《測(cè)量學(xué)視距測(cè)量》

1、172 視距測(cè)量視距測(cè)量一、視距測(cè)量的基本原理一、視距測(cè)量的基本原理1. 視準(zhǔn)軸水平時(shí)的視距公式2. 視準(zhǔn)軸傾斜時(shí)的視距公式二、視距測(cè)量方法二、視距測(cè)量方法1. 觀測(cè)方法2. 計(jì)算方法三、視距測(cè)量的主要誤差來(lái)源三、視距測(cè)量的主要誤差來(lái)源2 普通視距測(cè)量的精度普通視距測(cè)量的精度一般為一般為1/200-1/3001/200-1/300，但，但由于操作簡(jiǎn)便，不受地形由于操作簡(jiǎn)便，不受地形起伏限制，可同時(shí)測(cè)定起伏限制，可同時(shí)測(cè)定距距離和高差離和高差，被廣泛用于測(cè)，被廣泛用于測(cè)距精度要求不高的地形測(cè)距精度要求不高的地形測(cè)量中。量中。3nm視距絲視距絲十字絲十字絲 一、視距測(cè)量原理一、視距測(cè)量原理整理課件

2、4ABnmpnmMN11121314lmnlFf dMFNnFm pfld lpfd fdD flpfDhvi 1視線水平時(shí)的水平距離和高差公式5整理課件 flpfD令則有,pfK fccKlD 式中 K視距乘常數(shù)，通常K=100； c 視距加常數(shù)，常數(shù)c值接近零 。故水平距離為lKlD100 6整理課件 A、B兩點(diǎn)間的高差h為vih 式中 i 儀器高（m）； v 十字絲中絲在視距尺上的讀數(shù)，即中絲讀數(shù)（m）。2視線傾斜時(shí)的水平距離和高差公式ABEMNMN llD KlDhhiiv中中和和在在ENNEMM 43 很很小小，由由于于 90ENNEMMNNEMME NEEMNM cosMEEM c

3、osENNE coscosENME cosMN cosll cosKllKD 2coscosKlLD A、B兩點(diǎn)間的高差h為：vihh 式中 h高差主值（也稱初算高差）。sin D h sincosKl 2sin21Kl vihh viKl 2sin21HAHBABABhHH 大地水準(zhǔn)面大地水準(zhǔn)面 視線傾斜時(shí)水平距離的計(jì)算公式為：視線傾斜時(shí)水平距離的計(jì)算公式為： 2cosKlD 視線傾斜時(shí)高差的計(jì)算公式為：視線傾斜時(shí)高差的計(jì)算公式為：viKlh 2sin219如上圖，在如上圖，在A點(diǎn)量取經(jīng)緯儀高度點(diǎn)量取經(jīng)緯儀高度i=1.400m，望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)，望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)B點(diǎn)標(biāo)尺，中絲、上絲、下絲讀數(shù)分別為點(diǎn)標(biāo)尺

4、，中絲、上絲、下絲讀數(shù)分別為v=1.400m，b=1.242m，a=1.558m，=3=32727 ,試求試求A、B兩點(diǎn)間的水兩點(diǎn)間的水平距離和高差。平距離和高差。解：解：1）尺間距）尺間距2）水平距離）水平距離3）高差）高差mmbal316.0)242.1558.1(mmKlD49.31723cos316. 0100cos22mmmmviDh90.140.140.1723tan49.31tan例題：例題：10 （一）、觀測(cè)方法（一）、觀測(cè)方法11 （二）、計(jì)算方法（二）、計(jì)算方法 2cosKlD viKlh 2sin2112測(cè)站：測(cè)站： 測(cè)站高程：測(cè)站高程： 儀器高：儀器高： 儀器：儀器：測(cè)

5、測(cè)點(diǎn)點(diǎn)下絲讀數(shù)下絲讀數(shù)上絲讀數(shù)上絲讀數(shù) 中絲中絲讀數(shù)讀數(shù)v/ m 豎盤豎盤讀數(shù)讀數(shù)L 垂直角垂直角 水平水平距離距離D/ m 初算初算高差高差h/ m 高差高差h/ m 高程高程H/ m 備注備注 尺間隔尺間隔lm 視距測(cè)量記錄與計(jì)算手簿 *A+45.37m1.45mDJ612.2370.6631.451.57487 41 12 +2 18 48 157.14 +6.35 +6.35 +51.72盤盤左左位位置置22.4451.5552.000.89095 17 36 -5 17 36 88.24-8.18-8.73 +36.64*13 （一）、誤差來(lái)源 1、儀器誤差 視距尺分劃誤差 視距乘常

