距離丈量和直線定向課件

第四章距離測(cè)量與直線定向第一節(jié)地面點(diǎn)的標(biāo)志

測(cè)量工作的基本內(nèi)容是確定地面點(diǎn)的點(diǎn)位。用于標(biāo)定地面點(diǎn)的標(biāo)志，其種類和形式很多，應(yīng)根據(jù)測(cè)量的要求和使用時(shí)間的長(zhǎng)短等具體情況選取。臨時(shí)標(biāo)志永久標(biāo)志其它標(biāo)志所謂水平距離是指地面兩點(diǎn)間垂直投影到水平面的距離第二節(jié)直線定線

直線定線的定義：在直線方向上豎立若干標(biāo)桿，來標(biāo)定直線的位置和走向的工作稱之為直線定線。

一、用目測(cè)法進(jìn)行直線定線有以下幾種情況：1、在兩點(diǎn)間定線ADCB4、過山谷定線A1234B二、儀器定線法第三節(jié)距離丈量一、距離丈量的工具

水平距離是確定點(diǎn)位的三要素之一。測(cè)定相鄰點(diǎn)間水平距離的工作，稱為距離丈量。常用的丈量工具有以下幾種：（一）測(cè)尺丈量距離的主要工具是測(cè)尺。測(cè)尺的種類有以下幾種：1、鋼尺鋼尺為薄鋼帶制成的，長(zhǎng)度有20m,30m,50m數(shù)種。鋼尺多為刻劃尺。鋼尺的基本分劃為厘米，在每米和每分米分劃上有數(shù)字注記。使用鋼尺時(shí)應(yīng)特別注意鋼尺零點(diǎn)的位置。由于鋼尺零點(diǎn)位置不同，可分為端點(diǎn)尺和刻線尺。注：一般鋼尺在始端一分米長(zhǎng)度內(nèi)有毫米分劃，用來量取小于厘米的長(zhǎng)度。（二）標(biāo)桿（測(cè)桿、花桿）標(biāo)桿用木材（玻璃鋼）制成，長(zhǎng)度為2m或3m，用紅白油漆交替漆20cm的小段，桿的底部裝有鐵尖以便插入地中，或?qū)?zhǔn)點(diǎn)的中心，作為觀測(cè)覘標(biāo)用。（三）測(cè)釬一般用鋼絲制成。作為量矩的輔助工具，它是用來標(biāo)定尺段的端點(diǎn)位置和統(tǒng)計(jì)所量整尺段數(shù)目。（四）垂球垂球多用鋼制成。當(dāng)?shù)孛嫫露容^大時(shí)，用以垂直投點(diǎn)來標(biāo)定測(cè)尺的端點(diǎn)位置。二、距離丈量的方法丈量之前，在直線兩端點(diǎn)豎立標(biāo)桿，并清除直線上的障礙物，然后開始丈量。(一）平坦地面的距離丈量丈量方法分為整尺法和串尺法兩種。1、整尺法：丈量時(shí)由兩人進(jìn)行，各持鋼尺的一端，前者稱為前尺手，后者稱為后尺手。前尺手拿測(cè)釬和標(biāo)桿，后尺手將鋼尺零點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)起點(diǎn)，前尺手沿丈量方向拉直尺子，并由后尺手定方向。當(dāng)前、后尺手同時(shí)將鋼尺拉緊、拉平、拉穩(wěn)時(shí)，后尺手準(zhǔn)確地對(duì)準(zhǔn)起點(diǎn)，同時(shí)前尺手將測(cè)釬垂直插到終點(diǎn)處，這樣就完成了第一尺段的丈量工作。兩人同時(shí)抬尺前進(jìn)，后尺手走到插測(cè)釬處停下，重復(fù)上面作業(yè)，量出第二尺段，后尺手拔起測(cè)釬套入鐵環(huán)內(nèi)，再繼續(xù)前進(jìn)。依同法量至終點(diǎn)。若末一段不足一整尺時(shí)，應(yīng)利用尺端刻有毫米的分劃線量出零數(shù)。其兩點(diǎn)間的水平距離為：直線全長(zhǎng)＝尺長(zhǎng)×測(cè)釬數(shù)＋不足整尺的零數(shù)29.430m－0.058m＝29.372m為了提高丈量精度，對(duì)同一尺段需丈量三次。三次串尺丈量的差數(shù)，一般不超過5mm，然后取平均值作為該尺段長(zhǎng)度的丈量結(jié)果。A1234567B（二）傾斜地面的距離丈量丈量距離的地面一般是傾斜的或高低不平的，其丈量方法有下列兩種。1、平量法：沿傾斜地面丈量距離，地勢(shì)起伏較為復(fù)雜，但尺段兩端的高差不大時(shí)，一般都將鋼尺拉平丈量，如圖所示：A12B平量法量距將鋼尺的一端對(duì)準(zhǔn)地面點(diǎn)位，另一端抬高拉成水平，對(duì)準(zhǔn)地面點(diǎn)上垂球架的鉛垂線或豎立的標(biāo)桿。2、斜量法：當(dāng)傾斜地面的坡度比較均勻時(shí)，如圖所示：ABLCDa可沿斜坡丈量出AB的斜距L，用測(cè)坡器測(cè)出地面傾斜角a，然后計(jì)算出AB的水平距離D。D＝L·cos(a)（四）鋼尺量距離的精密方法1、尺長(zhǎng)方程式鋼尺上所標(biāo)注的長(zhǎng)度稱為鋼尺的名義長(zhǎng)度，一般與實(shí)際長(zhǎng)度不一樣，兩者之差稱為尺長(zhǎng)改正數(shù)。鋼尺在溫度為t°C時(shí)的長(zhǎng)度尺長(zhǎng)改正數(shù)鋼尺使用時(shí)的溫度鋼尺檢定時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)溫度鋼尺的名義長(zhǎng)度鋼尺的膨脹系數(shù)（1）準(zhǔn)備工作（2）丈量方法由5人組成，2人拉尺，2人讀數(shù)，1人做溫度和長(zhǎng)度記錄。每段在標(biāo)準(zhǔn)拉力下估讀至0.5mm，丈量三次，長(zhǎng)度差小于3mm。取平均值。完成整個(gè)丈量后再馬上返測(cè)。（3）成果計(jì)算1）尺長(zhǎng)改正數(shù)2、鋼尺精密量距的方法觀測(cè)長(zhǎng)度2）溫度改正數(shù)3）傾斜改正數(shù)4）全長(zhǎng)計(jì)算h測(cè)點(diǎn)間高差相對(duì)誤差在限差范圍內(nèi)，取往、返測(cè)平均值，否則，重測(cè)。

