第四章_距离测量与直线定向.ppt
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1、第四章第四章 距离测量与直线定向距离测量与直线定向 距离和方向:距离和方向:确定地面点平面位置的几何要素。确定地面点平面位置的几何要素。测定地面上两点的距离和方向是测量的基本工作。测定地面上两点的距离和方向是测量的基本工作。水平距离的定义:水平距离的定义:两点间的水平距离,即两点投影在水平两点间的水平距离,即两点投影在水平面上的距离。若测距时有倾斜,则需改正。面上的距离。若测距时有倾斜,则需改正。测距方式:测距方式:1、直接法:、直接法:钢尺、皮尺、铟瓦尺、光电测距。钢尺、皮尺、铟瓦尺、光电测距。2、间接法:、间接法:视距法、三角法、视距法、三角法、GPS法。法。教学内容:教学内容:1、卷尺丈
2、量、卷尺丈量2、视距测量、视距测量3、电磁波测距、电磁波测距4、直线定向、直线定向第一节第一节 卷尺丈量卷尺丈量一、主要工具一、主要工具(一)丈量工具(一)丈量工具:钢:钢(带带)尺、皮尺、皮(卷卷)尺、测绳尺、测绳。1、钢尺、钢尺 钢尺的长度有:钢尺的长度有:20m、30m、50m,用于较高精度测量距离。,用于较高精度测量距离。钢尺的刻划有:钢尺的刻划有:厘米刻划、全毫米刻划。厘米刻划、全毫米刻划。钢尺的零点形式有:钢尺的零点形式有:端点尺、刻线尺。端点尺、刻线尺。3456789100端点尺端点尺刻线尺刻线尺9cm34567890129cm 2、皮尺、皮尺皮尺长度有:皮尺长度有:10m、20
3、m、30m、50m。用于较低精度测量距离。用于较低精度测量距离。3、测绳、测绳 测绳长度有:测绳长度有:50m、100m。量距精度低于皮尺,仅适合于农村土地丈量。量距精度低于皮尺,仅适合于农村土地丈量。测钎测钎垂球垂球温度计温度计弹簧秤弹簧秤花杆花杆(二)辅助工具(二)辅助工具标杆(测杆、花杆):标杆(测杆、花杆):用木材(玻璃钢)用木材(玻璃钢)制成,长度为制成,长度为2m或或3m,用红白油漆交替漆,用红白油漆交替漆20cm的小段,杆的底部的小段,杆的底部装有铁尖以便插入地中,装有铁尖以便插入地中,或对准点的中心,作为或对准点的中心,作为观测觇标用。观测觇标用。测钎:测钎:一般用钢丝制成。作
4、为一般用钢丝制成。作为量矩的辅助工具,它是量矩的辅助工具,它是用来标定尺段的端点位用来标定尺段的端点位置和统计所量整尺段数置和统计所量整尺段数目。目。垂球:垂球:多用钢制成。当地面坡度较大时,用以垂直投点来标定测多用钢制成。当地面坡度较大时,用以垂直投点来标定测尺的端点位置。尺的端点位置。二、点的标定与直线定线二、点的标定与直线定线1、地面点的标志、地面点的标志 2、直线定线:、直线定线:当地面两点距离过长或地形起伏较大时,当地面两点距离过长或地形起伏较大时,为了便于量距,需要在两点连线方向上标定若干点的工作。为了便于量距,需要在两点连线方向上标定若干点的工作。直线定线的目的:直线定线的目的:
5、标定直线的方向,便于量距。标定直线的方向,便于量距。直线定线一般由远到近,称为直线定线一般由远到近,称为走近定线法走近定线法;如果由近到远;如果由近到远称为称为走远定线法走远定线法。其中,由远及近法较准确些。其中,由远及近法较准确些。直线定线的方法:直线定线的方法:目视定线和经纬仪定线。目视定线和经纬仪定线。123AB一个整尺段目视定线目视定线AB12AB经纬仪定线经纬仪定线三、钢尺量距的一般方法三、钢尺量距的一般方法(一)平地量距:平坦地区量距。其步骤:(一)平地量距:平坦地区量距。其步骤:A、B两点打桩,树立标杆。两点打桩,树立标杆。清除清除A、B直线上的障碍物。直线上的障碍物。后尺手拿后
