测量学视距测量.pptx

测量学视距测量 普通视距测量得精度普通视距测量得精度一般为一般为1/200-1/300,1/200-1/300,但由但由于操作简便于操作简便,不受地形起不受地形起伏限制伏限制,可同时测定距离可同时测定距离和高差和高差,被广泛用于测距被广泛用于测距精度要求不高得地形测量精度要求不高得地形测量中。中。2 利用望远镜内得视距装置配合视距尺利用望远镜内得视距装置配合视距尺利用望远镜内得视距装置配合视距尺利用望远镜内得视距装置配合视距尺,根据光根据光根据光根据光学和三角学原理学和三角学原理学和三角学原理学和三角学原理,同时测定距离和高差得方法。同时测定距离和高差得方法。同时测定距离和高差得方法。同时测定距离和高差得方法。nm视距丝视距丝十字丝十字丝 进行视距测量进行视距测量进行视距测量进行视距测量,要用到视距丝和视距尺。要用到视距丝和视距尺。要用到视距丝和视距尺。要用到视距丝和视距尺。一、视距测量原理一、视距测量原理3ABnmpnmMN11121314lmnlFf dDhvi 1、视线水平时得水平距离和高差公式4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5 A、B两点间得高差h为 式中 i 仪器高(m);v 十字丝中丝在视距尺上得读数,即中丝读数(m)。62、视线倾斜时得水平距离和高差公式ABEMNMNllD KlDhhiivA、B两点间得高差h为:式中 h高差主值(也称初算高差)。HAHB大地水准面大地水准面7 7 视线倾斜时水平距离得计算公式为视线倾斜时水平距离得计算公式为:视线倾斜时高差得计算公式为视线倾斜时高差得计算公式为:8 8如上图如上图,在在A点量取经纬仪高度点量取经纬仪高度i=1、400m,望远镜照准望远镜照准B点点标尺标尺,中丝、上丝、下丝读数分别为中丝、上丝、下丝读数分别为v=1、400m,b=1、242m,a=1、558m,=327=327,试求试求A、B两点间得水平距离和两点间得水平距离和高差。高差。解解:1)尺间距尺间距2)水平距离水平距离3)高差高差例题例题:9 二、视距测量方法(一一)、观测方法、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、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量取仪器高量取仪器高,精确到厘米。精确到厘米。精确到厘米。精确到厘米。2 2 2 2、瞄准竖直于测点上得标尺、瞄准竖直于测点上得标尺、瞄准竖直于测点上得标尺、瞄准竖直于测点上得标尺,并使中丝读数等于仪器高。并使中丝读数等于仪器高。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、用上、下丝在标尺上读数、用上、下丝在标尺上读数,下丝下丝下丝下丝-上丝上丝上丝上丝=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、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读取竖盘读数读取竖盘读数,求出竖直角求出竖直角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、以上完成一个测点观测、以上完成一个测点观测,重复重复重复重复2 2 2 2、3 3 3 3、4 4 4 4步骤步骤步骤步骤,观测另一个观测点。观测另一个观测点。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。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厘米为厘米为厘米为厘米为1 1 1 1米米米米,1,1,1,1分米为分米为分米为分米为10101010米米米米,1 1 1 1米为米为米为米为100100100100米。米。米。米。10大家学习辛苦了，还是要坚持继续保持安静继续保持安静(二二)、计算方法、计算方法 1 1 1 1、水平距离、水平距离、水平距离、水平距离:2 2 2 2、高差、高差、高差、高差:12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盘盘左左位位置置22、4451、5552、000、89095 17 36-5 17 36 88、24-8、18-8、73+36、64*13 三、视距测量得误差及注意事项(一)、误差来源 1、仪器误差 视距尺分划误差 视距乘常数 K 得误差 2、观测误差 视距尺倾斜误差 读数误差 竖直角观测误差 3、外界条件得影响 大气折光 空气对流 风力影响14 1 1、为减少垂直折光得影响、为减少垂直折光得影响,观测时应尽可能使视线离地面观测时应尽可能使视线离地面 1 1米以上米以上;2 2、作业时、作业时,要将视距尺垂直要将视距尺垂直,并尽量采用带有水准器得视并尽量采用带有水准器得视 距尺距尺;3 3、严严格格测测定定视视距距乘乘常常数数,K,K值值应应在在10001000、1 1之之内内,否否则则应应加加 改正改正;4 4、视视距距尺尺一一般般应应就就是是厘厘米米刻刻划划得得整整体体尺尺,如如果果采采用用塔塔尺尺,应应 注意检查各节尺得接头就是否准确注意检查各节尺得接头就是否准确;5 5、要在成像稳定得情况下进行观测。