B距离测量与直线定向.pptx

10/4/2024第二章第二章 距离测量与直线定向距离测量与直线定向10/4/2024 本章知识点本章知识点v距离测量概述v光电测距简介v视距测量v直线定向v钢尺量距10/4/2024 第一节 概述 距离测量的主要任务距离测量的主要任务:测量水平距离。水平距离：水平距离：地面上两点垂直投影到水平面上的距离。地面上两点垂直投影到水平面上的距离。距离测量的方法距离测量的方法:钢尺量距钢尺量距 光电测距光电测距 视距法测量视距法测量2.1.1 距离测量的简介距离测量的简介10/4/2024 第二节 钢尺量距 距离丈量的主要工具是尺，如钢尺、皮尺等。丈量的辅助工具，如标杆、测钎、垂球、弹簧秤等。1、钢尺、钢尺 钢尺分类：按结构分：有架装和盒装两种。按尺的零点位置不同，有端点尺和刻线尺两种。长度：20m、30m和50m等几种2.2.1 量距工具量距工具架装和盒装钢尺钢尺端点尺和刻线尺端点尺和刻线尺10/4/20242、皮尺、皮尺在丈量精度要求较低时，直线丈量可用皮尺，长度有10m、20m、30m和50m等四种。3、标杆标杆多用木料或铝合金制成，直经约3cm、全长有2m、2.5m及3m等几种规格4、测钎测钎用钢筋制成，一端卷成小圆环，一端磨成尖锥状，直径36mm，长度3040cm，用油漆涂成红、白相间的色段。第二节 钢尺量距2.2.1 量距工具量距工具10/4/2024测测钎标杆标杆10/4/2024 第二节 钢尺量距2.2.2 钢尺量距的方法钢尺量距的方法分分类类 一般量距一般量距 精密量距精密量距 平坦地区平坦地区 倾斜地面倾斜地面2.2.2 钢尺量距的方法钢尺量距的方法10/4/2024第二节 钢尺量距AB测钎测钎2.2.3 钢尺一般量距钢尺一般量距AB两点间的距离公式两点间的距离公式：DAB=n l+q式中：式中：n尺段数尺段数 l 整尺长度整尺长度 q 不足一整尺的余长不足一整尺的余长10/4/2024为防止错误和提高测量精度，需要往、返各丈量一次。由AB的丈量工作称为往测，D往。由BA的丈量工作称为返测，D返。量距精度：相对误差K K表示量距便利地区量距便利地区K值不超过值不超过1/3000，一般地区不超过，一般地区不超过1/2000，困难地区不超过困难地区不超过1/1000（山区）。（山区）。如果相对误差满足精度要求，则将往、返测平均值作为最后的丈量如果相对误差满足精度要求，则将往、返测平均值作为最后的丈量结果。否则重测。结果。否则重测。10/4/2024第二节 钢尺量距2.2.3 钢尺精密量距钢尺精密量距钢尺量距的精密方法：钢尺量距的精密方法：需加入拉力、温度、需加入拉力、温度、倾斜、尺段长等改正。倾斜、尺段长等改正。名义长度：钢尺由于材料原因、刻划误差、长期使用的变形以及丈量时温度和拉力不同的影响，其实际长度往往不等于尺上所标注的长度即其实际长度往往不等于尺上所标注的长度即名义长度名义长度。10/4/2024第二节 钢尺量距2.2.3 钢尺精密量距钢尺精密量距1、尺长方程式、尺长方程式式中：式中：St温度为温度为 t 时钢尺实际长度；时钢尺实际长度；S钢尺名义长度钢尺名义长度,常用数值为常用数值为20、30、50m；S钢尺尺长改正数，通过尺长鉴定得到；钢尺尺长改正数，通过尺长鉴定得到；钢尺膨胀系数，为钢尺膨胀系数，为=1.2510-5m/1；t量距时温度，为平均温度；量距时温度，为平均温度；t0钢尺检定时温度，为钢尺检定时温度，为20C。10/4/2024第二节 钢尺量距2.2.3 钢尺精密量距钢尺精密量距2、精密量距的步骤、精密量距的步骤1)拉尺拉尺。放尺完成后，。放尺完成后，后尺手将拉力计连接在零尺端环上。前尺手将拉力计连接在零尺端环上。前尺手执尺子末端。2)读数读数。后尺手喊：“拉起来”，两人同时拉紧钢尺，把钢尺有刻划的一侧贴于木桩顶十字线交叉点，待弹簧秤指针为标准拉力时（100N,30m），由后尺手喊“预备”，两人拉稳尺子，由前尺手喊“好”，读数员瞬间读数（m、dm、cm）。