6、尺手拿1根测钎于根测钎于A点,其余测钎拿在前尺手手中。点,其余测钎拿在前尺手手中。边定线边量距。后尺手手中的测钎数即为整尺段数边定线边量距。后尺手手中的测钎数即为整尺段数n,余尺段长为余尺段长为q,则,则AB全长:全长:D=nl+q 式中:式中:n整尺段数;整尺段数;l钢尺长度;钢尺长度;q余长。余长。量距检核量距检核 为衡量量距精度,需将为衡量量距精度,需将AB往返测量,返测时,前后尺手往返测量,返测时,前后尺手调转方向,后尺手在调转方向,后尺手在B端,重复往测过程,这样得到结果:端,重复往测过程,这样得到结果:D往往、D返返,由此计算相对误差,由此计算相对误差k。若若kk容容,则满足要求,
7、否则,需检查原因或重测。,则满足要求,否则,需检查原因或重测。地区类地区类量距限差量距限差平坦地区平坦地区1/30001/3000一般地区一般地区1/20001/2000困难地区困难地区1/10001/1000 量距限差(量距限差(容容)钢尺一般方法量距容许误差规定如表所示。钢尺一般方法量距容许误差规定如表所示。(二)斜坡量距(二)斜坡量距 1.平量法:平量法:用垂球投点,目估水平。用垂球投点,目估水平。2.斜量法:斜量法:量斜距,测量倾斜角量斜距,测量倾斜角,则水平距离为:,则水平距离为:注意:注意:用经纬仪测用经纬仪测时,斜距量至经纬仪横轴。时,斜距量至经纬仪横轴。测段测段丈量长度丈量长度
8、总长总长(m)(m)平均长平均长(m)(m)较差较差(m)(m)精度精度整尺整尺(m)(m)零尺零尺(m)(m)ABAB往往75075036.53736.537386.537386.537386.498386.4980.0790.0791/48921/4892返返75075036.45836.458386.458386.458相对误差:相对误差:K=(D往往D返)返)D平平=1 M(三)记录方法(三)记录方法 按下表形式作一般方法钢尺量距记录。按下表形式作一般方法钢尺量距记录。(四)钢尺量距注意事项(四)钢尺量距注意事项 1.丈量前,要认清钢尺的零点和末端位置及分化注记,不丈量前,要认清钢尺的
9、零点和末端位置及分化注记,不要用错;要用错;2.丈量时,定线要准;尺要拉平,拉力要均匀;对点要准,丈量时,定线要准;尺要拉平,拉力要均匀;对点要准,测钎要竖直的插下,并插在钢尺的同一侧;测钎要竖直的插下,并插在钢尺的同一侧;3.记住整尺段数,读好不足一尺段的余长;记住整尺段数,读好不足一尺段的余长;4.钢尺不准在地面上拖拉,量距时不许车辆或行人践踏;钢尺不准在地面上拖拉,量距时不许车辆或行人践踏;5.外业工作完毕后,而用软布擦去钢尺上的泥沙和水,涂外业工作完毕后,而用软布擦去钢尺上的泥沙和水,涂上机油,以防生锈。上机油,以防生锈。用一般方法量距,精度只能达到用一般方法量距,精度只能达到1/10
10、001/5000,当测距,当测距精度要求更高时,例如精度要求更高时,例如1/100001/40000,这就要用精密测距,这就要用精密测距方法丈量距离。方法丈量距离。四、钢尺精密量距的方法四、钢尺精密量距的方法(一)沿地面丈量(一)沿地面丈量 1、定线、定线 清除直线上的障碍物,安置经纬仪于清除直线上的障碍物,安置经纬仪于A点,瞄准点,瞄准B点,固点,固定照准部,望远镜只能上下倾。定照准部,望远镜只能上下倾。在直线上用经纬仪定出各点,各点间距在一个尺长内。各在直线上用经纬仪定出各点,各点间距在一个尺长内。各点打桩。点打桩。2、测量桩间高差、测量桩间高差 用水准仪测量直线上各相邻点之间的高差,用于
