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1、第四章 距离测量,工程测量,1,第四章 距离测量,4.1卷尺量距 4.2视距测量 4.3光电测距 4.4直线定向,一、所用主要工具 ：钢尺、皮尺,皮尺,钢尺,4.1卷尺量距,钢尺：,端点尺,刻线尺,辅助工具,花杆,测钎,垂球,温度计,弹簧秤,二、直线定线 在地面上标定出位于同一直线上的若干点，以便分段丈量。 分为目视定线和经纬仪定线两种,1、目视定线,2、经纬仪定线,三、钢尺量距的一般方法 1、平地量距 2、斜坡量距,1、平地量距,DAB=nL+q,2、斜坡量距,DAB=Li,DAB=L cos,L,h,四、钢尺量距的记录方法与精度,AB,往,650,36.537,336.537,650,36
2、.428,336.428,336.482,相对误差,1 3087,K限=1 2000 或 1 1000,返,量距的误差分析,定线误差,倾斜误差,温度误差,尺长误差,精密量距：一般指量距精度要求高于12000的量距。,1. 量距步骤： （1）定线: 经纬仪定线，钢尺概量一整尺（约小5cm）打下木桩，桩顶标点定直线。 （2）测定桩顶间高差 （3）量距：精确到0.1毫米，测得斜距 （4）成果整理：进行尺长、温度、倾斜改正，必要时进行距离改化。,五、钢尺量距的精密方法,精密量距时需检定钢尺。 实际的尺长方程式为：,其中： 名义长度； 温度t时的实际长度； 尺长改正数； 检定时的温度； 测量时的实时温度
3、； 钢尺的膨胀系数，一般为（1.161.25）,2、 钢尺的检定,3、距离改正,三项改正数： 1.尺长改正： 2.温度改正： 为膨胀系数，一般取0.000012/C 3.倾斜改正： 4.最终距离：,水平距离成果整理 例1：某钢尺名义长度30m，其尺长方程式为：lt=30m+0.007m+30 0.0000125 (t-20 C)m,用这根钢尺在温度为16时丈量一段水平距离为29.62m，求出改正后的实际距离 lt=30m+0.007m+30 0.0000125 (16-20)m =30.0055m 所以所量实际长度为： D=29.62 30.006/30=29.625,17,倾斜距离成果整理
4、例2：某尺段实测距离为29.8655m，钢尺尺长方程式为： lt=30m+0.005m+30 0.0000125 (t-20 C)m 丈量时温度为30，这段距离两端高差为0.238m，求水平距离。,18,作业,使用一支30m的钢尺，用标准100N的拉力，沿倾斜地面往返丈量AB边的距离，用水准仪测得两端点高差为2.54m，往测平均温度为32.4，往测距离为234.943m，返测温度为33.0 ，返测距离为234.932m，尺长方程式为： lt=30m-1.8mm+0.36 (t-20 C)mm 计算改正后的水平距离并计算往返丈量的相对精度,19,第四章 距离测量,4.1钢尺量距 4.2视距测量
5、4.3光电测距 4.4直线定向,4.2视距测量,一、视距测量的概念：,使用带有视距丝的仪器间接地同时测定地面上两点间的距离和高差。所用仪器是经纬仪（有时可用水准仪）和视距尺。,经纬仪和水准仪,上丝,下丝,尺间隔,二、视距测量的原理和公式,视准轴水平时,p,s,i,D=ks； h=il,二、视距测量的原理和公式,2、视准轴倾斜时,M,N,M,N,D=Ks cos2 h=D tg +i-l,i,l,D tg,三、视距测量方法,（1）将经纬仪安置在测站A，进行对中和整平。 （2）量取仪器高i （3）将视距尺立于欲测的B点上，分别读出上、下视距丝和中丝读数l，将下丝读数减上丝读数得视距间距S。 （4）
