距离测量与直线定向市公开课金奖市赛课一等奖课件.pptx

第四章第四章 距离测量与直线定向距离测量与直线定向光电测距光电测距直线定向直线定向钢尺量距钢尺量距视距测量视距测量第1页第1页4.1 4.1 钢尺量距钢尺量距 测量距离可依据不同精度要求，不同测量条件采取不同方法。距离距离指两点间水平直线长度。指两点间水平直线长度。钢尺量距光学视距法测距光电测距等距离测量惯用办法：距离测量惯用办法：第2页第2页（一）钢尺量距（一）钢尺量距工具：工具：钢尺、花杆、钢尺、花杆、测钎、垂球、弹簧秤、温度计测钎、垂球、弹簧秤、温度计钢尺：钢尺：用薄钢片制成，其长度有用薄钢片制成，其长度有1515、2020、3030、5050米等。米等。尺面最小刻划为毫米，注记到厘米。尺面最小刻划为毫米，注记到厘米。尺子零端分两种情况：尺子端点或端部某位置刻划。尺子零端分两种情况：尺子端点或端部某位置刻划。345678910010cm0123456710cm8910依据不同精度要求，所用工具和方法不同。端点尺端点尺刻线尺刻线尺一、一、钢尺量距普通办法钢尺量距普通办法第3页第3页（二）钢尺量距（二）钢尺量距普通办法：普通办法：llqDABABDAB=n l+q1、平坦地域距离丈量、平坦地域距离丈量式中：式中：n尺段数尺段数l整尺长度整尺长度 q不足一整尺余长不足一整尺余长环节：定线、丈量、计算环节：定线、丈量、计算限差要求：限差要求：K1/3000必须要进行往返丈量必须要进行往返丈量第4页第4页2、倾斜地域距离丈量、倾斜地域距离丈量llAB将尺子拉平，用垂球在地面标出端点。将尺子拉平，用垂球在地面标出端点。L=l 1+l 2 +l n沿斜坡丈量出倾斜距离沿斜坡丈量出倾斜距离L L，并测出倾斜并测出倾斜角角，或高差，或高差h h，计算水平距离计算水平距离D D。D=Lcos LBADh1 1、平量法（地面坡度不大）、平量法（地面坡度不大）2 2、斜量法（地面坡度较为均匀）、斜量法（地面坡度较为均匀）第5页第5页二、二、钢尺量距精密办法钢尺量距精密办法量距量距前、后尺手要用弹簧秤，每尺段读三次，前、后尺手要用弹簧秤，每尺段读三次，取平均值作为结果。取平均值作为结果。读温度读温度定线定线用经纬仪标定直线方向用经纬仪标定直线方向测量桩顶高程测量桩顶高程用水准测量办法测定高差用水准测量办法测定高差尺段长度计算尺段长度计算进行三项更正进行三项更正计算全长计算全长第6页第6页三三项项改改正正计计算算钢尺尺面注记长度称为名名义义长长度度l0，钢尺在原则拉力、原则温度下检定长度l为钢尺实实际际长长度度。钢尺实际长度与名义长度往往不相等。（一）尺长更正（一）尺长更正L：为实际所为实际所量距离量距离则尺长更正为：则尺长更正为：第7页第7页钢尺长度受温度影响会发生改变。设钢尺在检定期温度为t0，现场丈量时温度为t，钢尺线膨胀系数为=0.0000125/1（二）温度更正（二）温度更正则温度更正为：则温度更正为：lt=（t-t0）LL：为实际所为实际所量距离量距离第8页第8页则倾斜更正为：则倾斜更正为：D=L+ld+l t+lh设沿地面所量斜距为L，用水准仪测得两桩顶高差为h，现要将L 换算成水平距离，则须加倾斜更正数lh（三）倾斜更正（三）倾斜更正L：为实际所为实际所量距离量距离通过三项更正后水平距离应为通过三项更正后水平距离应为:第9页第9页例例：设用钢尺丈量一坡度均匀倾斜距离，其结果为95.042m，丈量时拉力P=10kg，温度t=0，两端点高差h=0.42m，求水平距离。（所用钢尺名义长30m，当拉力P=10kg，t=20时，尺长更正数l=+0.004m）。解：解：1、求尺长更正：、求尺长更正：2、求温度更正、求温度更正:3、倾斜更正：、倾斜更正：经更正后水平距离：经更正后水平距离：L=l+l+lt+lh=95.042+0.0130.0240.001=95.030m第10页第10页三、钢尺三、钢尺检定检定钢尺因为其制造误差、经常使用中变形以及丈量时温度和拉力不同影响，使得其实际长度往往不等于名义长度。