测量学4距离测量与定向

1、4,距离测量与定向,4.1,钢尺量距,4.2,视距测量,4.3,电磁波测距,4.4,直线定向,03:26,1,距离测量是测量的三项基本工作之一,测定地面点之间的水平距离,距离测量的主要方法有,钢卷尺量距,主要指钢卷尺量距,视距测量,利用测量仪器的视距丝测距,电磁波测距,测距仪测距,三角测量法,利用三角形的边角关系求距,离,03:26,2,4.1,钢尺量距,一般量距方法,量距相对精度,1,1000,1,5000,主要用途：图根导线边长丈量、一般工程,的距离测量,精密量距方法,量距相对精度,1,10000,1,40000,主要用途：精密工程的距离测量,03:26,3,03:26,4,2,直线定线,

2、标定各尺段端点在同一直线上的工作称为,直线定线,1,目测定线,03:26,5,2,经纬仪定线,03:26,6,3,定线误差,2,2,D,S,d,S,如果,d=0.10,m,S=40,m,则,D,40,0.10,40= -0.2,mm,2,2,A,到,B,误差是,2,D,-0.4,mm,相对误差,1/200000,A,S,D,1,d,B,03:26,7,3,钢尺量距一般方法,1,平坦地面测量平距,D,nl,q,03:26,8,为了校核、提高精度，还要进行返测，用,D,平均,往、返测长度之差,与全长平均数,D,之比，并化成分子为,1,的分数来衡量距离丈,量的精度。这个比值称为,相对误差,K,K,1

3、,D,平均,D,往,D,返,平坦地区钢尺量距相对误差不应大于,1/3000,03:26,9,2,倾斜地面丈量,当地面坡度较大，不可能将整根钢尺拉,平丈量时，则可将直线分成若干小段进行,丈量。每段的长度视坡度大小、量距的方,便而定,在困难地区钢尺量距相对误差不应大于,1/1000,03:26,10,斜距化平距,B,D,S,h,h,D,h,2,S,D,S,D,h,2,2,2,S,h,A,D,03:26,11,4,钢尺量距精密方法,钢尺量距精密方法和一般方法步骤基本,相同，但要对影响因素加以改正，尺长改,正、温度改正、高差改正、拉力改正、悬,空丈量还得加垂曲改正,1,尺长方程式,l,t,l,0,l,

4、l,0,t,t,0,式中,l,t,钢尺在,t,温度下的实际长度,m,l,0,钢尺名义长度,m,l,尺长改正数,m,钢尺膨胀系数，取,1.2,10,m,C,t,0,钢尺检定时温度，一般取,20,C,t,钢尺量距时温度,C,03:26,12,5,2,改正数计算,l,尺长改正,D,k,D,l,0,温度改正,D,t,D,t,t,0,高差改正,垂曲改正,h,D,h,2,D,8,f,D,D,f,3,l,0,l,0,3,q,D,D,f,2,24,P,2,2,3,2,ql,式中,f,8,P,2,0,03:26,13,5,钢尺量距误差分析与注意事项,1,钢尺量距的误差分析,钢尺量距的主要误差来源有下列几种,尺长

5、误差,钢尺名义长度和实际长度不符，则产生尺长误,差。尺长误差是积累的，丈量的距离越长，误差,越大。因此新购置的钢尺必须经过检定，测出其,尺长改正值,温度误差,钢尺的长度随温度而变化，当丈量时的温度与,钢尺检定时的标准温度不一致时，将产生温度误,差。按照钢的膨胀系数计算，温度每变化1，丈,量距离为,30m,时对距离影响为,0.4mm,03:26,14,钢尺倾斜和垂曲误差,在高低不平的地面上采用钢尺水平法量距时，钢,尺不水平或中间下垂而成曲线时，都会使量得的长,度比实际要大。因此丈量时必须注意钢尺水平，整,尺段悬空时，中间应打托桩托住钢尺，否则会产生,不容忽视的垂曲误差,定线误差,丈量时钢尺没有准

6、确地放在所量距离的直线方向,上，使所量距离不是直线而是一组折线，造成丈量,结果偏大，这种误差称为定线误差。丈量,30m,的距离,当偏差为,0.25m,时，量距偏大,1mm,03:26,15,拉力误差,钢尺在丈量时所受拉力应与检定时的拉,力相同。若拉力变化,2.6kg,尺长将改变,1mm,丈量误差,丈量时在地面上标志尺端点位置处插测,钎不准，前、后尺手配合不佳，余长读数,不准等都会引起丈量误差，这种误差对丈,量结果的影响可正可负，大小不定。在丈,量中要尽力做到对点准确，配合协调,03:26,16,2,钢尺的维护,钢尺易生锈，丈量结束后应用软布擦去尺上的泥,和水，涂上机油以防生锈,钢尺易折断，如果

