距离测量及直线定线

1、 距离测量与直线定向 1 1、距离测量的主要任务是测量水平距离。水平距离是指地面上两点垂直投影在同一水平面上的直线距离。2、直线定向是确定两点间相对位置关系的必要环节、直线定向是确定两点间相对位置关系的必要环节。钢尺量距 普通视距 光电测距 距离测量距离测量教学重点教学重点一、量距的工具一、量距的工具1.钢尺 根据尺的零点位置不同，根据尺的零点位置不同，有端点尺和刻线尺之分。有端点尺和刻线尺之分。 2.2.测杆测杆 3.3.测钎测钎 4.4.锤球、弹簧秤和温度计锤球、弹簧秤和温度计 距离测量距离测量钢尺量距钢尺量距 按精度要求的不同，直线定线分为：按精度要求的不同，直线定线分为： 目估定线目估

2、定线 经纬仪定线经纬仪定线 距离测量距离测量一般钢尺量距方法一般钢尺量距方法一尺段无法完成丈量工作时，一尺段无法完成丈量工作时，二、钢尺量距方法二、钢尺量距方法 距离测量距离测量一般钢尺量距方法一般钢尺量距方法 设A、B两点互相通视，要在A、B两点间的直线上标出1、2中间点。（1）在A、B点上竖立花杆，甲站在A点花杆后约1m处，目测花杆B的同侧，构成一视线，（2）指挥乙在1附近左右移动花杆，直到甲从A点沿花杆的同一侧看到A、1、B三支花杆在同一条线上为止。（3）同法可以定出直线上的其它点。要点：1、两点间定线，一般应由远到近进行定线。 2、定线时，所立花杆应竖直。 3、为了不挡甲的视线，乙持花

3、杆应站立在垂直于直线方向的一侧。 距离测量距离测量一般钢尺量距方法一般钢尺量距方法（1 1）清除直线上的障碍物后，在）清除直线上的障碍物后，在A A点安置经纬仪对中、整平。点安置经纬仪对中、整平。（2 2）照准）照准B B点处的花杆点处的花杆( (或测钎或测钎) )，使花杆底部位于望远镜的竖，使花杆底部位于望远镜的竖 丝上后固定照准部。丝上后固定照准部。（3 3）在经纬仪所指的方向上用钢尺进行概量，依次定出比一）在经纬仪所指的方向上用钢尺进行概量，依次定出比一 整尺段略短的整尺段略短的1 1、2 2、3 3、5 5个转点。在各尺段端点打个转点。在各尺段端点打 下大木桩，桩顶高出地面下大木桩，桩

4、顶高出地面35cm35cm。AABB12345 qnlDAB式中 n整尺段数； l钢尺长度（m）； q不足一整尺的余长（m）。1）丈量时，后尺手甲拿着钢尺的末端在起点A，前尺手乙拿钢尺的零点 一端沿直线方向前进，2）将钢尺通过定线时的中间点，保证钢尺在AB直线上，不使钢尺扭曲， 将尺子抖直、拉紧(30m钢尺用100N拉力，50m钢尺用150N拉力)、拉平3）甲、乙拉紧钢尺后，甲把尺的末端对准起点A并喊“预备”，当尺拉稳 拉平后喊“好”，乙在听到甲所喊出的“好”的同时，把测钎对准钢尺零 点刻划垂直地插入地面，这样就完成了第一整尺段的丈量。4）甲、乙两人抬尺前进，甲到达测钎或划记号处停住，重复上述

5、操作， 量完第二整尺段。5）最后丈量不足一整尺段时，乙将尺的零点刻划对准B点，甲在钢尺上 读取不足一整尺段值，则A、B两点间的水平距离为 ： 距离测量距离测量一般钢尺量距方法一般钢尺量距方法2.2.平坦地面的丈量方法平坦地面的丈量方法 )(21av返往DDD 钢尺量距时，一般还应由B点量至A点进行返测。返测时应重新进行定线。 6 6） 返测返测： 7 7）取往、返测距离的平均值作为直线AB最终的水平距离。式中 D Davav往、返测距离的平均值（m m）；）； D D往往往测的距离（m m）；）； D D返返返测的距离（m m）。）。 距离测量距离测量一般钢尺量距方法一般钢尺量距方法返往返往D