6、在中丝不变的情况下读取竖直度盘读数，并将竖盘读数换算为竖直角。 （5）根据测得的S、i和l计算水平距离D和高差h，再根据测站的高程计算出测点的高程。,视 距 测 量 记 录 表,测区 观测者 记录者 年月日 天 气 测站名称 测站高程 仪器高 乘常数 加常数 指标差x=,四、视距测量误差主要来源,视距读数误差 竖直角测量误差 标尺倾斜误差 大气垂直折光的影响,第四章 距离测量,4.1钢尺量距 4.2视距测量 4.3光电测距 4.4直线定向,光电测距仪:以激光和红外光为载波 微波测距仪:以微波为载波的测距仪 光电测距仪: 通过测定光波在两点间传播的时间来计算距离 按测定传播时间方式的不同，可分为
7、相位式测距仪和脉冲式测距仪； 按测程的大小，可分为远程(20 km以上)、中程(5-20km)和短程(5 km以下)三类。,一、相位式光电测距仪的基本原理 D = c t /2 c = c0 / n,t = N T + T 调制频率为f, T = 1 / f = cT = c/f c = f = /T T = (/2)T D = （N + /2） /2,各型号的大致相同。 主要由： 照准头 控制器 反光镜 等组成。,二、测距仪的构造,ND3000/2000红外测距仪,经纬仪+光电测距仪,电子经纬仪+光电测距仪,测距仪用反射棱镜,三、测量距离的步骤,将测距仪和反射镜分别安置在测段两点上。 望远镜
8、瞄准反光镜相应位置，反射镜面与入射光线垂直。 打开开关，检查光电信号的强弱，合乎要求后开始测距。 记录若干次读数，为一测回。并记录大气温度和气压。,总结：三种测距方法的比较,第四章 距离测量,4.1钢尺量距 4.2视距测量 4.3光电测距 4.4直线定向,直线定向：确定直线的方向称为直线定向。 确定直线与标准方向之间水平夹角的工作。,一、标准方向,1.真子午线方向：地面上某点真子午线的切线方向。 又叫真北方向,用天文测量或用陀螺经纬仪测量。,4.4直线定向,3、坐标纵线方向（x轴）：高斯克吕格平面直角坐标的坐标纵轴方向,2、磁子午线方向：磁针在地球磁场的作用下自由静止时所指的方向。,（1）真北
9、方向与磁北方向之间的关系 磁针北端偏于真子午线以东称东偏，偏于真子午线以西称西偏，东偏取正值，西偏取负值。我国磁偏角的变化大约在+6到-10之间。,41,（2）真北方向与坐标北方向之间的关系 在中央子午线以东地区，各点的坐标纵轴偏在真子午线的东边，为正值；在中央子午线以西地区，为负值。可用下式计算：,42,方位角：自标准方向北端起算，顺时针转至某直线的水平夹角，范围：0360度,根据所取的标准方向不同，方位角可分为：,真方位角A 磁方位角Am 坐标方位角,二、方位角、正、反方位角,特点：从标准方向北端起； 顺时针； 方位角的范围：0360。,44,坐标方位角,45,由于真(磁)方位角在各点上不
10、相同，而各点的坐标北方向是相同的，因此测量上方位角是指坐标方位角。,正、反坐标方位角（对于A点来说的）相差180度。,BA= AB+180 AB = BA -180,注意：正反方位角是相对某直线方向而言，是相对概念,坐标方位角的推算,若已知直线12的方位角12，12和23间的水平角2 左（或2右 ），来推算直线23的方位角 23 。 推算公式 23 = 12 2 左 180 23 = 12 2 右+ 180,23,21,47,支导线AB123 ，已知AB=484848，测得导线左角 B 2713636， 1941818 21010606 32672424 计算各边的坐标方位角。,定义：从标准方向北端或南端开始，顺时针或逆时针方向至该直线的水平角，称为该直线的象限角。用R表示。,特点：(a)象限角的范围：090，并需注明象限名称。例如NE 30 , SW 40 。 (b)从标准方向北端或南端起算。 (c)顺时针或逆时针。,象限角,O,E,N,A,S,W,B,C,D,ROA,ROB,ROC,ROD,坐标方位角与象限角关系,49,O,E,N,A,S,W,B,C,D,ROA,OB,