、要在成像稳定得情况下进行观测。(二)、注意事项15 7-3 电磁波测距简介电磁波测距简介(光电测距光电测距)一、测距仪得类型一、测距仪得类型:电电磁磁波波测测距距就就是是用用电电磁磁波波(微微波波或或光光波波)作作载载波波传传输输测测距距信号信号,测量两点间距离得一种方法。测量两点间距离得一种方法。按载波不同分为按载波不同分为按载波不同分为按载波不同分为:微波测距仪、激光测距仪、红外测距仪微波测距仪、激光测距仪、红外测距仪 按测程长短分为按测程长短分为按测程长短分为按测程长短分为:短程测距仪短程测距仪(3km);3km);中程测距仪中程测距仪(3km(3km15km);15km);远程测距仪远程测距仪(15km)15km)。按测距精度为按测距精度为按测距精度为按测距精度为(测距中误差测距中误差测距中误差测距中误差):):):):级级:5mm;5mm;级级:5mm:5mm 10mm;10mm;级级:11mm:11mm 20mm 20mm二、优点二、优点:精度高精度高,速度快速度快,受地形影响小受地形影响小16 电磁波测距电磁波测距电磁波测距电磁波测距三、三、电磁波测距原理原理:通通过过测测定定电电磁磁波波在在测测线线两两端端往往返返传传播播时时间间t,t,从从而而求求得得距距离离S S、(其中其中其中其中c c c c为光速为光速为光速为光速)17 依据测定时间得方法不同依据测定时间得方法不同,光电测距有如下光电测距有如下几种几种:1、变频法、变频法 2、相位法、相位法 3、干涉法、干涉法 4、脉冲法、脉冲法18四、光电测距仪及其使用四、光电测距仪及其使用(常用短程红外光电测距仪常用短程红外光电测距仪)包括主机、电池和反射镜包括主机、电池和反射镜,与光学经纬仪或与光学经纬仪或电子经纬仪一起使用。电子经纬仪一起使用。液晶显示望远镜操作键装电池19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,为保证接收信号得强度,采用多棱镜。将主机发射得调制光信号经反射镜反射又回到主机接收。将主机发射得调制光信号经反射镜反射又回到主机接收。20五、测距方法五、测距方法:距离测量步骤如下距离测量步骤如下: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整平和棱镜对中整平中整平和棱镜对中整平,测距仪与经纬仪连接测距仪与经纬仪连接;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:仪仪器器加加常常数数、气象改正数等。气象改正数等。21 3)3)照照准准反反射射棱棱镜镜,调调节节经经纬纬仪仪得得水水平平和和竖竖直直微微动螺旋使回光信号最大。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数据据,备备成果整理之用。成果整理之用。22注意注意:精密仪器精密仪器,防震、防尘、防潮。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测距仪不要在高压线附近设站,以免受强以免受强电磁场干扰。电磁场干扰。23 7-4 直线定向直线定向 确定地面上两点之间得相对位置确定地面上两点之间得相对位置,仅仅知道两点之间得水平距离就是不够得知道两点之间得水平距离就是不够得,还必还必须确定此直线与标准方向之间得水平夹角。须确定此直线与标准方向之间得水平夹角。确定直线与标准方向之间得水平角确定直线与标准方向之间得水平角,以表示以表示直线得方向直线得方向,称为直线定向。称为直线定向。24一、基本方向得种类一、基本方向得种类:真北、磁北、坐标北真北、磁北、坐标北1 1、真北方向北方向 通过地球表面某点得真子通过地球表面某点得真子午线得切线方向午线得切线方向,其北端所指其北端所指得方向得方向,称为该点得真北方向称为该点得真北方向,用天文测量方法用天文测量方法(观测太阳、观测太阳、北极星等北极星等)或用陀螺经纬仪测或用陀螺经纬仪测定得。定得。2 2、磁北方向、磁北方向:磁针自由静止时其北端所磁针自由静止时其北端所指得方向。磁北方向可用罗盘指得方向。磁北方向可用罗盘仪测定。仪测定。真北方向与磁北方向北方向与磁北方向25 3 3、坐标北方向、坐标北方向:纵轴纵轴(X(X轴轴)正向所正向所示方向。采用高斯平面示方向。