(五)鋼尺量距的注意事項(xiàng)誤差尺長(zhǎng)誤差溫度變化誤差拉力誤差丈量本身的誤差尺子不水平誤差定線誤差第四節(jié)視距測(cè)量一、概述視距測(cè)量是一種能同時(shí)測(cè)定兩點(diǎn)間水平距離與高差的測(cè)量方法。這種方法的精度較低，因而只能用在精度要求較低的測(cè)量工作中。二、視距測(cè)量原理（一）視線水平測(cè)距原理1、水平距離測(cè)定原理如下圖所示：儀器安置在測(cè)站A，標(biāo)尺豎立在測(cè)點(diǎn)B，其間的水平距離為D，水平的視線與豎直的標(biāo)尺相互垂直。調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡對(duì)光螺旋，使標(biāo)尺成像在十字絲平面上。所以：d/l＝f/p即：d＝(f/p)×l又因?yàn)椋篋＝d＋f＋δ＝(f/p)×l＋（f＋δ）令：f/p＝K，f＋δ＝c則：D＝K×l＋cK為視距乘常數(shù)，c為視距加常數(shù)。對(duì)于內(nèi)對(duì)光望遠(yuǎn)鏡，為了便于算計(jì)，設(shè)計(jì)儀器時(shí)選擇適當(dāng)?shù)膄與p值，使K＝100。而c≈0。即對(duì)于內(nèi)對(duì)光望遠(yuǎn)鏡其公式為：D＝K×l。2、高差測(cè)定原理如上圖所示，視準(zhǔn)軸水平的經(jīng)緯儀可當(dāng)作水準(zhǔn)儀，測(cè)定高差的方法與水準(zhǔn)儀相似。此時(shí)，中絲在標(biāo)尺上的讀數(shù)b為前視讀數(shù)，后視讀數(shù)為直接量得的測(cè)站樁頂與儀器橫軸中心的距離，，稱為儀器高。A、B間的高差計(jì)算公式為：h＝i－b三、視距測(cè)量與計(jì)算（1）在測(cè)站上安置儀器,量取儀器高并記入手簿。（2）轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)緯儀，用盤左照準(zhǔn)標(biāo)尺，讀取上、下絲標(biāo)尺讀數(shù)。（3）調(diào)節(jié)豎直度盤指標(biāo)水準(zhǔn)管使氣泡居中，讀取豎盤讀數(shù)計(jì)算豎直角a和中絲讀數(shù)。（4）用公式計(jì)算水平距離和高差注：實(shí)際工作中讀數(shù)的要求，編程計(jì)算。四、視距測(cè)量誤差及注意事項(xiàng)1.讀數(shù)誤差:測(cè)量距離不宜過大2.垂直折光影響:視線應(yīng)盡可能離地面1m以上.3.標(biāo)尺傾斜引起的誤差:盡可能把標(biāo)尺豎直4.視距常數(shù)K的誤差注:較好的觀測(cè)條件下平距的相對(duì)誤差在1/300～1/200第五節(jié)直線定向與羅盤儀的使用一、直線定向的概念欲確定一條直線的方向，必須選定一條標(biāo)準(zhǔn)方向作為依據(jù)。確定地面上一條直線與標(biāo)準(zhǔn)方向之間的關(guān)系（夾角）稱為直線定向。通常采用的標(biāo)準(zhǔn)方向有以下三種：（一）真子午線方向（真北方向）（二）磁子午線方向（磁北方向）（三）坐標(biāo)縱線方向（坐標(biāo)北方向）

