水利工程测量直线定向及距离测量

1、水利工程测量水利工程测量1直线定向直线定向The Line Direction距离丈量距离丈量The Distance Measurement 视距测量视距测量The Stadia第四章第四章 直线定向及距离测量直线定向及距离测量 水利工程测量水利工程测量24-1 4-1 钢卷尺量距钢卷尺量距一、距离丈量的工具一、距离丈量的工具 The Tool of Measurement 丈量距离的工具主要有钢卷尺及皮尺，丈量距离的工具主要有钢卷尺及皮尺， 其次还有花杆、测钎等辅助工具。其次还有花杆、测钎等辅助工具。（1）钢卷尺，分端点尺和刻划尺两种，如图）钢卷尺，分端点尺和刻划尺两种，如图4-9所示。所

2、示。有有15m、20m、30m、50m等等。（2）皮尺，精度稍低，伸缩性较大，使用时不宜浸于水中。）皮尺，精度稍低，伸缩性较大，使用时不宜浸于水中。水利工程测量水利工程测量3（三）、辅助工具三）、辅助工具 花杆是用来标定点位及方向，测钎是用来标定尺子端点的位置及计算丈量过的整尺段数。水利工程测量水利工程测量4二、丈量距离的一般方法二、丈量距离的一般方法 The Common Methods of Distant Measurement 距离丈量可分为平坦地面的距离丈量和斜坡地面距离丈量可分为平坦地面的距离丈量和斜坡地面的距离丈量。的距离丈量。 （一）平坦地面的距离丈量（一）平坦地面的距离丈量

3、方法如下图所示：方法如下图所示：水利工程测量水利工程测量5计算：计算：AB两点间的距离公式两点间的距离公式 D=nl+q 式中：式中： n整尺段数整尺段数 L 尺子长度尺子长度 q不足一整尺的余长不足一整尺的余长相对误差：较差与往返丈量长度的平均值之比。相对误差：较差与往返丈量长度的平均值之比。用用K 表示。表示。 21返往平平返往DDDMDDDDDK水利工程测量水利工程测量6（二）倾斜地面的距离丈量法（二）倾斜地面的距离丈量法1、 平量法：平量法： L=l1+l2+ln2、 斜量法：斜量法： D=Lcos 水利工程测量水利工程测量7三、丈量距离的精密方法三、丈量距离的精密方法The Prec

4、ision Method of Distant Measurement（一）（一）定线定线 按基线两端点的固定桩用经纬仪定线。按基线两端点的固定桩用经纬仪定线。（二）（二）测定桩顶间高差测定桩顶间高差 用水准仪测定各段桩顶间的高差，用水准仪测定各段桩顶间的高差，以计算倾斜改正。以计算倾斜改正。（三）（三）量距量距 用检定过的钢卷尺丈量相邻木桩之间的距用检定过的钢卷尺丈量相邻木桩之间的距离。记录每尺段的温度，往返丈量。离。记录每尺段的温度，往返丈量。htlllll0l水利工程测量水利工程测量（四）成果整理（四）成果整理包括：包括： 尺长改正尺长改正温度改正温度改正 此处的此处的 指钢尺的实际长度

5、指钢尺的实际长度 倾斜改正倾斜改正最后得改正后尺段的水平长度为最后得改正后尺段的水平长度为 lll0)(0ttlltlhlh228测量时的钢尺温度检定时的标准温度钢尺的温度线膨胀系数即尺长改正数名义长度的差数际长度与在标准温度下，钢尺实钢尺的名义长度ttllttllllt00000,水利工程测量水利工程测量9四、钢尺的检定与尺长方程式四、钢尺的检定与尺长方程式The Verification of Steel Ruler and the Ruler Length Equation 钢尺长度方程式钢尺长度方程式1）尺长误差）尺长误差 系统系统2）温度的影响）温度的影响 部分系统，部分偶然部分系统

6、，部分偶然3）倾斜变化的影响）倾斜变化的影响 系统系统4）拉力的误差）拉力的误差 偶然偶然5）钢尺不水平的误差）钢尺不水平的误差 系统系统6）定线误差）定线误差 系统系统7）读数误差）读数误差 偶然偶然水利工程测量水利工程测量10五、距离丈量的误差及其消减方法五、距离丈量的误差及其消减方法The Error of Distant Measurement and the Decrease Methods水利工程测量水利工程测量114-24-2 视距测量视距测量 4-2 The Stadia一、视距测量原理一、视距测量原理 The Principle the Stadia 视距测量是利用经纬仪望远

7、镜内的视距测量是利用经纬仪望远镜内的视距装置视距装置配合配合视距尺，根据几何光学和三角测量原理，同时测定距视距尺，根据几何光学和三角测量原理，同时测定距离和高差的方法。离和高差的方法。 此种方法精度较低，相对误差仅有（此种方法精度较低，相对误差仅有（1/200-1/300），优点是简便而速度又较快。），优点是简便而速度又较快。水利工程测量水利工程测量12（一）、视线水平时的距离与高差公式（一）、视线水平时的距离与高差公式DdfvlpiABplfdflpfD距离公式距离公式水利工程测量水利工程测量13 在视线水平时，计算两点间的水平距离在视线水平时，计算两点间的水平距离公式为：公式为： D= k

