第四章-距離測量與直線定向

第四章距離測量與直線定向

DistanceMeasurementandAlign第四章距離測量與直線定向

測量距離的主要方法有距離丈量、光學視距法測距和光電測距儀測距等。第一節(jié)距離丈量的一般方法第二節(jié)鋼尺精密量距的方法第三節(jié)

視距測量第四節(jié)

紅外光測距儀簡介第五節(jié)

直線定向小結(jié)內(nèi)容回顧5.1

距離丈量的一般方法5.1.0TypesofDistanceMeasurement5.1.1丈量工具5.1.2直線定線5.1.3平坦地面距離丈量方法5.1.4傾斜地面距離丈量方法5.1.5距離丈量的注意事項TypesofDistanceMeasurementTypesofDistanceMeasurementTypesofDistanceMeasurementMethodsofMeasurementPacingAccuracy1:100TapingAccuracy1:10,000ElectronicDistanceMeasurement(EDM)Accuracy1:10,000to1:100,000PacingPracticalmeasureofdistance.Don'ttrytopaceoutonemetrewitheverystep.Walkcasuallyover100mcountingthenumberofsteps.Workoutthelengthofacasualstepandusethisinstead.Varieswithuphill,downhill,andyourage.LowaccuracyNoequipmentneededTaping(orchaining)chainageisappliedtomeasurementwithasteeltapeorsynthetictape(plasticorfiberglass).Allstandardinlengths100m,50m,30m,20m.Itisfairlyquick,easyandcheap,andhenceisthemostcommonformofdistancemeasurement.Unfortunately,chainageispronetoerrorsandmistakes.Forhighaccuracy,steeltapeshouldbeusedwhichisgraduatedinmmandcalibratedunderstandardtemp(20degree)andtension(5kg).Becareful,easilybreak.Synthetictapeismoreflexiblegraduatedin10mm5.1.1丈量工具一、鋼尺steelrule端點尺是以尺的最外端作為尺的零點。刻線尺是以尺前端的一刻線作為尺的零點。小鋼尺SteelRule皮尺MeasuringTap測繩MeasuringLineMeasuringwheelsTapesinlengthsupto100ft5.1.1丈量工具三、其它附件花桿rangingrods測釬markingpins垂球plumbbob如何量距？點的標定打木樁一、點的標定二、直線定線5.1.2直線定線二、直線定線

當兩個地面點之間的距離較長或地勢起伏較大時，需要分成幾個尺段進行丈量。為使多個尺段沿已知方向進行，需要在兩點間的直線上再標定一些點位，這一工作稱為直線定線。如何定線?目估法定線經(jīng)緯儀定線5.1.2直線定線5.1.2直線定線甲乙ABCD5.1.3平坦地面距離丈量方法DistanceD=n×l+q

l—整尺長q—余尺長5.1.4傾斜地面距離丈量方法2、平量法1、斜量法5.1.4傾斜地面距離丈量方法距離要往返丈量量距精度以相對誤差(relativeerror)表示，通?；癁榉肿訛?的分數(shù)形式。一般丈量的精度通常要小于1/30005.1.5距離丈量的注意事項認清尺面零點。定線準確、拉力均勻、尺面水平，對點精確。要校核測釬總數(shù)。注意測尺的保護。5.2鋼尺精密量距的方法5.2.1準備工作5.2.2丈量方法5.2.3尺段長度計算5.2.4鋼尺量距的誤差來源5.2.1準備工作1、清理場地2、定線

用經(jīng)緯儀進行定線，依次定出比鋼尺一整尺略短的A1、12、23……等尺段。在各尺段端點打下大木樁。3、測量樁頂高程

要用水準測量方法測出各樁頂?shù)母叱?，以便進行傾斜改正。4、鋼尺檢驗5.2.2丈量方法用經(jīng)過檢定的鋼尺丈量相鄰兩木樁之間的距離。每尺段要移動鋼尺位置丈量三次，三次測得的結(jié)果的較差一般不得超過2mm。每量一尺段都要記錄測量溫度和使用的拉力。5.2.3尺段長度計算1、尺長改正Taplengthcorrection2、溫度改正Temperaturecorrection3、傾斜改正inclinationcorrection鋼尺長度方程式Lengthofsteelrule5.2.4鋼尺量距的誤差來源定線誤差尺長誤差溫度誤差拉力誤差尺子不水平的誤差鋼尺垂曲和反曲的誤差5.3視距測量

在測繪村鎮(zhèn)現(xiàn)狀圖和城市地籍調(diào)查中，由于一些村鎮(zhèn)街道狹窄、交通擁擠、通視不好，給鋼尺量距帶來很大困難，不少單位為了克服這一困難、采用經(jīng)緯儀視距測量來測距。