上述三種方向，簡(jiǎn)稱“三北方向”。即通過地面上一點(diǎn)，有三條南北方向線都可作為直線定向的標(biāo)準(zhǔn)方向。磁子午線真子午線坐標(biāo)縱線偏角圖對(duì)地面上一條直線的定向，就是要測(cè)定該直線與任一標(biāo)準(zhǔn)方向線的夾角。這種夾角有兩種表示方法：即方位角和象限角。二、方位角（一）方位角的概念由標(biāo)準(zhǔn)方向的北端按順時(shí)針方向量到一直線的水平角，稱為該直線的方位角。方位角的范圍在0°－360°之間。N1234A01A02A03A04O真方位角A磁方位角AM坐標(biāo)方位角a（二）正方位角和反方位角任何一條直線都具有方向性。直線的正向（由起點(diǎn)至終點(diǎn)）方位角為該直線的正方位角向（由終點(diǎn)至起點(diǎn)）方位角稱反方位角。BCABCACB正反方位角的關(guān)系：A正＝A反±180°（A反＞180°時(shí)用－)(A反＜180°時(shí)用＋）三、象限角在測(cè)繪工作中，有時(shí)要用直線與子午線所夾的銳角來確定直線的方向。從標(biāo)準(zhǔn)方向線的北端或南按順時(shí)針或逆時(shí)針方向到一直線的銳角，稱為該直線的象限角。以R表示。象限角的角值在0°－90°之NSWEⅠⅡⅢⅣOR01R02R03R04間。用象限角時(shí)必須在直線的角值前冠以直線所在的象限名稱。四、羅盤儀的構(gòu)造和使用羅盤儀是利用磁針確定直線方向的儀器，可以直接測(cè)定地面上一條直線的磁方位角。（一）羅盤儀的構(gòu)造羅盤儀是由羅盤盒、望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器、球窩軸和腳架等組成。如書上圖4－19所示。1、望遠(yuǎn)鏡物鏡2、望遠(yuǎn)鏡物鏡調(diào)焦螺旋3、豎直度盤4、水平度盤5、磁針6、球窩軸7、圓水準(zhǔn)器注：1、磁針:南端線有銅絲或鋁片，讀數(shù)時(shí)應(yīng)用北端讀數(shù)。2、水平度盤:逆時(shí)針方向注記，讀數(shù)時(shí)應(yīng)沿逆時(shí)針方向讀數(shù)。(二)羅盤儀的使用在測(cè)線的起點(diǎn)一端，作測(cè)站，安置儀器。（1）對(duì)中（2）整平照準(zhǔn)目標(biāo)讀數(shù)（北端，方位羅盤逆時(shí)針讀數(shù)）第六節(jié)光電測(cè)距儀簡(jiǎn)介一、光電測(cè)距儀的基本工作原理光電測(cè)距儀是通過測(cè)量光波在待測(cè)距離上往、返一次所經(jīng)過的時(shí)間t，間接地確定兩點(diǎn)間距離D的一種儀器。光電測(cè)距儀可分為脈沖式和相位式兩種。相位式光電測(cè)距儀就是通過測(cè)量調(diào)制光在測(cè)線上往返傳播所產(chǎn)生的相位移，間接地測(cè)定時(shí)間t求出距離D。脈沖式測(cè)距儀具有功率大、測(cè)程遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)，但測(cè)距的絕對(duì)精度較低，一般只能達(dá)到米級(jí)，不能滿足地籍測(cè)量和工程測(cè)量所需的精度要求。目前具有高精