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实际长度，方便对丈量结果加以更正。钢尺检定后，应给出尺长随温度改变函数式，称为尺长方程式式中：式中：lt温度为温度为t 时钢尺实际长度；时钢尺实际长度；l0钢尺名义长度；钢尺名义长度；l钢尺尺长更正数；钢尺尺长更正数；钢尺膨胀系数；钢尺膨胀系数；t0钢尺检定期温度；钢尺检定期温度；t量距时温度。量距时温度。第11页第11页四、四、钢尺量距误差分析钢尺量距误差分析1.定线误差定线误差2.尺长误差尺长误差3.温度误差温度误差4.拉力误差拉力误差5.钢尺不水平误差钢尺不水平误差6.钢尺对准及读数误差钢尺对准及读数误差第12页第12页 4.2 4.2 视视 距距 测测 量量一、视距测量概述一、视距测量概述视距测量是利用望远镜内视距装置视距装置配合视距尺，依据几何光学和三角测量原理，同时测定距离和高差办法。视距装置视距装置1、原理、原理:2.特点特点:这种办法含有操作以便，速度快，不受地面高下起伏限制等长处。3.工具工具:视距测量所用主要仪器、工具是经纬仪和视距尺。4.精度精度:普通为1/100 1/300,精度较低，因此广泛用于碎部测量中。第13页第13页二、视线水平时距离与高差公式二、视线水平时距离与高差公式距离公式距离公式:DdfvlpiAB高差公式高差公式:D=Kl+C令：令：则：则：h=i-vk视距乘常数视距乘常数c视距加常数视距加常数k=100，c0i仪器高，是桩顶到仪器横轴中心高度仪器高，是桩顶到仪器横轴中心高度v瞄准高，是十字丝中丝在尺上读数瞄准高，是十字丝中丝在尺上读数第14页第14页三、视线倾斜时距离与高差公式三、视线倾斜时距离与高差公式D=k livhhD第15页第15页距离公式：距离公式：高差公式：高差公式：视线倾斜时距离与高差公式视线倾斜时距离与高差公式视线水平时距离与高差公式视线水平时距离与高差公式D=100l距离公式：距离公式：高差公式：高差公式：h=i-v第16页第16页四、视距测量施测四、视距测量施测1、在测站点安置仪器、在测站点安置仪器,量取仪器高量取仪器高i。(测站点至仪器横轴高度,量至厘米)。3、使竖盘水准管气泡居中，读取竖盘读数，然后、使竖盘水准管气泡居中，读取竖盘读数，然后计算竖直角。计算竖直角。4、计算水平距离。、计算水平距离。5、计算高差和高程。、计算高差和高程。2、盘左位置盘左位置瞄准视距尺，读取视距尺下丝、上瞄准视距尺，读取视距尺下丝、上丝及中丝读数。丝及中丝读数。第17页第17页11.6421.2770.3651.4609141001410036.51.0749.3311.1800.8150.3651.0009058000580036.51.0849.3421.6871.2300.4571.4609233002330045.62.0350.2922.2251.7700.4552.0009313303133045.62.0250.28点点号号下下丝丝中中丝丝读读数数竖竖盘盘读读数数(盘左盘左)竖直角竖直角距离距离(m)高差高差(m)高程高程(m)上上丝丝尺间距尺间距测站：测站：AHA=48.263m仪器高仪器高i：i=1.46m视距测量统计手簿视距测量统计手簿901800270第18页第18页1、视距尺分划误差、视距尺分划误差2、乘常数、乘常数K不准确误差不准确误差3、竖直角测角误差、竖直角测角误差4、视距丝读数误差、视距丝读数误差5、视距尺倾斜视距尺倾斜对对视距测量影响视距测量影响6、外界气象条件对视距测量影响、外界气象条件对视距测量影响五、视距测量误差分析五、视距测量误差分析第19页第19页1、为降低垂直折光影响，观测时应尽也许使视线离地面1m以上；2、作业时，要将视距尺竖直，并尽也许采取带有水准器视距尺；3、要严格测定视距常数，K值应在100土0.1之内；4、视距尺普通应是厘米刻划整体尺，假如使用塔尺，应注意检验各节接头是否准确；5、要在成像稳定情况下进行观测。