11、倾斜改正。用水准仪测量直线上各相邻点之间的高差,用于倾斜改正。各高差需往返测量,其往返差值在各高差需往返测量,其往返差值在10mm内时,取其均内时,取其均值为高差值。值为高差值。3、量距、量距 5人一组,人一组,2人拉尺,人拉尺,2人读数,人读数,1人记录兼指挥和测读钢人记录兼指挥和测读钢尺温度。尺温度。测量时在标准拉力下,两端同时读数,共读测量时在标准拉力下,两端同时读数,共读3次。次。若每若每2次长度间差距在次长度间差距在2-3mm之内,则取平均值作为该段之内,则取平均值作为该段测量值,否则需重测。测量值,否则需重测。4 4 4 4、记录、记录、记录、记录 钢钢尺号尺号码码:NONO:11
12、 11 钢钢尺膨尺膨胀胀系数:系数:0.0000125 0.0000125 钢钢尺尺检检定定时时温度温度t tO O:2020 计计算者:算者:钢钢尺名尺名义长义长度度l lO O:30m 30m 钢钢尺尺检检定定长长度度l lt t:30.0025m 30.0025m 钢钢尺尺检检定定时时拉力:拉力:100N 100N 日期:日期:尺号尺号编编号号实测实测次数次数前尺前尺读读数数(m)(m)后尺后尺读读数数(m)(m)尺段尺段长长度度(m)(m)温度温度()()高差高差(m)(m)温度温度改正数改正数(mm)(mm)尺尺长长改正数改正数(mm)(mm)倾倾斜斜改正数改正数(mm)(mm)改正
13、后尺改正后尺段段长长(m)(m)A1A11 129.936029.93600.07000.070029.866029.866025.825.8-0.152-0.152+2.1+2.1+2.5+2.5-0.4-0.429.869429.86942 24004007557556456453 3500500850850650650平均平均29.865229.8652 5、尺段长度计算、尺段长度计算钢尺精密量距中,每一尺段需进行三项改正,即:尺钢尺精密量距中,每一尺段需进行三项改正,即:尺长长改正、温度改正、倾斜改正改正、温度改正、倾斜改正。尺长改正尺长改正尺长改正尺长改正 钢尺在标准拉力、标准温度下
14、的检定长度为钢尺在标准拉力、标准温度下的检定长度为llt t,它与钢尺的,它与钢尺的名义长度名义长度ll0往往不一致,其差值往往不一致,其差值l=l=llt t-l-lo o。ll为为整尺段的尺长改正数。每量整尺段的尺长改正数。每量1m1m的尺长改正数为的尺长改正数为 :任一尺段任一尺段 的尺长改正数为:的尺长改正数为:温度改正温度改正温度改正温度改正 设钢尺在检定时的温度为设钢尺在检定时的温度为t to o,钢尺的膨胀系数为钢尺的膨胀系数为(一一般为般为1.251.251010-5-5),则某尺段),则某尺段 的温度改正数为:的温度改正数为:(3)倾斜改正倾斜改正当当为斜距时应换算成平距为斜
15、距时应换算成平距d d,则倾斜改正值为:,则倾斜改正值为:将上式将上式 项展开成级数:项展开成级数:取第一项取第一项 每一尺段每一尺段改正后的水平距离改正后的水平距离为:为:d=diBA1342d精度评定方法同一般方法量距。精度评定方法同一般方法量距。计算全长计算全长将经过三项改正后的各尺段水平距离加在一起,得出测段将经过三项改正后的各尺段水平距离加在一起,得出测段全长。全长。(二)钢尺的检定(二)钢尺的检定 1、尺长方程式、尺长方程式 钢尺由于其制造误差、经常使用中的变形以及丈量时温钢尺由于其制造误差、经常使用中的变形以及丈量时温度和拉力不同的影响,使得其实际长度往往不等于其名义长度和拉力不