采用高斯平面直角坐标系直角坐标系,每一每一66带带或或33带内都以该带得中带内都以该带得中央子午线为坐标纵轴央子午线为坐标纵轴,因因此此,该带内直线定向该带内直线定向,就就用该带得坐标纵轴方向用该带得坐标纵轴方向作为标准方向。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26二、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得夹角 中央子午线在高斯平面上就是一条直线中央子午线在高斯平面上就是一条直线,作为该带得坐标作为该带得坐标纵轴纵轴,而其她子午线投影后为收敛于两极得曲线而其她子午线投影后为收敛于两极得曲线,地面点真子午地面点真子午线方向与中央子午线之间得夹角线方向与中央子午线之间得夹角,称为子午线收敛角称为子午线收敛角,角有角有正有负。在中央子午线以东地区正有负。在中央子午线以东地区,各点得坐标纵轴偏在真子午线各点得坐标纵轴偏在真子午线得东边得东边,为正值为正值;在中央于午线以西地区在中央于午线以西地区,为负值。为负值。为正值为负值63272、磁偏角n由于地磁南北极与地球得南北极并不重合,因此,过地面上某点得真子午线方向与磁子午线方向常不重合,两者之间得夹角称为磁偏角,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。直线得真方位角与磁方位角之间可用下式进行换算:n东偏取正值,西偏取负值。我国磁偏角得变化大约在+6到-10之间。28三、方位角三、方位角 1、定义、定义:由子午线北端顺时针方向量到测线上由子午线北端顺时针方向量到测线上得夹角得夹角,称为该直线得方位角。其范围为称为该直线得方位角。其范围为00360360。有有:真方位角真方位角 磁方位角磁方位角 坐标方位角坐标方位角29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 测定方法测定方法真北方向真北方向(真子午线方向真子午线方向)真方位角真方位角A A 天文或陀螺仪测定天文或陀螺仪测定磁北方向磁北方向(磁子午线方向磁子午线方向)磁方位角磁方位角AmAm 罗盘仪测定罗盘仪测定坐标纵轴坐标纵轴(轴子午线方向轴子午线方向)坐标方位角坐标方位角 坐标反算而得坐标反算而得标准方向O OP PP PO O真真北北A A磁磁北北Am坐坐标标纵纵轴轴 302、三种方位角之间得换算关系、三种方位角之间得换算关系(1)(1)真方位角真方位角磁方位角磁方位角m磁偏角磁偏角 坐标方位角坐标方位角子午线收敛子午线收敛角角n n若已知某点得磁偏角若已知某点得磁偏角若已知某点得磁偏角若已知某点得磁偏角与子午与子午与子午与子午线收敛角线收敛角线收敛角线收敛角,则坐标方位角与则坐标方位角与则坐标方位角与则坐标方位角与磁方位角之间得换算式为磁方位角之间得换算式为磁方位角之间得换算式为磁方位角之间得换算式为:OPA Am mA A真北真北坐标北坐标北磁北磁北31 例题例题:某直线得磁方位角某直线得磁方位角(Am)为为6542,其磁其磁偏角偏角()为东偏为东偏320,子午线收敛角子午线收敛角()为为 -210,则该直线得真方位角和坐标方位角则该直线得真方位角和坐标方位角分别就是多少？分别就是多少？解解:真方位角真方位角m 得得:A=654520;=654730=65473032NNABABBA注意注意:ABAB就是直线就是直线ABAB得正坐标方位角得正坐标方位角;BABA就是直线就是直线ABAB得反坐标方位角得反坐标方位角;ABAB、BABA互为正反坐标方位角。互为正反坐标方位角。正反坐标方位角相差正反坐标方位角相差180180。四、坐标方位角得计算四、坐标方位角得计算1 1、正反坐标方位角、正反坐标方位角AB直线由直线由A A至至B B方向得坐标方位角方向得坐标方位角;BA直线由直线由B B 至至A A方向得坐标方位角。方向得坐标方位角。起点量得得直线方向称直线得正方向起点量得得直线方向称直线得正方向;反之在直反之在直线终点量得该直线得方向称直线得反方向。线终点量得该直线得方向称直线得反方向。33A1234A1 测量工作中不就是直接测定每一条边得方向,而就是通过测定待求直线方向与已知坐标方位角得直线方向间得水平夹角,推算待求直线方向得坐标方位角。2、坐标方位角得计算34坐标方位角得推算 1212已知已知,通过连测求得通过连测求得1212边与边与2323边得连接边得连接角为角为2 2(右角右角)、23 23边与边与3434边得连接角为边得连接角为3 3(左角左角),),现推算现推算2323、3434。1234xxx23341223前进方向前进方向35351234xx2312221前进方向前进方向x34332 由图中分析可知由图中分析可知:3636推算坐标方位角得通用公式:注意注意:计算中,若前360,减360;若前0,加360。当角为左角时,取“”;若为右角时,取“”。3737