距離測量及直線定線

距離測量與直線定向

1、距離測量的主要任務(wù)是測量水平距離。水平距離是指地面上兩點(diǎn)垂直投影在同一水平面上的直線距離。2、直線定向是確定兩點(diǎn)間相對(duì)位置關(guān)系的必要環(huán)節(jié)。距離測量的方法鋼尺量距普通視距光電測距距離測量—教學(xué)重點(diǎn)一、量距的工具1.鋼尺長度有20m、30m及50m幾種。

根據(jù)尺的零點(diǎn)位置不同，有端點(diǎn)尺和刻線尺之分。

2.測桿

3.測釬

4.錘球、彈簧秤和溫度計(jì)距離測量—鋼尺量距

按精度要求的不同，直線定線分為：目估定線經(jīng)緯儀定線距離測量—一般鋼尺量距方法1、直線定線

當(dāng)兩個(gè)地面點(diǎn)之間的距離較長或地勢起伏較大時(shí)，一尺段無法完成丈量工作時(shí)，為使量距工作方便起見，可分成幾段進(jìn)行丈量。二、鋼尺量距方法距離測量—一般鋼尺量距方法1）目估直線定線步驟設(shè)A、B兩點(diǎn)互相通視，要在A、B兩點(diǎn)間的直線上標(biāo)出1、2中間點(diǎn)。（1）在A、B點(diǎn)上豎立花桿，甲站在A點(diǎn)花桿后約1m處，目測花桿B的同側(cè)，構(gòu)成一視線，（2）指揮乙在1附近左右移動(dòng)花桿，直到甲從A點(diǎn)沿花桿的同一側(cè)看到A、1、B三支花桿在同一條線上為止。（3）同法可以定出直線上的其它點(diǎn)。要點(diǎn)：1、兩點(diǎn)間定線，一般應(yīng)由遠(yuǎn)到近進(jìn)行定線。

2、定線時(shí)，所立花桿應(yīng)豎直。

3、為了不擋甲的視線，乙持花桿應(yīng)站立在垂直于直線方向的一側(cè)。距離測量—一般鋼尺量距方法2）經(jīng)緯儀直線定線步驟（1）清除直線上的障礙物后，在A點(diǎn)安置經(jīng)緯儀對(duì)中、整平。（2）照準(zhǔn)B點(diǎn)處的花桿(或測釬)，使花桿底部位于望遠(yuǎn)鏡的豎絲上后固定照準(zhǔn)部。（3）在經(jīng)緯儀所指的方向上用鋼尺進(jìn)行概量，依次定出比一整尺段略短的1、2、3、…、5個(gè)轉(zhuǎn)點(diǎn)。在各尺段端點(diǎn)打下大木樁，樁頂高出地面3~5cm。AABB12345

式中n—整尺段數(shù)；

l—鋼尺長度（m）；q—不足一整尺的余長（m）。1）丈量時(shí)，后尺手甲拿著鋼尺的末端在起點(diǎn)A，前尺手乙拿鋼尺的零點(diǎn)一端沿直線方向前進(jìn)，2）將鋼尺通過定線時(shí)的中間點(diǎn)，保證鋼尺在AB直線上，不使鋼尺扭曲，將尺子抖直、拉緊(30m鋼尺用100N拉力，50m鋼尺用150N拉力)、拉平3）甲、乙拉緊鋼尺后，甲把尺的末端對(duì)準(zhǔn)起點(diǎn)A并喊“預(yù)備”，當(dāng)尺拉穩(wěn)拉平后喊“好”，乙在聽到甲所喊出的“好”的同時(shí)，把測釬對(duì)準(zhǔn)鋼尺零點(diǎn)刻劃垂直地插入地面，這樣就完成了第一整尺段的丈量。4）甲、乙兩人抬尺前進(jìn)，甲到達(dá)測釬或劃記號(hào)處停住，重復(fù)上述操作，量完第二整尺段。5）最后丈量不足一整尺段時(shí)，乙將尺的零點(diǎn)刻劃對(duì)準(zhǔn)B點(diǎn)，甲在鋼尺上讀取不足一整尺段值，則A、B兩點(diǎn)間的水平距離為：