6、DDDDDKavav1 量距精度通常用相对误差量距精度通常用相对误差K K来衡量，相对误差来衡量，相对误差K K应化为分子为应化为分子为的分数形式。的分数形式。 相对误差分母愈大相对误差分母愈大, ,则则K K值愈小，精度愈高；反之，精度愈值愈小，精度愈高；反之，精度愈低。低。 在平坦地区，钢尺量距一般方法的相对误差一般不应大于在平坦地区，钢尺量距一般方法的相对误差一般不应大于1/2 1/2 000000。3 3、精度评定、精度评定 距离测量距离测量一般钢尺量距方法一般钢尺量距方法 用30m长的钢尺往返丈量A、B两点间的水平距离，丈量结果分别为：往测4个整尺段，余长为9.98m；返测4个整尺段

7、，余长为10.02m。计算A、B两点间的水平距离DAB及其相对误差K。m98.129m98. 9m304 qnlDABm02.130m02.10m304 qnlDBAm00.130m)02.130m98.129(21)(21av BAABDDD32501m00.130m04. 0m00.130m02.130m98.129av DDDKBAAB解：解： 距离测量距离测量一般钢尺量距方法事例一般钢尺量距方法事例1 1）钢尺检定 钢尺由于材料原因、刻划误差、长期使用的变形以及丈量时温度和钢尺由于材料原因、刻划误差、长期使用的变形以及丈量时温度和拉力不同的影响，其实际长度往往不等于尺上所标注的长度即名

8、义长度，拉力不同的影响，其实际长度往往不等于尺上所标注的长度即名义长度，因此，量距前应对钢尺进行检定。经过检定的钢尺，其长度可用尺长方因此，量距前应对钢尺进行检定。经过检定的钢尺，其长度可用尺长方程式表示。程式表示。 距离测量距离测量精密钢尺量距精密钢尺量距1、精密钢尺量距特殊要求、精密钢尺量距特殊要求式中lt钢尺在温度t时的实际长度（m）； l0钢尺的名义长度（m）； l尺长改正数（m）； 钢尺的膨胀系数，=1.2510-5m/1； t0钢尺检定时的温度（）； t钢尺使用时的温度（）。000)(lttlllt 2 2）清理场地）清理场地 清除直线上的障碍物清除直线上的障碍物 3）经纬仪定线精

9、密量距用经纬仪定线。AABB12345 4）测桩顶间高差 利用水准仪，用双面尺法或往、返测法测出各相邻桩顶间高差，利用水准仪，用双面尺法或往、返测法测出各相邻桩顶间高差， 距离测量距离测量精密钢尺量距精密钢尺量距5 5）温度测量）温度测量 记录温度一次，估读至记录温度一次，估读至0.50.52、丈量方法 1 1） 人员组成：人员组成：两人拉尺，两人读数，一人测温度兼记录，共两人拉尺，两人读数，一人测温度兼记录，共5 5人。人。 2 2）丈量时，后尺手挂弹簧秤于钢尺的零端，前尺手执尺子的末端，两）丈量时，后尺手挂弹簧秤于钢尺的零端，前尺手执尺子的末端，两人同时拉紧钢尺，把钢尺有刻划的一侧贴切于木

10、桩顶十字线的交点，待达人同时拉紧钢尺，把钢尺有刻划的一侧贴切于木桩顶十字线的交点，待达到标准拉力时，由后尺手发出到标准拉力时，由后尺手发出“预备预备”口令，两人拉稳尺子，由前尺手喊口令，两人拉稳尺子，由前尺手喊“好好”。在此瞬间，前、后读尺员同时读取读数，估读至。在此瞬间，前、后读尺员同时读取读数，估读至0.5mm0.5mm，并计算，并计算尺段长度。前、后移动钢尺一段距离，同法再次丈量。尺段长度。前、后移动钢尺一段距离，同法再次丈量。 * 3 3）每一尺段测三次，读三组读数，由三组读数算得的长度之差要求不）每一尺段测三次，读三组读数，由三组读数算得的长度之差要求不超过超过2mm2mm，否则应重

11、测。，否则应重测。 4 4）如在限差之内，取三次结果的平均值，作为该尺段的观测结果。）如在限差之内，取三次结果的平均值，作为该尺段的观测结果。 5 5）如此继续丈量至终点，即完成往测工作。 6）完成往测后，应立即进行返测。完成往测后，应立即进行返测。 距离测量距离测量精密钢尺量距精密钢尺量距3、成果整理计算 1）将每一尺段丈量结果经过尺长改正、温度改正和倾斜改正改算成水将每一尺段丈量结果经过尺长改正、温度改正和倾斜改正改算成水平距离，并求总和，得到直线往测、返测的全长。平距离，并求总和，得到直线往测、返测的全长。 2 2）往、返测较差符合精度要求后，取往、返测结果的平均值作为最后往、返测较差符