8、 l 令：令：cfkpf,D=Kl+C则：则：k视距乘常数视距乘常数c视距加常数视距加常数常用的内对光望远镜的视距常数在设计时使常用的内对光望远镜的视距常数在设计时使k=100， c0水利工程测量水利工程测量14（二）、视线倾斜时的距离与高差公式（二）、视线倾斜时的距离与高差公式水利工程测量水利工程测量15如视线无阻挡时，可使如视线无阻挡时，可使 i = S，公式可简化为：，公式可简化为：2coscoslKDDSitgDh倾斜距离：倾斜距离：coslklkD所以所以A、B的水平距离：的水平距离：由此可得由此可得A、B两点高差为：两点高差为：tgDh水利工程测量水利工程测量16二、视距测量的方法

9、二、视距测量的方法 The Methods of the Stadia1、在测站点安置仪器、在测站点安置仪器,量取仪器高量取仪器高 i 。(测站点至仪测站点至仪器横轴的高度器横轴的高度,量至厘米量至厘米)。2、盘左位置瞄准视距尺，读取水准尺的下丝、上、盘左位置瞄准视距尺，读取水准尺的下丝、上丝及中丝读数。丝及中丝读数。3、使竖盘水准管气泡居中，读取竖盘读数，然后、使竖盘水准管气泡居中，读取竖盘读数，然后 计算竖直角。计算竖直角。4、计算水平距离。、计算水平距离。5、计算高差和高程。、计算高差和高程。水利工程测量水利工程测量171、视距尺分划误差、视距尺分划误差2、乘常数、乘常数K不准确的误差不

10、准确的误差3、竖直角测角误差、竖直角测角误差4、视距丝读数误差、视距丝读数误差5、视距尺倾斜对视距测量影响、视距尺倾斜对视距测量影响6、外界气象条件对视距测量影响、外界气象条件对视距测量影响三、视距测量误差分析三、视距测量误差分析 The Error of the Stadia 水利工程测量水利工程测量184-3 4-3 直线定向直线定向 4-3The Line Direction确定一直线的方向，即确定直线与标准方确定一直线的方向，即确定直线与标准方向之间的角度关系。向之间的角度关系。一、标准方向一、标准方向 The Standard Distant 1、真子午线方向、真子午线方向真子午线是

11、过地面某点真子午面与地球表面交线的方向。真子午线是过地面某点真子午面与地球表面交线的方向。真子午线方向是通过地面上某点并指向地球南北极的方向。指真子午线方向是通过地面上某点并指向地球南北极的方向。指向北极的称真北方向，指向南极的称真南方向。可用天文测量向北极的称真北方向，指向南极的称真南方向。可用天文测量的方法测定。的方法测定。2、磁子午线方向、磁子午线方向当磁针静止时指针所指的方向为磁子午线方向。当磁针静止时指针所指的方向为磁子午线方向。指向北方指向北方的称磁北方向，拽向南方的称磁南方向。可用罗盘仪测定。的称磁北方向，拽向南方的称磁南方向。可用罗盘仪测定。3、坐标纵轴方向、坐标纵轴方向 坐标

12、纵轴北端所指方向为坐标北方向。坐标纵轴北端所指方向为坐标北方向。水利工程测量水利工程测量19磁偏角是指真子午线方向与磁子午线方向的夹角。东磁偏角是指真子午线方向与磁子午线方向的夹角。东偏是指磁针北端所指方向偏于真子午线以东。规定为偏是指磁针北端所指方向偏于真子午线以东。规定为正。西偏则相反。正。西偏则相反。子午线收敛角是指地面上两点子午线方向间的子午线收敛角是指地面上两点子午线方向间的 夹角。夹角。常用方位角和象限角来表示直线方向。常用方位角和象限角来表示直线方向。从直线起点的标准方向北端起，顺时针方向量到直从直线起点的标准方向北端起，顺时针方向量到直线的水平夹角。线的水平夹角。 角值范围是角

13、值范围是0360。 由标准方向的不同，方位角有：真方位角（由标准方向的不同，方位角有：真方位角（A）、磁方位角）、磁方位角（Am）、坐标方位角（）、坐标方位角（）。）。真子午线0真 北 方 向纵坐标轴0轴 (坐 标 北 )磁 北 方 向0磁子午线水利工程测量水利工程测量20从直线起点的标准方向北端或南端起，顺时针从直线起点的标准方向北端或南端起，顺时针方向或方向或逆时针逆时针量到直线的锐角，用量到直线的锐角，用R表示。角值范围是表示。角值范围是090。（见下表）（见下表）直线直线方向象限象限角与坐标方向角的关系O1北东=RO2南东=180 RO3南西 =180+RO4北西=360R水利工程测量水利工程测量21 式中： 磁偏角，即真北方向与磁北方向的夹角； 子午线收敛角，即真北方向与坐标北方向的夹角。 一直线的正、反坐标方位角互差180， 即： 注：当计算结果大于360，则应减360。水利工程测量水利工程测量22mmAAAA1802112例：设已测得各直线的坐标方位角分别为 372525、1733730、2261820、3344855，试分别求出它们的象限角和反坐标方位角。 解： R1= 372525 1反= 372525+180= 2172525 R2=180 1733730=7 2230 2反= 1733730+180= 2533730 R3=