6、數(shù) K 的誤差 2、觀測(cè)誤差 視距尺傾斜誤差 讀數(shù)誤差 豎直角觀測(cè)誤差 3、外界條件的影響 大氣折光 空氣對(duì)流 風(fēng)力影響14 1 1、為減少垂直折光的影響為減少垂直折光的影響, ,觀測(cè)時(shí)應(yīng)盡可能使視線離地面觀測(cè)時(shí)應(yīng)盡可能使視線離地面 1 1米以上；米以上； 2 2、作業(yè)時(shí)作業(yè)時(shí), ,要將視距尺垂直要將視距尺垂直, ,并盡量采用帶有水準(zhǔn)器的視并盡量采用帶有水準(zhǔn)器的視 距尺；距尺； 3 3、嚴(yán)格測(cè)定視距乘常數(shù)嚴(yán)格測(cè)定視距乘常數(shù),K,K值應(yīng)在值應(yīng)在1001000.10.1之內(nèi)之內(nèi), ,否則應(yīng)加否則應(yīng)加 改正；改正； 4 4、視距尺一般應(yīng)是厘米刻劃的整體尺視距尺一般應(yīng)是厘米刻劃的整體尺, ,如果采用塔

7、尺如果采用塔尺, ,應(yīng)應(yīng) 注意檢查各節(jié)尺的接頭是否準(zhǔn)確；注意檢查各節(jié)尺的接頭是否準(zhǔn)確； 5 5、要在成像穩(wěn)定的情況下進(jìn)行觀測(cè)。要在成像穩(wěn)定的情況下進(jìn)行觀測(cè)。（二）、注意事項(xiàng)15 7-3 電磁波測(cè)距簡(jiǎn)介電磁波測(cè)距簡(jiǎn)介 （光電測(cè)距）（光電測(cè)距）一、測(cè)距儀的類型：一、測(cè)距儀的類型： 電磁波測(cè)距是用電磁波電磁波測(cè)距是用電磁波( (微波或光波微波或光波) )作載波傳輸測(cè)距信作載波傳輸測(cè)距信號(hào)號(hào), ,測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間距離的一種方法。測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間距離的一種方法。 微波測(cè)距儀、激光測(cè)距儀、紅外測(cè)距儀微波測(cè)距儀、激光測(cè)距儀、紅外測(cè)距儀 短程測(cè)距儀（短程測(cè)距儀（3km3km）；）； 中程測(cè)距儀（中程測(cè)距儀（3km3km1

8、5km15km）；）； 遠(yuǎn)程測(cè)距儀（遠(yuǎn)程測(cè)距儀（15km15km）。）。 級(jí)：級(jí)： 5mm 5mm； 級(jí)：級(jí)： 5mm 5mm 10mm 10mm； 級(jí)：級(jí)： 11mm 11mm 20mm 20mm二、優(yōu)點(diǎn)二、優(yōu)點(diǎn): : 精度高精度高, ,速度快速度快, ,受地形影響小受地形影響小16 三、三、電磁波測(cè)距原理原理: : 通過(guò)測(cè)定電磁波在測(cè)線兩端往返傳播時(shí)間通過(guò)測(cè)定電磁波在測(cè)線兩端往返傳播時(shí)間t,t,從而求得距從而求得距離離S.S.SAB測(cè)距儀反射鏡入 射 波反 射 波ctS2117 依據(jù)測(cè)定時(shí)間的方法不同，光電測(cè)距有如依據(jù)測(cè)定時(shí)間的方法不同，光電測(cè)距有如下幾種：下幾種： 1、變頻法、變頻法 2

9、、相位法、相位法 3、干涉法、干涉法 4、脈沖法、脈沖法18四、光電測(cè)距儀及其使用（常用短程紅外光電測(cè)距儀）四、光電測(cè)距儀及其使用（常用短程紅外光電測(cè)距儀） 包括主機(jī)、電池和反射鏡，與光學(xué)經(jīng)緯儀包括主機(jī)、電池和反射鏡，與光學(xué)經(jīng)緯儀或電子經(jīng)緯儀一起使用?；螂娮咏?jīng)緯儀一起使用。液晶顯示望遠(yuǎn)鏡操作鍵裝電池19反射棱鏡反射棱鏡單棱鏡三棱鏡注意： 距離近時(shí)用單棱鏡；當(dāng)距離遠(yuǎn)時(shí)，為保證接收信號(hào)的強(qiáng)度，采用多棱鏡。將主機(jī)發(fā)射的調(diào)制光信號(hào)經(jīng)反射鏡反射又回到主機(jī)接收。將主機(jī)發(fā)射的調(diào)制光信號(hào)經(jīng)反射鏡反射又回到主機(jī)接收。20五、測(cè)距方法：五、測(cè)距方法：距離測(cè)量步驟如下：距離測(cè)量步驟如下： 1 1）儀器安置：在測(cè)站點(diǎn)

