偏，定为定为“+”，在西时为西偏，在西时为西偏，定为定为“”。l磁偏角的大小随地点、时间而异，在我国磁偏磁偏角的大小随地点、时间而异，在我国磁偏角的变化约在角的变化约在

7、+6(西北地区西北地区)到到-10(东北地区东北地区)之间。之间。l由于地球磁极的位置不断变动，且磁针受局部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吸引等影响，所以磁子午线方向不宜作为精确定向的基本方向。但简便，所以在独立的小区定向的基本方向。但简便，所以在独立的小区域测量工作中仍可采用域测量工作中仍可采用。3、坐标纵轴方向、坐标纵轴方向l不同点的真子午线方向或磁子午线方向都是不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。平行的，这使直线方向的计算很不方便。l采用坐标纵轴方向作为基本方向，这样各点的采用坐标纵轴方向作为基本

8、方向，这样各点的基本方向都是平行的，所以使方向的计算十分基本方向都是平行的，所以使方向的计算十分方便。方便。l通常取测区内某一特定的子午线方向作为坐标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基纵轴，在一定范围内部以坐标纵轴方向作为基本方向。本方向。l图图5-3中以过中以过O点的真子午线方向作为坐标纵轴，点的真子午线方向作为坐标纵轴，所以任意点所以任意点A或或B的真子午线方向与坐标纵轴方的真子午线方向与坐标纵轴方向间的夹角就是任意点与向间的夹角就是任意点与O点间的点间的子午线收敛子午线收敛角角，当坐标纵轴方向的北端偏向真子午线方，当坐标纵轴方向的北端偏向真子

9、午线方向以东时，向以东时，定为定为“+”，偏向西时，偏向西时定为定为“”。确定直线方向（确定直线和基本方向之间的确定直线方向（确定直线和基本方向之间的角度关系）有两种方法：角度关系）有两种方法：u 方位角：方位角：由基本方向的指北端起，按顺时针方向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（量到直线的水平角为该直线的方位角（0360）u 象限角：象限角：直线与基本方向构成的锐角。直线与基本方向构成的锐角。二、二、确定直线方向的方法确定直线方向的方法方位角分为方位角分为：l真方位角：真方位角：由真子午线方向的指北端起，按顺时由真子午线方向的指北端起，按顺时针方向量到直线的

10、水平角。针方向量到直线的水平角。l磁方位角：磁方位角：由磁子午线方向的指北端起，按顺时由磁子午线方向的指北端起，按顺时针方向量到直线的水平角。针方向量到直线的水平角。l坐标方位角：坐标方位角：由坐标纵轴方向的指北端起，按顺由坐标纵轴方向的指北端起，按顺时针方向量到直线的水平角。时针方向量到直线的水平角。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 各种方位角间的关系各种方位角间的关系l真方位角与磁方真方位角与磁方位角的关系位角的关系 l真方位角与坐标真方位角与坐标方位角的关系方位角的关系 n由于地面各点的真北（或磁北）方向互不平行，用由于地面各点的真北（或磁北）

11、方向互不平行，用真（磁）方位角表示直线方向会给方位角的推算带真（磁）方位角表示直线方向会给方位角的推算带来不便，所以在一般测量工作中，常采用来不便，所以在一般测量工作中，常采用坐标方位坐标方位角角来表示直线方向。来表示直线方向。n正反坐标方位角正反坐标方位角：一条直线有正反两个方向，在起：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，相应的方位角点量得的直线方向为直线的正方向，相应的方位角为正方位角；反之，在终点量得的直线方向为直线为正方位角；反之，在终点量得的直线方向为直线的反方向，相应的方位角为反方位角。的反方向，相应的方位角为反方位角。正、反坐标方位角的关系正、反坐标方位角

12、的关系n直线直线1-2：点点1是起点，点是起点，点2是终点。是终点。12 正正坐标方位角；坐标方位角；21 反反坐标方位角。坐标方位角。2112xyoxx12n直线直线2-1：所以一条直线的正、反坐标方位角互差所以一条直线的正、反坐标方位角互差180 坐标方位角的推算坐标方位角的推算 12已知，通过连测求得已知，通过连测求得12边与边与23边的连接边的连接角为角为2（右角右角）、23边与边与34边的连接角为边的连接角为3（左角左角），现推算，现推算23、34。1234xxx23341223前进方向前进方向1234xx2312221前进方向前进方向x34332 由图中分析可知由图中分析可知：推算

