距离测量及直线定向ppt课件

1、钢尺量距 普通视距 光电测距 垂球垂球钢尺钢尺端点尺和刻线尺端点尺和刻线尺钢尺钢尺测钎测钎标杆标杆弹簧秤弹簧秤二、二、 钢尺量距的普通方法钢尺量距的普通方法 1、直线定线标定各尺段端点在同不断线上的任务称为直线定线。2、平坦地面的量距A、B两点间的程度间隔 为：qnlD式中：n 尺段数； l 钢尺的尺长； q 缺乏一整尺的余长。 为了校核、提高精度，还要进展返测，用往、返测长度之差 与全长平均数 之比，并化成分子为1的分数来衡量间隔 丈量的精度。这个比值称为相对误差K：D平均D返往平均DDDK1 平坦地域钢尺量距相对误差不应大于1/30003、倾斜地面丈量 在困难地域钢尺量距相对误差不应大于1

2、/1000 当地面坡度较大，不能够将整根钢尺拉平丈量时，那么可将直线分成假设干小段进展丈量。每段的长度视坡度大小、量距的方便而定。三、钢尺量距精细方法1/10000 1、经纬仪定线 将经纬仪安顿于A点，瞄准B点，然后在AB的视野上用钢尺量距，依次定出比钢尺一整尺略短的尺段端点1，2，。在各尺段端点打入木桩，桩顶高出地面5cm10cm，在每个桩顶刻划十字线，其中一条在AB方向上，另一条垂直AB方向，以其交点作为钢尺读数的根据。A1325B42、量距 量距是用经过检定的钢尺，两人拉尺，两人读数，一人记录及观测温度。 量距时由后尺手用弹簧秤控制施加于钢尺的拉力(30 m钢尺，规范拉力为100 N)。

3、前、后读数员应同时在钢尺上读数，估读到0.5mm。每尺段要挪动钢尺三次不同位置，三次丈量结果的互差不应超越2mm，取三段丈量结果的平均值作为尺段的最后结果。 随之进展返测，如要进展温度和倾斜矫正，还要观测现场温度和各桩顶高差。经过检定的钢尺长度可用尺长方程示：000)(lttlllt温度为t时的钢尺实践长度；钢尺的名义长度；尺长矫正值，即温度在 时钢尺全长矫正数；钢尺膨胀系数，普通取=1.25 钢尺检定时的温度；量距时的温度。tl0ll0tt105)(10C0t四、尺长方程五、钢尺量距成果整理 精细量距结果应进展以下三项矫正1、尺长矫正2、温度矫正lllld0lttlt)(0l 全长矫正数0l

4、 名义长度0l 任一尺段 钢尺膨胀系数 t 丈量时温度 t0 规范温度当为斜距时应换算成平距d，那么倾斜矫正值为：llhllhlldlh21222122)1 ()(将上式 项展开成级数： 2122)1 (lh3424422821)821 (lhlhlhlhllh取第一项lhlh223.倾斜矫正 每一尺段矫正后的程度间隔 为：htdlllld例题：用尺长方程为例题：用尺长方程为的钢尺实测的钢尺实测ABAB尺段如图，长度尺段如图，长度l=29.896m,Al=29.896m,A、B B两点间高差两点间高差h=0.272m,h=0.272m,丈量时丈量时的温度的温度t=25.8t=25.8C,C,试

5、求试求ABAB尺段的程度间隔尺段的程度间隔 。mCtCmmlt30)20(1025. 10025. 030015 解：解：1 1尺长矫正尺长矫正mmlllld0025.0)896.29300025.0(03 3倾斜矫正倾斜矫正4 4A-BA-B尺段程度间隔尺段程度间隔 mmmlhlh0012.0896.292)272.0(222mlllldhtd900.292 2温度矫正温度矫正mmCCClttlt0022.0896.29)208.25(1025.1)(001050六、钢尺量距误差及本卷须知六、钢尺量距误差及本卷须知1、尺长误差2、温度误差3、拉力误差4、钢尺倾斜误差5、定线误差6、丈量误差前

6、往 普通视距丈量的精度普通视距丈量的精度普通为普通为1/2001/300，但，但由于操作简便，不受地形由于操作简便，不受地形起伏限制，可同时测定间起伏限制，可同时测定间隔隔 和高差，被广泛用于测和高差，被广泛用于测距精度要求不高的地形丈距精度要求不高的地形丈量中。量中。 视距丈量是视距丈量是利用视距丝配利用视距丝配合标尺读数来合标尺读数来完成的。完成的。望远镜十字丝环望远镜十字丝环视距丝视距丝mnlfdD = p + f + d D = K l+CK=100 , C=0一、视野程度时的测距原理一、视野程度时的测距原理mnfk 图中图中bboaao90obboaa设设ablbal,那那么么cos