5.3.1視距測量的原理

5.3.2視距測量的觀測和計算

5.3.3視距測量的誤差來源5.3.1視距測量的原理

1、視線水平時的測距原理

MNFp&fdDD=d+f+&d/f=l/p→d=f/p*llD=f/p*l+f+&D=Kl+C

（K—乘常數(shù)Ｃ－加常數(shù)）vihBAhAB=i-v

（i－儀器高v－中絲讀數(shù)）

AB水準面令K=f/pC=f+&2、視線傾斜時的測距原理MNOM'N'LL=Kl′l'=lcosα

L=Klcosα

D=LcosαBAhABVl?D=Klcos2αhAB+v=i+1/2Klsin2αD此路不通hAB=1/2Klsin2α+i-vl'5.3.2視距測量的觀測和計算一、視距觀測在A點安置儀器（對中，整平），量取儀器高。在待測點豎立視距尺，注意立直。瞄準視距尺，分別讀取上、下、中三絲的讀數(shù)，計算視距間隔。讀取豎盤讀數(shù)，并計算豎直角。計算出水平距離和高差。5.3.2視距測量的觀測和計算二、視距計算測站點號上絲尺間隔m豎盤讀數(shù)豎直角水平距離中絲高差主值修正值i-v高差i下絲0A13240493873254+2280349.20915712.121-0.2611.851.311817相對誤差視距測量D=Klcos2αhAB=1/2Klsin2α+i-v23.5637.8935.4336.3837.67α原理：c2=a2+b2-2abCOSC5.3.3視距測量的誤差來源1、讀數(shù)誤差2、視距尺傾斜引起的誤差3、視距常數(shù)K不準確的誤差4、折光差的影響5.4

紅外光測距儀簡介5.4.1分類5.4.2測距原理5.4.3觀測結(jié)果的改正5.4.1分類1、按測程來分: 短程(＜3km)、 中程(3—15km)

遠程(＞15km)

2、按載波來分：微波測距儀光電測距儀光源激光光源紅外光源

望遠鏡式激光測距儀5.4.1分類

手持激光測距儀

紅外測距儀5.4.2測距原理

儀器發(fā)射的光束由A至B，經(jīng)反射鏡反射后又返回到儀器。設(shè)光速c為已知，如果光束在待測距離D上往返傳播的時間(time)t2D

已知，則距離D可由下式求出: D=?C*t2D

測定t2D

的方法:脈沖式(impulse)測距相位式(phase)測距脈沖法測距測程大，但由于是直接測定傳播時間，由于測時精度較低，所以距離誤差較大，現(xiàn)多采用相位法間接測時，測距精度高。

通過測定發(fā)射的調(diào)制光波與回收光波之間的相位差，并按一定的關(guān)系換算為距離。紅外光調(diào)制光往返棱鏡發(fā)射接收光源工作原理框圖調(diào)制器高頻信號發(fā)生器接收器相位計顯示器反射棱鏡測距儀及棱鏡5.4.2測距原理5.4.3觀測結(jié)果的改正1、加常數(shù)改正2、乘常數(shù)改正3、氣象改正4、傾斜改正回顧review測量學定義 研究地球及地球表面的自然物體和人造物體的形狀、位置和大小，確定地面點的坐標的學科。地面點位置的表示方法 在幾何學中:由x、y、z坐標來表示。 在測量學中:由特定的地理坐標系統(tǒng)和高程來表示。

高斯平面直角坐標系高斯平面直角坐標系5.5

直線定向Orientation5.5.1標準方向的種類5.5.2幾種方位角之間的關(guān)系

5.5.3坐標方位角的推算5.5.4象限角

5.5.1標準方向的種類

2、磁子午線方向:磁針在地球磁場的作用下，自由靜止時其軸線所指的方向。

1、真子午線方向：通過地球表面某點的真子午線的切線方向

5.5.1標準方向的種類3、坐標縱軸方向：

高斯投影帶所在中央子午線方向。5.5.1標準方向的種類直線定向:確定直線與標準方向之間的水平角度。

直線的方位角azimuth:

由標準方向的北端起，順時針量至某直線的水平角。取值范圍為0-360°真方位角trueazimuth

磁方位角magneticazimuth坐標方位角gridazimuth

A真北Am磁北X5.5.2幾種方位角之間的關(guān)系1、真方位角與磁方位角

過地面上某點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，磁針北端偏于真子午線以東稱東偏，偏于真子午線以西稱西偏。

α真

=α磁

+δX真北磁北2、真方位角與坐標方位角 地面點某一點的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。

α真

=α+γ3、磁方位角與坐標方位角

α=α磁

+δ-γ5.5.2幾種方位角之間的關(guān)系X真北磁北5.5.3坐標方位角的推算1、坐標方位角的正、反算反算坐標方位角：正算坐標：XYABAB△X△YS5.5.3坐標方位角的推算2、正、反坐標方位角

：直線A—B的正坐標方位角：直線A—B的反坐標方位角

兩者相差180°。αBA=αAB+180°αAB<180°αBA=αAB-180°

αAB>

180°ReverseBearingsLineAzimuthsCD128o20’DC308o20’正、反坐標方位角正、反坐標方位角若AB=50°則BA=若AB=150°則BA=若AB=250°則BA=ABXXABBA？5.5.3坐標方位角的推算3、坐標方位角的推算左角：角度觀測值位于前進方向的左邊。右角：角度觀測值位于前進方向的右邊。ABCDEFBCDEFAGXY

12=150°1=100°

求23=？11234223=12－=12＋1

－180°12231223=12－1

＋180°2、右角公式：前一邊的方位角=后一邊方位角＋觀測左角±180°前一邊的方位角=后一邊方位角－觀測右角±180°1、左角公式：5.5.3坐標方位角的推算終邊方位角推算若已知AB邊方位角，及各轉(zhuǎn)折角（水平角）要求CD邊的方位角？AB1234CD01345nB1=AB＋0－18012=B1＋1－18023=12＋2－18034=23＋3－18045=34＋4－1805C=45＋5－180CD=5c＋n－180

CD=AB＋∑－n·180°ABCD25＋計算舉例求BC=？求CD=？求DA=？ABCD9530125045186825301451900AB=160°BC=AB＋B－180°=160°＋145°19°00°－180°=125°19°00°CD=BC＋C－180°=125°19°00°＋50°45°18°－180°=356°04°18°DA=