測(cè)量學(xué) 視距測(cè)量課件

§7－2視距測(cè)量一、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1

普通視距測(cè)量的精度一般為1/200-1/300，但由于操作簡(jiǎn)便，不受地形起伏限制，可同時(shí)測(cè)定距離和高差，被廣泛用于測(cè)距精度要求不高的地形測(cè)量中。2利用望遠(yuǎn)鏡內(nèi)的視距裝置配合視距尺,根據(jù)光學(xué)和三角學(xué)原理,同時(shí)測(cè)定距離和高差的方法。nm視距絲十字絲

進(jìn)行視距測(cè)量，要用到視距絲和視距尺。

一、視距測(cè)量原理3令則有式中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5surveyingA、B兩點(diǎn)間的高差h為式中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）。6surveying2．視線傾斜時(shí)的水平距離和高差公式ABEMNM′N′φl(shuí)l′D′＝Kl′Dhh′iivA、B兩點(diǎn)間的高差h為：式中h′——高差主值（也稱初算高差）。HAHB大地水準(zhǔn)面7surveying

視線傾斜時(shí)水平距離的計(jì)算公式為：

視線傾斜時(shí)高差的計(jì)算公式為：8surveying

二、視距測(cè)量方法（一）、觀測(cè)方法1.在測(cè)站上安置經(jīng)緯儀,量取儀器高,精確到厘米。2.瞄準(zhǔn)豎直于測(cè)點(diǎn)上的標(biāo)尺,并使中絲讀數(shù)等于儀器高。3.用上、下絲在標(biāo)尺上讀數(shù),下絲-上絲=l4.使豎盤水準(zhǔn)氣泡居中,讀取豎盤讀數(shù),求出豎直角α。5.以上完成一個(gè)測(cè)點(diǎn)觀測(cè),重復(fù)2.3.4步驟,觀測(cè)另一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)。

視距計(jì)算直接用計(jì)算器計(jì)算,也可直接讀。在尺面上上下絲間隔1厘米為1米,1分米為10米,1米為100米。10測(cè)站：

測(cè)站高程：儀器高：

儀器：測(cè)點(diǎn)下絲讀數(shù)上絲讀數(shù)

中絲讀數(shù)v/m豎盤讀數(shù)L°′″

垂直角°′″

水平距離D/m初算高差h′/m高差h/m高程H/m備注尺間隔lm視距測(cè)量記錄與計(jì)算手簿**A+45.37m1.45mDJ612.2370.6631.451.574874112+21848157.14+6.35+6.35+51.72盤左位置22.4451.5552.000.890951736-5173688.24-8.18-8.73+36.64*12

1、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1米以上；

2、作業(yè)時(shí),要將視距尺垂直,并盡量采用帶有水準(zhǔn)器的視距尺；

3、嚴(yán)格測(cè)定視距乘常數(shù),K值應(yīng)在100±0.1之內(nèi),否則應(yīng)加改正；

4、視距尺一般應(yīng)是厘米刻劃的整體尺,如果采用塔尺,應(yīng)注意檢查各節(jié)尺的接頭是否準(zhǔn)確；

5、要在成像穩(wěn)定的情況下進(jìn)行觀測(cè)。（二）、注意事項(xiàng)14

§7-3電磁波測(cè)距簡(jiǎn)介（光電測(cè)距）一、測(cè)距儀的類型：

電磁波測(cè)距是用電磁波(微波或光波)作載波傳輸測(cè)距信號(hào),測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間距離的一種方法。

按載波不同分為：微波測(cè)距儀、激光測(cè)距儀、紅外測(cè)距儀

按測(cè)程長(zhǎng)短分為：短程測(cè)距儀（＜3km）；中程測(cè)距儀（3km～15km）；遠(yuǎn)程測(cè)距儀（＞15km）。

按測(cè)距精度為（測(cè)距中誤差）：Ⅰ級(jí)：＜±5mm；Ⅱ級(jí)：±5mm～±10mm；Ⅲ級(jí)：±11mm～±20mm二、優(yōu)點(diǎn):

精度高,速度快,受地形影響小15

電磁波測(cè)距三、電磁波測(cè)距原理:

通過(guò)測(cè)定電磁波在測(cè)線兩端往返傳播時(shí)間t,從而求得距離S.（其中c為光速）16

依據(jù)測(cè)定時(shí)間的方法不同，光電測(cè)距有如下幾種：

1、變頻法

2、相位法3、干涉法

4、脈沖法17四、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)緯儀或電子經(jīng)緯儀一起使用。液晶顯示望遠(yuǎn)鏡操作鍵裝電池18五、測(cè)距方法：距離測(cè)量步驟如下：