距離測量—一般鋼尺量距方法2.平坦地面的丈量方法

鋼尺量距時(shí)，一般還應(yīng)由B點(diǎn)量至A點(diǎn)進(jìn)行返測。返測時(shí)應(yīng)重新進(jìn)行定線。

6）返測：

7）取往、返測距離的平均值作為直線AB最終的水平距離。式中

Dav——往、返測距離的平均值（m）；D往——往測的距離（m）；D返——返測的距離（m）。距離測量—一般鋼尺量距方法

量距精度通常用相對(duì)誤差K來衡量，相對(duì)誤差K應(yīng)化為分子為１的分?jǐn)?shù)形式。

相對(duì)誤差分母愈大,則K值愈小，精度愈高；反之，精度愈低。

在平坦地區(qū)，鋼尺量距一般方法的相對(duì)誤差一般不應(yīng)大于1/2000。3、精度評(píng)定距離測量—一般鋼尺量距方法

用30m長的鋼尺往返丈量A、B兩點(diǎn)間的水平距離，丈量結(jié)果分別為：往測4個(gè)整尺段，余長為9.98m；返測4個(gè)整尺段，余長為10.02m。計(jì)算A、B兩點(diǎn)間的水平距離DAB及其相對(duì)誤差K。解：距離測量—一般鋼尺量距方法事例1）鋼尺檢定

鋼尺由于材料原因、刻劃誤差、長期使用的變形以及丈量時(shí)溫度和拉力不同的影響，其實(shí)際長度往往不等于尺上所標(biāo)注的長度即名義長度，因此，量距前應(yīng)對(duì)鋼尺進(jìn)行檢定。經(jīng)過檢定的鋼尺，其長度可用尺長方程式表示。距離測量—精密鋼尺量距1、精密鋼尺量距特殊要求式中l(wèi)t—鋼尺在溫度t時(shí)的實(shí)際長度（m）；l0—鋼尺的名義長度（m）；Δl—尺長改正數(shù)（m）；α—鋼尺的膨脹系數(shù)，α=1.25×10-5m/1℃；t0—鋼尺檢定時(shí)的溫度（℃）；t—鋼尺使用時(shí)的溫度（℃）。

2）清理場地清除直線上的障礙物

3）經(jīng)緯儀定線精密量距用經(jīng)緯儀定線。AABB12345

4）測樁頂間高差

利用水準(zhǔn)儀，用雙面尺法或往、返測法測出各相鄰樁頂間高差，往、返觀測一次，以資檢核。相鄰兩樁頂往、返所測高差之差，一般不得超過±10mm；如在限差以內(nèi)，取其平均值作為觀測成果。距離測量—精密鋼尺量距5）溫度測量記錄溫度一次，估讀至0.5℃2、丈量方法

1）

人員組成：兩人拉尺，兩人讀數(shù)，一人測溫度兼記錄，共5人。

2）丈量時(shí)，后尺手掛彈簧秤于鋼尺的零端，前尺手執(zhí)尺子的末端，兩人同時(shí)拉緊鋼尺，把鋼尺有刻劃的一側(cè)貼切于木樁頂十字線的交點(diǎn)，待達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)拉力時(shí)，由后尺手發(fā)出“預(yù)備”口令，兩人拉穩(wěn)尺子，由前尺手喊“好”。在此瞬間，前、后讀尺員同時(shí)讀取讀數(shù)，估讀至0.5mm，并計(jì)算尺段長度。前、后移動(dòng)鋼尺一段距離，同法再次丈量。*3）每一尺段測三次，讀三組讀數(shù)，由三組讀數(shù)算得的長度之差要求不超過2mm，否則應(yīng)重測。