7、钢尺出现卷曲，切不可用力硬,拉,丈量时，钢尺末端的持尺员应该用尺夹夹住钢尺,后手握紧尺夹加力，没有尺夹时，可以用布或者,纱手套包住钢尺代替尺夹，切不可手握尺盘或尺,架加力，以免将钢尺拖出,在行人和车辆较多的地区量距时，中间要有专人,保护，以防止钢尺被车辆碾压而折断,不准将钢尺沿地面拖拉，以免磨损尺面分划,收卷钢尺时，应按顺时针方向转动钢尺摇柄，切,不可逆转，以免折断钢尺,03:26,17,4.2,视距测量,1,视距测量原理,D,1,D,2,K,l,1,l,2,D,Kl,100,l,03:26,18,2,视准轴水平时的距离和高差公式,视准轴水平时的视距,公式为,D,Kl,100,l,D,Kl,1

8、00,l,测站点到立尺点的高,差为,h,i,v,03:26,19,3,视准轴倾斜时的距离和高差公式,原理,图中,ao,a,bo,b,a,a,o,b,b,o,90,设,l,a,b,l,ab,则,l,a,o,o,b,ao,cos,ob,cos,l,cos,03:26,20,计算,倾斜距离,L,为,L,K,l,Kl,cos,水平距离,D,为,D,L,cos,Kl,cos,2,高差,h,为,或,h,D,tan,i,v,1,h,Kl,sin,2,i,v,2,21,03:26,4.3,电磁波测距,1,测距原理,光电测距仪是通过测量光波在待测距离,D,上往、返传播的时间,t,2D,计算待测距离,D,1,D,

9、ct,2,D,2,03:26,22,2,测距方法,光电测距仪按照,t,2D,的不同测量方式,可分为,脉冲式（直接测定时间,相位式（间接测定时间,03:26,23,3,测距仪的精度,m,D,a,10,bD,6,式中,m,D,测距中误差，单位为,mm,a,固定误差，单位为,mm,b,比例误差,D,以,km,为单位的距离,03:26,24,4,距离计算,1,仪器常数改正,测距仪的乘常数,R,和加常数,K,加常数,K=L,L,mm,乘常数,R,的单位是,mm/km,对于观测值为,L,的距离，其常数改正值为,L,k,K,R,L,03:26,25,2,气象改正,RED mini,测距仪的气象改正公式为,0

10、,3872,P,L,t,278,96,L,1,0,003661,t,式中,Lt,气象改正值，单位为,mm,P,测站气压，单位为,mmHg,1,mmHg=133.322Pa,t,测站温度，单位为,C,L,距离，单位为,km,03:26,26,3,倾斜改正,D,L,cos,L,经过常数改正和气象改正后的距,经纬仪测定的测线竖直角,03:26,27,5,光电测距的注意事项,1,防止日晒雨淋，在仪器使用和运输中应注意防震,2,严防阳光及强光直射物镜，以免损坏光电器件,3,仪器长期不用时，应将电池取出,4,测线应离开地面障碍物一定高度，避免通过发热体,和较宽水面上空，避开强电磁场干扰的地方,5,镜站的后

11、面不应有反光镜和强光源等背景干扰,6,应在大气条件比较稳定和通视良好的条件下观测,返回,03:26,28,4.4,直线定向,确定直线与标准方向之间的水平角称为,直线定向,标准方向顺时针到直线的水平角叫方位,角,标,准,方,向,真子午线方向,磁子午线方向,坐标纵轴方向,03:26,真方位角,磁方位角,坐标方位角,29,1,方位角,1,真方位角,通过地球表面某点的,真,子午线的切线方向,称为,该点的真子午线方向,该方向顺时针到直线的,水平角叫真方位角,03:26,P,1,P2,真子午线的切线方向,30,2,磁方位角,磁子午线方向是磁针在,地球磁场的作用下，磁针,自由静止时其轴线所指的,方向,P,北

12、极,P,磁北极,A,P,P,该方向顺时针到直线的,水平角叫磁方位角,03:26,31,3,坐标纵轴方向,x,高斯平面直角坐标系中,的,X,轴，叫坐标纵轴方向,该方向顺时针到直线的,P,2,P,1,y,o,水平角叫坐标方位角,高斯平面直角坐标系,03:26,32,2,几种方位角之间的关系,A,A,A,m,坐标北,真北,磁北,A,A,m,A,m,1,2,磁偏角,真北方向与磁北方向之间的夹角,子午线收敛角,真北方向与坐标北方向之间的夹角,当磁北方向或坐标北方向偏于真北方向东侧时，和,为正；偏于西侧时,和为负,03:26,33,由于地面各点的真北,或磁北）方向互不,平行，用真（磁）方,位角表示直线方向会,给方位角的推算带来,不便，所以在一般测,量工作中，常采用坐,标方位角来表示直线,方向,03:26,x,P,2,P,1,y,o,坐标北与真北的关系,34,3,象限角,直线与标准方向间所夹的,锐角,叫象限角,用,R,表示,4,北,x,O1,1,y,东,2,直线,O1,O2,O3,O4,R,与,的关系,RO4,R,O1,O4,西,O1,R,O1,O2,180,R,O2,O3,180,R,O3,O4,360,R,O4,35,o,RO3,3,O3,O2,R,O2,南,03:26,4,坐标方位角的推算