13、坐标方位角的通用公式推算坐标方位角的通用公式：注意注意：计算中，若计算中，若前前360，减，减360；若若前前360（41720360）=572045=341804 0（10360）=350=10050=4618012510=1005018013630=10=572018024720前进方向前进方向象限角象限角：直线与基本方向直线与基本方向构成的锐角称为直线的象构成的锐角称为直线的象限角，并冠以所在象限的限角，并冠以所在象限的名称，以名称，以R表示。表示。直线方向直线方向由方位角由方位角求求象限角象限角R由象限角由象限角R求求方位角方位角 北东（北东（NE）第）第I象限象限南东（南东（SE）第

14、）第II象限象限南西（南西（SW）第）第III象限象限北西（北西（NW）第）第IV象限象限R R180 R 180R360 R 180R 180+R 360R方位角与象限角的关系方位角与象限角的关系第二节第二节 罗盘仪的构造与使用罗盘仪的构造与使用 一、罗盘仪的构造一、罗盘仪的构造 罗罗盘盘仪仪是是利利用用磁磁针针确确定定直直线线方方向向的的一一种种仪仪器器，通通常常用用于于独独立立测测区区的的近近似似定定向向，以以及及林林区区线线路路的的勘勘测测定定向向。右右图图为为DQL-1型型罗罗盘盘仪仪构构造造图图。它它主主要要由由望望远远镜镜、罗罗盘盘盒盒、基基座座三三部部分分组组成。成。u望远镜望

15、远镜：瞄准设备，观测时用来瞄准直线的方向。瞄准设备，观测时用来瞄准直线的方向。u罗盘盒罗盘盒：罗盘盒有磁针和刻度盘。磁针安装在度盘罗盘盒有磁针和刻度盘。磁针安装在度盘中心顶针上，可自由转动，为减少顶针的磨损，不中心顶针上，可自由转动，为减少顶针的磨损，不使用时可用固定螺旋将磁针升起固定在玻璃盖上。使用时可用固定螺旋将磁针升起固定在玻璃盖上。刻度盘为金属圆盘，全圆刻度为刻度盘为金属圆盘，全圆刻度为360o，最小刻划为，最小刻划为1o，从，从1o起逆时针方向每隔起逆时针方向每隔10o注一数字。注一数字。u基座基座：是一种球臼接头螺旋，摆动罗盘盒使水准器是一种球臼接头螺旋，摆动罗盘盒使水准器气泡居中

16、，再旋紧球臼连接螺旋，度盘处于水平位气泡居中，再旋紧球臼连接螺旋，度盘处于水平位置。置。二、罗盘仪的使用二、罗盘仪的使用1、安置罗盘仪于直线的一端点上。、安置罗盘仪于直线的一端点上。2、对中、对中：用垂球对中。用垂球对中。3、整平、整平：误差误差2。4、用望远镜照准直线的另一端点。、用望远镜照准直线的另一端点。5、松松开开磁磁针针的的固固定定螺螺旋旋，使使磁磁针针自自由由转转动动，静静止止时时读出磁针北端所指的度盘读数。读出磁针北端所指的度盘读数。罗盘读数示意图罗盘读数示意图1.直线定向直线定向确定直线方向与标准方向之间的关系。确定直线方向与标准方向之间的关系。2.标准方向标准方向真子午线方向

17、；磁子午线方向；坐标纵真子午线方向；磁子午线方向；坐标纵轴方向。轴方向。3.坐标方位角坐标方位角以坐标纵轴方向为起始方向顺时针转以坐标纵轴方向为起始方向顺时针转到该直线的水平夹角。到该直线的水平夹角。4.正、反方位角正、反方位角一条直线的正、反坐标方位角相差一条直线的正、反坐标方位角相差180。本本 章章 小小 结结 一、直线定向一、直线定向二、罗盘仪及使用二、罗盘仪及使用罗盘仪使用方法罗盘仪使用方法：在站点安置罗盘仪在站点安置罗盘仪照准目标照准目标松开磁松开磁针制动螺旋针制动螺旋待磁针静止后读取磁方位角数值。待磁针静止后读取磁方位角数值。教材教材P81:1.2.3.5.本本 章章 习题习题