10、安置經(jīng)緯儀，方法同角度）儀器安置：在測(cè)站點(diǎn)安置經(jīng)緯儀，方法同角度測(cè)量，但應(yīng)比測(cè)角時(shí)儀器安置高度略低。包括經(jīng)緯儀測(cè)量，但應(yīng)比測(cè)角時(shí)儀器安置高度略低。包括經(jīng)緯儀對(duì)中整平和棱鏡對(duì)中整平對(duì)中整平和棱鏡對(duì)中整平, ,測(cè)距儀與經(jīng)緯儀連接；測(cè)距儀與經(jīng)緯儀連接； 2 2）測(cè)前準(zhǔn)備：打開(kāi)電源進(jìn)行儀器功能及電源狀態(tài)）測(cè)前準(zhǔn)備：打開(kāi)電源進(jìn)行儀器功能及電源狀態(tài)測(cè)試；設(shè)置單位制式，預(yù)置常數(shù)，包括：儀器加常數(shù)、測(cè)試；設(shè)置單位制式，預(yù)置常數(shù)，包括：儀器加常數(shù)、氣象改正數(shù)等。氣象改正數(shù)等。 21 3 3）照準(zhǔn)反射棱鏡，調(diào)節(jié)經(jīng)緯儀的水平和豎直微動(dòng)）照準(zhǔn)反射棱鏡，調(diào)節(jié)經(jīng)緯儀的水平和豎直微動(dòng)螺旋使回光信號(hào)最大。螺旋使回光信號(hào)最大。

11、 4 4）根據(jù)測(cè)量精度要求測(cè)量距離若干測(cè)回，同時(shí)觀）根據(jù)測(cè)量精度要求測(cè)量距離若干測(cè)回，同時(shí)觀測(cè)垂直角，量?jī)x器高，鏡高并記錄有關(guān)氣象數(shù)據(jù)，備測(cè)垂直角，量?jī)x器高，鏡高并記錄有關(guān)氣象數(shù)據(jù)，備成果整理之用。成果整理之用。 22注意：注意： 精密儀器，防震、防塵、防潮。精密儀器，防震、防塵、防潮。 不許將照準(zhǔn)頭正對(duì)太陽(yáng)；不許將照準(zhǔn)頭正對(duì)太陽(yáng)； 測(cè)距儀不要在高壓線附近設(shè)站，以免受測(cè)距儀不要在高壓線附近設(shè)站，以免受強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾。強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾。23 7-4 直線定向直線定向 確定地面上兩點(diǎn)之間的相對(duì)位置，僅確定地面上兩點(diǎn)之間的相對(duì)位置，僅知道兩點(diǎn)之間的知道兩點(diǎn)之間的水平距離水平距離是不夠的，還必是不夠的，還必

12、須確定此須確定此直線與標(biāo)準(zhǔn)方向之間的水平夾角直線與標(biāo)準(zhǔn)方向之間的水平夾角。確定直線與標(biāo)準(zhǔn)方向之間的水平角，以表確定直線與標(biāo)準(zhǔn)方向之間的水平角，以表示直線的方向，稱為示直線的方向，稱為直線定向直線定向。整理課件24一、基本方向的種類：一、基本方向的種類： 真北、磁北、坐標(biāo)北真北、磁北、坐標(biāo)北1 1、真北方向北方向 通過(guò)地球表面某點(diǎn)的通過(guò)地球表面某點(diǎn)的真子真子午線的切線方向午線的切線方向，其北端所指，其北端所指的方向，稱為該點(diǎn)的真北方向，的方向，稱為該點(diǎn)的真北方向，用用天文測(cè)量方法天文測(cè)量方法（觀測(cè)太陽(yáng)、（觀測(cè)太陽(yáng)、北極星等）或用陀螺經(jīng)緯儀測(cè)北極星等）或用陀螺經(jīng)緯儀測(cè)定的。定的。 2 2、磁北方向

13、、磁北方向： 磁針自由靜止磁針自由靜止時(shí)其北端所時(shí)其北端所指的方向。磁北方向可用指的方向。磁北方向可用羅盤羅盤儀儀測(cè)定。測(cè)定。 真北方向與磁北方向北方向與磁北方向整理課件25 3 3、坐標(biāo)北方向：、坐標(biāo)北方向： 縱軸縱軸(X(X軸軸) )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標(biāo)系，每一直角坐標(biāo)系，每一6 6帶帶或或3 3帶內(nèi)都以帶內(nèi)都以該帶的中該帶的中央子午線央子午線為坐標(biāo)縱軸，為坐標(biāo)縱軸，因此，該帶內(nèi)直線定向，因此，該帶內(nèi)直線定向，就用該帶的坐標(biāo)縱軸方就用該帶的坐標(biāo)縱軸方向作為標(biāo)準(zhǔn)方向。向作為標(biāo)準(zhǔn)方向。 三北方向O磁北線坐標(biāo)縱線子午線磁偏角子午線收斂角整理課件26二、子午