16、同的影响,使得其实际长度往往不等于其名义长度。度。因此,丈量之前必须对钢尺进行检定,求出它在标准拉因此,丈量之前必须对钢尺进行检定,求出它在标准拉力和标准温度下的实际长度,以便对丈量结果加以改正。力和标准温度下的实际长度,以便对丈量结果加以改正。钢尺检定后,应给出尺长随温度变化的函数式,通常称钢尺检定后,应给出尺长随温度变化的函数式,通常称为尺长方程式,其一般形式为:为尺长方程式,其一般形式为:llo o 为钢尺的名义长度,单位为为钢尺的名义长度,单位为“m”m”llt t 为钢尺在为钢尺在t t温度下的实际长度,单位为温度下的实际长度,单位为“m”m”l l 为钢尺在标准鉴定温度下整尺长改正
17、数,单位为为钢尺在标准鉴定温度下整尺长改正数,单位为“m”m”为钢尺的线膨胀系数,单位为为钢尺的线膨胀系数,单位为“m/mm/m”,其值为其值为0.00001250.0000125t t 为钢尺测量时的温度,单位为为钢尺测量时的温度,单位为“”t to o 为钢尺鉴定时的标准温度,单位为为钢尺鉴定时的标准温度,单位为“”2、钢尺的检定方法、钢尺的检定方法 钢尺应送设有比长台的测绘单位检定,但若有检定过的钢尺应送设有比长台的测绘单位检定,但若有检定过的钢尺,在精度要求不高时,可以用检定过的钢尺作为标准尺来钢尺,在精度要求不高时,可以用检定过的钢尺作为标准尺来检定其它钢尺。检定其它钢尺。比长法检定
18、钢尺比长法检定钢尺 AB五、量距的误差分析五、量距的误差分析 定线误差、温度误差、尺长误差、拉力误差、丈量本身的定线误差、温度误差、尺长误差、拉力误差、丈量本身的误差。误差。(一)定线误差(一)定线误差 定线偏离直线方向时,使距离丈量结果增大,产生误差。定线偏离直线方向时,使距离丈量结果增大,产生误差。在定线偏离直线在定线偏离直线20cm时,丈量误差在时,丈量误差在3mm以内。以内。该项误差可以通过用经纬仪定线加以减小或消除。该项误差可以通过用经纬仪定线加以减小或消除。AB1342(二)尺长误差(二)尺长误差 尺长误差具有累积性,它与丈量长度成正比。尺长误差具有累积性,它与丈量长度成正比。该项
19、误差可以通过使用检定过的钢尺丈量,然后加以改正该项误差可以通过使用检定过的钢尺丈量,然后加以改正的方法消除。的方法消除。AB1342(三)温度误差(三)温度误差 根据温度改正公式,根据温度改正公式,30m的钢尺在温度变化的钢尺在温度变化8时,将会时,将会产生产生1/10000的尺长误差。由于空气温度与钢尺温度在阳光下的尺长误差。由于空气温度与钢尺温度在阳光下可相差可相差5。因此,丈量时宜在阴天进行。因此,丈量时宜在阴天进行。AB1342(四)拉力误差(四)拉力误差 拉力加大时,钢尺会随之拉长,因此,丈量时要施加标准拉力加大时,钢尺会随之拉长,因此,丈量时要施加标准拉力(拉力(30m钢尺标准拉力
20、钢尺标准拉力100N,50m钢尺标准拉力为钢尺标准拉力为150N),),且拉力要均匀。且拉力要均匀。(五)丈量本身的误差(五)丈量本身的误差 包括钢尺刻划误差、对点误差、投点误差、读数误差等。包括钢尺刻划误差、对点误差、投点误差、读数误差等。误差有正有负,有大有小,呈随机性,在测量结果中可以误差有正有负,有大有小,呈随机性,在测量结果中可以相互抵消一部分。相互抵消一部分。综上所述:综上所述:(1)精密量距时,除经纬仪精密量距时,除经纬仪定线、用弹簧称控制拉力外,还定线、用弹簧称控制拉力外,还需进行尺长、温度和倾斜改正。需进行尺长、温度和倾斜改正。而一般量距可不考虑上述改正。而一般量距可不考虑上
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- 第四 距离 测量 直线 定向
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