3)记录记录。4)重复丈量。重复丈量。按步骤按步骤1)、2)、3)重复丈量和记录。重复丈量和记录。5)检核。检核。同一尺段丈量三次，由三组读数算得的长度之差不应超过5mm，在限差内取三次平均值，否则应重测。6)记录温度记录温度t，抄录尺段高差，抄录尺段高差h。7）完成往测后，应立即进行返测。10/4/20241)拉尺拉尺。放尺完成后，。放尺完成后，后尺手将拉力计连接在零尺端环上。将拉力计连接在零尺端环上。前尺手前尺手执尺子末端。2)读数读数。后尺手喊：“拉起来”，两人同时拉紧钢尺，把钢尺有刻划的一侧贴于木桩顶十字线交叉点，待弹簧秤指针为标准拉力时（100N,30m），由后尺手喊“预备”，两人拉稳尺子，由前尺手喊“好”，读数员瞬间读数（m、dm、cm）。3)记录记录。4)重复丈量。重复丈量。按步骤按步骤1)、2)、3)重复丈量和记录。重复丈量和记录。5)检核。检核。同一尺段丈量三次，由三组读数算得的长度之差不应超过5mm，在限差内取三次平均值，否则应重测。6)记录温度记录温度t，抄录尺段高差，抄录尺段高差h。7）完成往测后，应立即进行返测。3、钢尺悬空量距的步骤和要求钢尺悬空量距的步骤和要求10/4/2024第三节 视距法测距 视距测量：利用经纬仪或水准仪望远镜中的视距丝及视距视距测量：利用经纬仪或水准仪望远镜中的视距丝及视距视距测量：利用经纬仪或水准仪望远镜中的视距丝及视距视距测量：利用经纬仪或水准仪望远镜中的视距丝及视距标尺按几何光学原理进行测距；标尺按几何光学原理进行测距；标尺按几何光学原理进行测距；标尺按几何光学原理进行测距；望远镜十字丝环望远镜十字丝环视距丝视距丝 视距测量是利用视距测量是利用视距丝视距丝配合配合标尺标尺读读数来完成的。数来完成的。10/4/2024优点：操作方便、速度快，不受地面环境的影响（高低起伏）缺点：精度低 例：相对误差约为1/2001/300。应用：测距精度低专用的视距标尺，也可以用水准尺。一般测较远距离采用5m塔尺，或2m分划尺。10/4/2024一、视距测量的原理（一）视准轴水平时视距测量的原理欲测定A、B两点间的水平距离D、及高差h，在A点安置仪器，B点竖立标尺，望远镜视准轴水平时，照准B点标尺，视线与标尺垂直交于Q点。根据光学原理，标尺上M、N两点成像在十字丝分划板上的两根视距丝m、n处，则标尺上M、N点的读数可由上、下视距丝读得。上、下视距丝读数之差称为视距间隔或尺间隔，用l表示。10/4/20242、A，B两点间的高差h为：h=i-v 式中 i仪器高，即桩顶到仪器中心的高度（m）；v觇标高，即十字丝中丝在视距尺上的读数（m）。1、视准轴水平时的视距公式为：SKl+c 式中 K-乘长数 c-加长数 目前，在设计时K=100。对内对光测量仪器c趋向于零，所以：SKl10/4/20242、视距测量的计算视距观测结果按公式DKl，用计算器即可算出两点间的水平距离。二、视距测量计算1、视距测量的观测(1)在测站上安置仪器，量取仪器高并记入手簿。(2)转动仪器，照准标尺，读取上、中、下三丝标尺读数，并算出尺间隔。(3)计算水平距离D。10/4/2024第四节 光电测距一、电磁波测距的基本原理B测距仪测距仪反光棱镜反光棱镜全站仪、棱镜照片全站仪、棱镜照片10/4/202410/4/2024二、分类1按测程分：短程、中程、远程。2按传播时间t的测定方法分：脉冲法测距、相位法测距。3 3按测距仪所使用的光源分：普通光源、红外光源、按测距仪所使用的光源分：普通光源、红外光源、激光光源。激光光源。4 4按测距精度分：按测距精度分：级、级、级、级、级。级。10/4/2024注：测距误差及标称精度测距仪测距误差可表示为：式中，A固定误差；B比例误差系数。如：某测距仪出厂时的标称精度：（5510-6D）mm，简称“5+5”10/4/2024三、电测波测距的步骤和要求（1）在测点安置仪器，并丈量仪器高和棱镜高（目标高），检查无误后开机。