4）如在限差之內(nèi)，取三次結(jié)果的平均值，作為該尺段的觀測結(jié)果。

5）如此繼續(xù)丈量至終點(diǎn)，即完成往測工作。

6）完成往測后，應(yīng)立即進(jìn)行返測。

距離測量—精密鋼尺量距3、成果整理計(jì)算

1）將每一尺段丈量結(jié)果經(jīng)過尺長改正、溫度改正和傾斜改正改算成水平距離，并求總和，得到直線往測、返測的全長。

2）往、返測較差符合精度要求后，取往、返測結(jié)果的平均值作為最后成果。距離測量—精密鋼尺量距（1）尺長改正：

（2）溫度改正：

（3）傾斜改正：

尺段改正后的水平距離：

已知鋼尺的名義長度l0=30m，實(shí)際長度l′=30.005m，檢定鋼尺時(shí)溫度t0=20℃，鋼尺的膨脹系數(shù)α=1.25×10－5。A～1尺段，l=29.3930m，t=25.5℃，hAB=+0.36m，計(jì)算尺段改正后的水平距離。距離測量—精密鋼尺量距解:****距離測量—精密鋼尺量距3）精度評(píng)定

相對(duì)誤差如果在限差以內(nèi)，則取其平均值作為最后成果。若相對(duì)誤差超限，應(yīng)返工重測。

鋼尺量距的誤差定線誤差尺長誤差溫度誤差拉力誤差鋼尺不水平誤差鋼尺對(duì)點(diǎn)及讀書誤差距離測量—精密鋼尺量距

確定直線與標(biāo)準(zhǔn)方向之間的水平角度稱為直線定向。標(biāo)準(zhǔn)方向真子午線方向磁子午線方向坐標(biāo)縱軸方向直線定向—基本含義

一、直線定向的含義二、標(biāo)準(zhǔn)方向的分類1、真子午線方向

通過地球表面某點(diǎn)的子午線的切線方向，稱為該點(diǎn)的真子午線方向。真子午線的切線方向P1P2直線定向—基本含義2．磁子午線方向

磁子午線方向是磁針在地球磁場的作用下，磁針自由靜止時(shí)其軸線所指的方向。AP′PP—北極P′—磁北極

磁子午線方向可用羅盤儀測定。

DQL-1型森林羅盤儀DQL-1B型森林羅盤儀直線定向—儀器設(shè)備3．坐標(biāo)縱軸方向

我國采用高斯平面直角坐標(biāo)系，6°帶或3°帶都以該帶的中央子午線為坐標(biāo)縱軸，因此取坐標(biāo)縱軸方向作為標(biāo)準(zhǔn)方向。xyoP1P2高斯平面直角坐標(biāo)系直線定向—基本含義三、直線方向的表示方法1、方位角1）方位角的定義

從直線起點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)方向北端起，順時(shí)針方向量至直線的水平夾角，稱為該直線的方位角；其角值范圍為0°~360°。12標(biāo)準(zhǔn)方向北端方位角3直線定向—基本含義標(biāo)準(zhǔn)方向真子午線方向磁子午線方向坐標(biāo)縱軸方向真方位角（A）磁方位角（Am）坐標(biāo)方位角（α）2磁北真北坐標(biāo)北AmAα1直線定向—標(biāo)準(zhǔn)方向

由于地面各點(diǎn)的真北（或磁北）方向互不平行，用真（磁）方位角表示直線方向會(huì)給方位角的推算帶來不便，所以在一般測量工作中，常采用坐標(biāo)方位角來表示直線方向。xyoP1P2γγ坐標(biāo)北與真北的關(guān)系直線定向—標(biāo)準(zhǔn)方向2）幾種方位角之間的關(guān)系2磁北真北坐標(biāo)北AmAα1磁偏角δ—真北方向與磁北方向之間的夾角；子午線收斂角γ—真北方向與坐標(biāo)北方向之間的夾角。當(dāng)磁北方向或坐標(biāo)北方向偏于真北方向東側(cè)時(shí)，δ和γ為正；偏于西側(cè)時(shí)，δ和γ為負(fù)。δγ直線定向—方位角3）正、反坐標(biāo)方位角直線1-2：點(diǎn)1是起點(diǎn)，點(diǎn)2是終點(diǎn)。α12—正坐標(biāo)方位角；α21—反坐標(biāo)方位角。α21α12xyoxx12直線2-1：所以一條直線的正、反坐標(biāo)方位角互差180o直線定向—坐標(biāo)方位角