14、線收斂角與磁偏角二、子午線收斂角與磁偏角1、子午線收斂角子午線收斂角:真北方向與坐標(biāo)北方向之間的夾角 中央子午線在高斯平面上是一條直線，作為該帶的坐標(biāo)中央子午線在高斯平面上是一條直線，作為該帶的坐標(biāo)縱軸，而其它子午線投影后為收斂于兩極的曲線，縱軸，而其它子午線投影后為收斂于兩極的曲線，地面點(diǎn)真子地面點(diǎn)真子午線方向與中央子午線之間的夾角午線方向與中央子午線之間的夾角，稱為子午線收斂角稱為子午線收斂角，角有正有負(fù)。在中央子午線以東地區(qū)，各點(diǎn)的坐標(biāo)縱軸偏在真角有正有負(fù)。在中央子午線以東地區(qū)，各點(diǎn)的坐標(biāo)縱軸偏在真子午線的東邊，子午線的東邊，為正值；在中央于午線以西地區(qū)，為正值；在中央于午線以西地區(qū)，為

15、負(fù)值。為負(fù)值。 為正值為負(fù)值63整理課件272、磁偏角n由于地磁南北極與地球的南北極并不重合，因此，過(guò)地面上某點(diǎn)的真子午線方向與磁子午線方向常不重合，兩者之間的夾角稱為磁偏角，磁針北端偏于其子午線以東稱東偏，偏于其子午線以西稱西偏。直線的真方位角與磁方位角之間可用下式進(jìn)行換算： n東偏取正值，西偏取負(fù)值。我國(guó)磁偏角的變化大約在+6到-10之間。 28整理課件29整理課件簡(jiǎn)稱：方向角簡(jiǎn)稱：方向角 標(biāo)準(zhǔn)方向標(biāo)準(zhǔn)方向 方位角名稱方位角名稱 測(cè)定方法測(cè)定方法真北方向真北方向( (真子午線方向真子午線方向) ) 真方位角真方位角A A 天文或陀螺儀測(cè)定天文或陀螺儀測(cè)定磁北方向磁北方向( (磁子午線方向磁

16、子午線方向) ) 磁方位角磁方位角AmAm 羅盤儀測(cè)定羅盤儀測(cè)定坐標(biāo)縱軸坐標(biāo)縱軸( (軸子午線方向軸子午線方向) ) 坐標(biāo)方位角坐標(biāo)方位角 坐標(biāo)反算而得坐標(biāo)反算而得標(biāo)準(zhǔn)方向O OP PP PO O真真北北A A磁磁北北Am坐坐標(biāo)標(biāo)縱縱軸軸30整理課件OPA Am mA A真北真北坐標(biāo)北坐標(biāo)北磁北磁北31整理課件整理課件32NNABABBA注意：注意： ABAB是直線是直線ABAB的正坐標(biāo)方位角；的正坐標(biāo)方位角； BABA是直線是直線ABAB的反坐標(biāo)方位角；的反坐標(biāo)方位角； ABAB、BABA互為正反坐標(biāo)方位角?；檎醋鴺?biāo)方位角。 正反坐標(biāo)方位角相差正反坐標(biāo)方位角相差180180。四、坐標(biāo)方位

17、角的計(jì)算四、坐標(biāo)方位角的計(jì)算1 1、正反、正反坐標(biāo)方位角坐標(biāo)方位角AB直線由直線由A A至至B B方向的方向的坐標(biāo)方位角；坐標(biāo)方位角； BA直線由直線由B B 至至A A方向的方向的坐標(biāo)方位角。坐標(biāo)方位角。 起點(diǎn)量得的直線方向稱起點(diǎn)量得的直線方向稱直線的正方向直線的正方向；反之在；反之在直線終點(diǎn)量得該直線的方向稱直線終點(diǎn)量得該直線的方向稱直線的反方向直線的反方向。0180反正整理課件33A1234A1 測(cè)量工作中不是直接測(cè)定每一條邊的方向，而是通過(guò)測(cè)定待求直線方向與已知坐標(biāo)方位角的直線方向間的水平夾角，推算待求直線方向的坐標(biāo)方位角。2、坐標(biāo)方位角的計(jì)算 1212已知，通過(guò)連測(cè)求得已知，通過(guò)連測(cè)求得1212邊與邊與2323邊的連接邊的連接角為角為2 2 （右角）、（右角）、 2323邊與邊與3434邊的連接角為邊的連接角為3 3（左角），現(xiàn)推算（左角），現(xiàn)推算2323、3434。1