7、coscoslobaobooaloAiDaabBvbLh 原理：倾斜间隔倾斜间隔 L为：为：cosKllKL2coscosKlLDviKlhviDh2sin21tan或或oAiDaabBvbLh 计算：程度间隔程度间隔 D为：为： 高差高差h为：为：例题：如上图，在例题：如上图，在A点量取经纬仪高度点量取经纬仪高度i=1.400m，望远镜照准，望远镜照准B点标尺，中丝、点标尺，中丝、上丝、下丝读数分别为上丝、下丝读数分别为v=1.400m，b=1.242m，a=1.558m，=327 ,试求试求A、B两点间的程度间隔两点间的程度间隔 和高差。和高差。解：解：1尺间距尺间距2程度间隔程度间隔 3

8、高差高差mmbal316.0)242.1558.1(mmKlD49.31723cos316. 0100cos22mmmmviDh90.140.140.1723tan49.31tan4、 视距丈量误差及本卷须知此外还有：标尺分划误差、竖直角观测误差、此外还有：标尺分划误差、竖直角观测误差、 视距常数误差等。视距常数误差等。视距丈量差视距丈量差前往 电磁波测距仪是用电磁波光波或微波作为 载波传输测距信号以丈量两点间间隔 的一种方法。 电磁波测距仪的分类：按载波分 1、光电测距仪 可见光、红外光、激光 2、微波测距仪 无线电波、微波红外测距仪红外测距仪按测程分测程：测距仪一次所能测的最远间隔 。短程

9、测距仪 测程小于5km； 中程测距仪 测程在5km-30km； 远程测距仪 测程在30km以上。 电磁波测距仪的优点： 1、测程远、精度高。 2、受地形限制少等优点。 3、作业快、任务强度低。 建筑工程丈量中运用较多的是短程 红外光电测距仪。 光电测距仪是经过丈量光波在待测间隔 D上 往、返传播的时间t2D，计算待测间隔 D：式中：式中：c 光波在空气中的传播速度光波在空气中的传播速度D221ctD二、测距原理 光电测距仪按照t2D的不同丈量方式，可分为：脉冲式直接测定时间相位式间接测定时间1、脉冲式 脉冲式光电测距仪是将发射光波的光强调制成一定频率的尖脉冲，经过丈量发射的尖脉冲在待测间隔 上

10、往返传播的时间来计算间隔 。脉冲测距原理图002fqqTtD：脉冲的振荡频率0fq：计数器计得的时钟 脉冲个数 计数器只能记忆整数个时钟脉冲，不足一周期的时间被丢掉了。测距精度较低，普通在“米级，最好的达“分米级。2、相位式 相位式光电测距仪是将发射光强调制成正弦波的方式，经过丈量正弦光波在待测距离上往、返传播的相位移来解算时间。 将返程的正弦波以棱镜站为中心对称展开后的图形：N2由于D2 2 tft，所以fNt22）（NN2)2(2NfcD那么：式中 ，2N10 Nm103C8取，那么不同的调制频率对应的测尺长见下表：调制频率测尺长2ZMH15ZMH5 . 7ZMH5 . 1ZKH150ZK

11、H7510m20m100m1km2km 调制频率越大，测尺长度越短。 相位式测距仪的根本任务原理图：1、由发射系统发射一个调制光波，同时至检相器；2、调制光波在待测间隔 上传播，反射镜反射后，经接 收系统进入检相器；3、检相器将发射信号与接纳信号进展相位比较，测出 相位差 ；4、每改动频率f 后的调制光波，测出一个 ，组合后经 微处置器计算显示结果。2、测距仪的精度：、测距仪的精度：)10(6bDamD式中：式中：mD 测距中误差，单位为测距中误差，单位为mm； a 固定误差，单位为固定误差，单位为mm； b 比例误差；比例误差； D 以以km为单位的间隔为单位的间隔 。 RED mini短程

12、红外测距仪的精度为短程红外测距仪的精度为 当间隔当间隔 D为为0.6km时，测距精度是时，测距精度是mD=5.8mm。 ( 通常写作通常写作ppm)1055(6DmmmD610四、RED mini红外测距仪各种反射棱镜各种反射棱镜经纬仪与测距仪配接经纬仪与测距仪配接测距仪功能键盘测距仪功能键盘1、仪器简介： 经纬仪瞄准觇牌中心的视野与测距仪瞄准反射棱镜中心的视野坚持平行。 调整经纬仪望远镜，使十字 丝对 准反射棱镜的觇牌中心 调整测距仪望远镜，使十字丝对准反射棱镜中心2、间隔、间隔 计算：计算：1 1仪器常数矫正测距仪的乘常数仪器常数矫正测距仪的乘常数R R和加和加常数常数K K加常数加常数K