（2）测定空气温度和气压，并按下式加入气象改正数。式中M-气象改正数；p-观测时的气压值；t-观测时的温度。目前使用的测距仪，可以通过输入气温，气压后，自动加入气象改正数。目前使用的测距仪，可以通过输入气温，气压后，自动加入气象改正数。10/4/2024（3）设置测距参数。（4）松开制动，瞄准目标，当听到信号返回提示时，轻松制动仪器，并用微动螺丝调整仪器，精确瞄准目标。（5）轻松按动测距按钮，直到显示测距成果并记录。测距完成后，应当松开制动，并在关机后收装仪器。10/4/2024第五节直线定向点与点的关系：两点之间的距离和直线的方向2.5.1标准方向的种类标准标准方向方向真子午线方向（真北方向）真子午线方向（真北方向）磁子午线磁子午线方向（磁北方向）方向（磁北方向）坐标坐标纵轴纵轴方向方向（坐标北方向）（坐标北方向）确定直线与标准方向之间的角度关系，称为直线定向。10/4/20241、真子午线方向（真北方向）、真子午线方向（真北方向）真子午线方向（真北方向）：通过地球表面某点的真子午线的切线方向。真子午线的真子午线的切线方向切线方向P1P2真子午线：过地球南北极的平面与地球表面的交线叫。10/4/2024真子午线方向是用天文测量的方法或用陀螺经纬仪测定的。陀螺仪陀螺仪GP1-2AGP1-2A10/4/20242 2、磁子午线方向（磁北方向）、磁子午线方向（磁北方向）在地球磁场作用下，磁针在某点自由静止时其轴线所指的方向为该点的北磁极方向。磁子午线方向：通过地面上一点指向北磁极方向称为该点上的磁子午线方向。指向北端的方向为磁北方向。APPP P北极北极 P P磁北极磁北极磁北极位于西经110，北纬74；磁南极方向位于东经114，南纬69，所以磁极与地球两极不重合。10/4/2024磁子午线方向可用罗盘仪测定。DQL-1BDQL-1B型森林罗盘仪型森林罗盘仪DQL-1DQL-1型森林罗盘仪型森林罗盘仪10/4/20243 3坐标纵轴方向坐标纵轴方向 （坐标北方向）（坐标北方向）坐标纵轴（X轴）正向所指的方向称为坐标北方向。我国采用高斯平面直角坐标系，6带或3带都以该带的中央子午线为坐标纵轴，因此取坐标纵轴方向作为标准方向。xyoP1P2高斯平面直角坐标系高斯平面直角坐标系真北方向、磁北方向、坐标北方向统称为三北方向。10/4/20242.5.2表示直线方向的方法表示直线方向的方法表示直线方向：确定直线与表示直线方向：确定直线与表示直线方向：确定直线与表示直线方向：确定直线与标准方向线标准方向线标准方向线标准方向线的夹角。的夹角。的夹角。的夹角。方法：方位角和象限角10/4/20241、方位角1）方位角的定义 从标准方向北端起，顺时针方向量至直线的水平夹角，称为该直线的方位角；其角值范围为0 360。12标准方向北端标准方向北端方位角方位角2222210/4/2024标标准准方方向向真北方向真北方向磁北方向磁北方向坐标北方向坐标北方向真方位角（真方位角（真真）磁方位角（磁方位角（磁磁）坐标方位角（坐标方位角（）2磁北磁北真北真北坐标北坐标北磁磁真真1真真 磁磁真真 磁磁2）三种方位角之间的关系：）三种方位角之间的关系：10/4/20243）正、反坐标方位角 反反=正正180 式中，当正180时，上式用加180；当正180时，上式用减180。同一条直线上的正反坐标方位角相差180。10/4/20242、象限角 象限角由坐标纵轴的北端或南端起，沿顺时针或逆时针方向量至直线的锐角，并注出象限名称，称为该直线的象限角，用R表示，其角值范围为090。例：OA的象限角为北东60或写成NE60或N60E10/4/2024坐标方位角与象限角的换算关系：见下表 直 线 定 向 由坐标方位角推算坐标象限角 由坐标象限角推算坐标方位角 北东(NE)，第象限 R=R 南东(SE)，第象限 R=180-=180-R 南西(SW)，第象限 R=-180=180+R 北西(NW)，第象限 R=360-=360-R