1）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)緯儀對(duì)中整平和棱鏡對(duì)中整平,測(cè)距儀與經(jīng)緯儀連接；

2）測(cè)前準(zhǔn)備：打開電源進(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)、氣象改正數(shù)等。

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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)螺旋使回光信號(hào)最大。

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。

21§7-4直線定向

確定地面上兩點(diǎn)之間的相對(duì)位置，僅知道兩點(diǎn)之間的水平距離是不夠的，還必須確定此直線與標(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，以表示直線的方向，稱為直線定向。23一、基本方向的種類：

真北、磁北、坐標(biāo)北1、真北方向

通過(guò)地球表面某點(diǎn)的真子午線的切線方向，其北端所指的方向，稱為該點(diǎn)的真北方向，用天文測(cè)量方法（觀測(cè)太陽(yáng)、北極星等）或用陀螺經(jīng)緯儀測(cè)定的。

2、磁北方向：磁針自由靜止時(shí)其北端所指的方向。磁北方向可用羅盤儀測(cè)定。

真北方向與磁北方向24surveying二、子午線收斂角與磁偏角1、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)縱軸，而其它子午線投影后為收斂于兩極的曲線，地面點(diǎn)真子午線方向與中央子午線之間的夾角，稱為子午線收斂角γ，γ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，γ為正值；在中央于午線以西地區(qū)，γ為負(fù)值。

γ為正值γ為負(fù)值6°3°26surveying2、磁偏角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δ，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：δ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。27surveying三．方位角1．定義：由子午線北端順時(shí)針?lè)较蛄康綔y(cè)線上的夾角，稱為該直線的方位角。其范圍為0°～360°。有：真方位角磁方位角坐標(biāo)方位角28surveying2．三種方位角之間的換算關(guān)系（1）真方位角Ａ＝磁方位角Ａm＋磁偏角δ

＝坐標(biāo)方位角α＋子午線收斂角γ若已知某點(diǎn)的磁偏角δ與子午線收斂角γ，則坐標(biāo)方位角與磁方位角之間的換算式為：OPAmδγAα真北坐標(biāo)北磁北30surveying

例題：某直線的磁方位角（Am）為65°42′，其磁偏角（δ）為東偏3′20″，子午線收斂角（γ）為-2′10″，則該直線的真方位角和坐標(biāo)方位角分別是多少？

解：真方位角Ａ＝Ａm＋δ

＝α＋γ

得：A=65°45′20″；

α=65°47′30″31surveyingNNABαABαBA注意：

αAB是直線AB的正坐標(biāo)方位角；αBA是直線AB的反坐標(biāo)方位角；

αAB、αBA互為正反坐標(biāo)方位角。

正反坐標(biāo)方位角相差180°。四、坐標(biāo)方位角的計(jì)算1、正反坐標(biāo)方位角αAB直線由A至B方向的坐標(biāo)方位角；αBA直線由B至A方向的坐標(biāo)方位角。起點(diǎn)量得的直線方向稱直線的正方向；反之在直線終點(diǎn)量得該直線的方向稱直線的反方向。32surveyingA1234αA1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33surveying坐標(biāo)方位角的推算

α12已知，通過(guò)連測(cè)求得12邊與23邊的連接角為β2（右角）、23邊與34邊的連接角為β3（左角），現(xiàn)推算α23、α34。1234xxxα23α34α12β2β3前進(jìn)方向34surveying1234xxα23α12β2α21前進(jìn)方向xα34β3α32由圖中分析可知：35surveying推算坐標(biāo)方位角的通用公式：注意：

計(jì)算中，若α前>360°，減360°；若α前<0°，加360°。當(dāng)β角為左角時(shí)，取“＋”；若為右角時(shí)，取“－”。36surveying例題：已知α12=46°，β2、β3及β４的角值均注于圖上，試求其余各邊坐標(biāo)方位角。α23=α12＋180°－β24x23146°125°10′5136°30′247°20′解：α34=α23＋180°＋β3=417°20′>360°（417°20′－360°）=57°20′α45=α34＋180°－β4<0°（－10°＋360°）=350°=100°50′=46°＋180°－125°10′=100°50′＋180°＋136°30′=－10°=57°20′＋180°－247°20′返回前進(jìn)方向37surveying本章小節(jié)：

1、鋼尺量距及