13、=L L mm乘常数乘常数R的单位是的单位是mm/km对于观测值为对于观测值为L 的间隔的间隔 ，其常数矫正值为：，其常数矫正值为：LRKLk2 2气候矫气候矫正正RED mini测距仪的气候矫正公式为：测距仪的气候矫正公式为：LtPLt003661.013872.096.278式中：式中：Lt气候矫正值，单位为气候矫正值，单位为mm； P测站气压，单位为测站气压，单位为mmHg， 1 mmHg=133.322Pa； t测站温度，单位为测站温度，单位为C； L间隔间隔 ，单位为，单位为km 。3 3 倾斜矫正倾斜矫正cosLD LL经过常数矫正和气候矫正后的距；经过常数矫正和气候矫正后的距；经

14、纬仪测定的测线竖直角。经纬仪测定的测线竖直角。五、光电测距的本卷须知(1) (1) 防止日晒雨淋，在仪器运用和运输中应留意防震。防止日晒雨淋，在仪器运用和运输中应留意防震。(2) (2) 严防阳光及强光直射物镜，以免损坏光电器件。严防阳光及强光直射物镜，以免损坏光电器件。(3) (3) 仪器长期不用时，应将电池取出。仪器长期不用时，应将电池取出。 (4) (4) 测线应分开地面妨碍物一定高度，防止经过发热体测线应分开地面妨碍物一定高度，防止经过发热体 和较宽水面上空，避开强电磁场干扰的地方。和较宽水面上空，避开强电磁场干扰的地方。(5) (5) 镜站的后面不应有反光镜和强光源等背景干扰。镜站的

15、后面不应有反光镜和强光源等背景干扰。(6) (6) 应在大气条件比较稳定和通视良好的条件下观测。应在大气条件比较稳定和通视良好的条件下观测。前往 确定直线与规范方向之间的程度角度称为确定直线与规范方向之间的程度角度称为直线定向。直线定向。规规范范方方向向真子午线方向真子午线方向磁子午线方向磁子午线方向坐标纵轴方向坐标纵轴方向1、真子午线方向 经过地球外表某点的真子午线的切线方向，称为该点的真子午线方向。真子午线的切线方向真子午线的切线方向P1P2 真子午线方向是用天文丈量方法或用陀螺经纬仪测定的。 陀螺仪陀螺仪GP1-2AGP1-2A2磁子午线方向 磁子午线方向是磁针在地球磁场的作用下，磁针自

16、在静止时其轴线所指的方向。AP PPP北极北极 P P 磁北极磁北极 磁子午线方向可用罗盘仪测定。磁子午线方向可用罗盘仪测定。 DQL-1DQL-1型森林罗盘仪型森林罗盘仪DQL-1BDQL-1B型森林罗盘仪型森林罗盘仪3坐标纵轴方向 我国采用高斯平面直角坐标系，6带或3带都以该带的中央子午线为坐标纵轴，因此取坐标纵轴方向作为规范方向。xyoP1P2高斯平面直角坐标系高斯平面直角坐标系1、方位角1方位角的定义 从直线起点的规范方向北端起，顺时针方向量至直线的程度夹角，称为该直线的方位角；其角值范围为0 360。12规范方向北端规范方向北端方位角方位角22222规规范范方方向向真子午线方向真子午

17、线方向磁子午线方向磁子午线方向坐标纵轴方向坐标纵轴方向真方位角真方位角A磁方位角磁方位角Am坐标方位角坐标方位角 2磁北磁北真北真北坐标北坐标北AmA1 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，所以在普通丈量任务中，常采用坐标方位角来表示直线方向。xyoP1P2坐标北与真北的关系坐标北与真北的关系2几种方位角之间的关系 mAAAmA2磁北磁北真北真北坐标北坐标北AmA1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。3 3正、反坐标方位角正、

18、反坐标方位角 直线直线1-2 1-2 ：点：点1 1是起点，点是起点，点2 2是终点。是终点。12 12 正坐标方位角；正坐标方位角；21 21 反坐标方位角。反坐标方位角。2112xyoxx1218012211802112180正反直线直线2-12-1：所以一条直线的正、反坐标方位角互差1802、 象限角 某直线的象限角是由直线起点的规范方向某直线的象限角是由直线起点的规范方向北端或南端起，沿顺时针或逆时针方向量至该北端或南端起，沿顺时针或逆时针方向量至该直线的锐角，用直线的锐角，用R R表示。表示。直线直线R与与的关系的关系O1O2O3O4北北西西y东东南南xoRO1RO3RO2RO4O1O2O3O41234O1=RO1O2=180RO2O3=180 RO3O4=360RO4 12 12知，经过连测求得知，经过连测求得1212边与边与2323边的衔接角为边的衔接角为2 2 右角、右角、 2323边与边与3434边