12、合精度要求后，取往、返测结果的平均值作为最后成果。成果。 距离测量距离测量精密钢尺量距精密钢尺量距lllld0 （1）尺长改正：lttlt)(0 （2 2）温度改正）温度改正：lhlh22 htdllllD （3 3）倾斜改正：）倾斜改正： 尺段改正后的水平距离：尺段改正后的水平距离： 已知钢尺的名义长度l0=30 m，实际长度l=30.005 m，检定钢尺时温度t0=20，钢尺的膨胀系数=1.25105。A1尺段，l=29.3930m，t=25.5，hAB=+0.36m，计算尺段改正后的水平距离。 距离测量距离测量精密钢尺量距精密钢尺量距m005. 0m30m005.300 lllmm9 .

13、 4m0049. 0m3930.29m30m005. 00 lllldm3930.29C)20C5 .25(1025. 1)(50 lttlt mm9 . 1m0019. 0 解:mm2 . 2m0022. 0m3930.292m)36. 0(222 lhlhhtdAllllD 1m3976.29 m0022. 0m0019. 0m0049. 0m3930.29 * 距离测量距离测量精密钢尺量距精密钢尺量距3 3）精度评定）精度评定返往返往DDDDDDKavav1 相对误差如果在限差以内，则取其平均值作为最后成相对误差如果在限差以内，则取其平均值作为最后成果。若相对误差超限，应返工重测。果。若

14、相对误差超限，应返工重测。钢尺量距的误差钢尺量距的误差定线误差定线误差尺长误差尺长误差温度误差温度误差拉力误差拉力误差钢尺不水平误差钢尺不水平误差钢尺对点及读书误差钢尺对点及读书误差 距离测量距离测量精密钢尺量距精密钢尺量距 确定直线与标准方向之间的水平角度称为直线定向确定直线与标准方向之间的水平角度称为直线定向。标标准准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 直线定向直线定向基本含义基本含义 一、直线定向的含义一、直线定向的含义1、真子午线方向 通过地球表面某点的通过地球表面某点的子午线的切子午线的切线方向，线方向，称为该点的真子午线方向。称为该点的

15、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 直线定向直线定向基本含义基本含义2 2磁子午线方向磁子午线方向 磁子午线方向是磁针在地球磁磁子午线方向是磁针在地球磁场的作用下，场的作用下，磁针自由静止时其轴磁针自由静止时其轴线所指的方向。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 直线定向直线定向仪器设备仪器设备3 3坐标纵轴方向坐标纵轴方向 我国采用高斯平面直角坐标系，我国采用高斯平面直角坐标系，6 6带带或或3 3

16、带都以该带的中央子午线为坐标纵带都以该带的中央子午线为坐标纵轴，因此取轴，因此取坐标纵轴方向坐标纵轴方向作为标准方向作为标准方向。xyoP1P2高斯平面直角坐标系高斯平面直角坐标系 直线定向直线定向基本含义基本含义1 1、方位角、方位角1）方位角的定义 从直线起点的标准方向北端起，顺时针从直线起点的标准方向北端起，顺时针方向量至直线的水平夹角，称为该直线的方向量至直线的水平夹角，称为该直线的方位角；其角值范围为方位角；其角值范围为0 0 360 360。12标准方向北端标准方向北端方位角方位角3 直线定向直线定向基本含义基本含义标标准准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

17、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 直线定向直线定向标准方向标准方向 由于地面各点的真北由于地面各点的真北（或磁北）方向互不平（或磁北）方向互不平行，用真（磁）方位角行，用真（磁）方位角表示直线方向会给方位表示直线方向会给方位角的推算带来不便，所角的推算带来不便，所以在一般测量工作中，以在一般测量工作中，常采用坐标方位角来表常采用坐标方位角来表示直线方向示直线方向。xyoP1P2坐标北与真北的关系坐标北与真北的关系 直线定向直线定向标准方向标准方向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。 直线定向直线定向方位角方位角3 3）正、反坐标方位角）正、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 正正坐标方位角；坐标方位角；21 21 反反坐标方位角。坐标方位角。2112xyoxx1218