注意事项：注意事项：第20页第20页4.3 4.3 光电测距光电测距一、光电测距原理一、光电测距原理通过测定光在测线两端往反传播时间进行测距办法。ABD式中c为光在大气中传播速度第21页第21页二、光电测距结果计算二、光电测距结果计算第22页第22页1、仪器常数更正、仪器常数更正加常数加常数k：原因：原因：发光管发射面、接受管接受面，反光镜等效反射面与反光镜中心不一致;乘常数乘常数R：原因：原因：振荡器频率改变，发光管相位不均匀。2、气象更正、气象更正仪器设计气象参数：仪器设计气象参数：3、倾斜更正倾斜更正D0D第23页第23页4.4 4.4 直线定向直线定向一、基本概念一、基本概念拟定直线与原则方拟定直线与原则方向之间角度关系向之间角度关系称称直线定向直线定向.拟定地面两点在平面上位置，不但需要量测两点间距离，还要拟定该直线方向。为此选择一个原则方向，依据直线与原则方向之间关系拟定直线方向。这一工作称为直线定向。AB第24页第24页二、原则方向二、原则方向（基准方向）（基准方向）1、真子午线方向、真子午线方向真子午线是过地面某点真子午面与地球表面交线方向。真子午线北端所指方向为正北方向。能够用天文测量办法或用陀螺经纬仪方法测定。测量中惯用原则方向有测量中惯用原则方向有三种三种：P第25页第25页2、磁子午线方向、磁子午线方向磁子午线方向是过地球某点磁子午线切线方向，它能够用罗盘仪测定。即当当磁磁针针静静止止时时指指针针指指方方向向为为磁磁子子午午线线方方向向。其北端所指方向为磁北方向。P磁北磁北第26页第26页我国地图常采用高斯平面直角坐标系，用3带或6带投影中央子午线作为坐标纵轴。因此在该带内直线定向，就是用该带坐标纵轴方向作为原则方向。坐标纵轴北端所指方向为坐标北方向。坐标纵轴北端所指方向为坐标北方向。3、坐标纵轴方向、坐标纵轴方向XYxyoP1P2第27页第27页1、方位角定义：、方位角定义：真方位角真方位角（A）磁方位角磁方位角（Am）坐标方位角坐标方位角()三、表示直线方向办法三、表示直线方向办法测量中惯用测量中惯用方位角方位角表示直线方向表示直线方向由原则方向北端起，顺时针方向到某直线水平夹角,称为该直线方位角直线方位角,方位角值从0-360。真子午线方向真子午线方向磁子午线方向磁子午线方向坐标纵轴方向坐标纵轴方向Am磁北磁北真北真北坐标北坐标北A12第28页第28页2、几种方位角之间关系几种方位角之间关系磁偏角磁偏角真北方向与磁北方向之间夹角；真北方向与磁北方向之间夹角；子午线收敛角子午线收敛角真北方向与坐标北方向之间夹角。真北方向与坐标北方向之间夹角。当磁北方向或坐标北方向偏于真北方向东侧时，当磁北方向或坐标北方向偏于真北方向东侧时，和和为正；偏于西侧时，为正；偏于西侧时，和和为负。为负。2磁北磁北真北真北坐标北坐标北AmA1第29页第29页四、正、反坐标方位角四、正、反坐标方位角ABABBA只有坐标方位角才满足上式关系只有坐标方位角才满足上式关系正反方位角只是相对而言正反方位角只是相对而言第30页第30页五、坐标方位角推算五、坐标方位角推算迈进方向左边迈进方向左边称左角称左角1.左左角角12345612345迈进方向迈进方向BAb ab第31页第31页2.右右角角12345612迈进方向右边迈进方向右边称右角称右角迈进方向迈进方向第32页第32页六、用罗盘仪测定磁方位角六、用罗盘仪测定磁方位角罗盘仪结构罗盘仪结构用罗盘仪测定直线磁方位角用罗盘仪测定直线磁方位角第33页第33页