距离测量以及直线定向

1、关于距离测量及直线定向第一张，PPT共五十五页，创作于2022年6月距离测量：测量地面两点之间的水平距离。距离测量 的方法钢尺量距 普通视距 光电测距 第二张，PPT共五十五页，创作于2022年6月垂球一、量距工具钢尺端点尺和刻线尺钢尺测钎标杆弹簧秤第三张，PPT共五十五页，创作于2022年6月二、 钢尺量距的一般方法 1、直线定线标定各尺段端点在同一直线上的工作称为直线定线。第四张，PPT共五十五页，创作于2022年6月2、平坦地面的量距A、B两点间的水平距离为：式中：n 尺段数； l 钢尺的尺长； q 不足一整尺的余长。第五张，PPT共五十五页，创作于2022年6月 为了校核、提高精度，还

2、要进行返测，用往、返测长度之差 与全长平均数 之比，并化成分子为1的分数来衡量距离丈量的精度。这个比值称为相对误差K： 平坦地区钢尺量距相对误差不应大于1/3000第六张，PPT共五十五页，创作于2022年6月3、倾斜地面丈量 在困难地区钢尺量距相对误差不应大于1/1000 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。第七张，PPT共五十五页，创作于2022年6月三、钢尺量距精密方法（1/10000） 1、经纬仪定线 将经纬仪安置于A点，瞄准B点，然后在AB的视线上用钢尺量距，依次定出比钢尺一整尺略短的尺段端点1，2，。在各

3、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依据。A1325B4第八张，PPT共五十五页，创作于2022年6月2、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，标准拉力为100 N)。前、后读数员应同时在钢尺上读数，估读到0.5mm。每尺段要移动钢尺三次不同位置，三次丈量结果的互差不应超过2mm，取三段丈量结果的平均值作为尺段的最后结果。 随之进行返测，如要进行温度和倾斜改正，还要观测现场温度和各桩顶高差。第九张，PPT共五

4、十五页，创作于2022年6月经过检定的钢尺长度可用尺长方程示：温度为t时的钢尺实际长度；钢尺的名义长度；尺长改正值，即温度在 时钢尺全长改正数；钢尺膨胀系数，一般取=1.25 钢尺检定时的温度；量距时的温度。四、尺长方程第十张，PPT共五十五页，创作于2022年6月五、钢尺量距成果整理 精密量距结果应进行以下三项改正1、尺长改正2、温度改正 全长改正数 名义长度 任一尺段 钢尺膨胀系数 t 丈量时温度 t0 标准温度第十一张，PPT共五十五页，创作于2022年6月当为斜距时应换算成平距d，则倾斜改正值为：将上式 项展开成级数： 取第一项3.倾斜改正 每一尺段改正后的水平距离为：第十二张，PPT

5、共五十五页，创作于2022年6月例题：用尺长方程为的钢尺实测AB尺段（如图），长度l=29.896m,A、B两点间高差h=0.272m,测量时的温度t=25.8C,试求AB尺段的水平距离。解：1）尺长改正第十三张，PPT共五十五页，创作于2022年6月3）倾斜改正4）A-B尺段水平距离2）温度改正第十四张，PPT共五十五页，创作于2022年6月六、钢尺量距误差及注意事项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、丈量误差返回第十五张，PPT共五十五页，创作于2022年6月 普通视距测量的精度一般为1/2001/300，但由于操作简便，不受地形起伏限制，可同时测定距离和高

6、差，被广泛用于测距精度要求不高的地形测量中。第十六张，PPT共五十五页，创作于2022年6月 视距测量是利用视距丝配合标尺读数来完成的。望远镜十字丝环视距丝第十七张，PPT共五十五页，创作于2022年6月D = p + f + d D = K l+CK=100 , C=0一、视线水平时的测距原理第十八张，PPT共五十五页，创作于2022年6月二、视准轴倾斜时的距离和高差公式图中设则oAiDaabBvbLh 原理：第十九张，PPT共五十五页，创作于2022年6月倾斜距离L为：或oAiDaabBvbLh 计算：水平距离D为： 高差h为：第二十张，PPT共五十五页，创作于2022年6月例题：如上图，

7、在A点量取经纬仪高度i=1.400m，望远镜照准B点标尺，中丝、上丝、下丝读数分别为v=1.400m，b=1.242m，a=1.558m，=327,试求A、B两点间的水平距离和高差。解：1）尺间距2）水平距离3）高差第二十一张，PPT共五十五页，创作于2022年6月4、 视距测量误差及注意事项此外还有：标尺分划误差、竖直角观测误差、 视距常数误差等。 1.读数误差 2.标尺不竖直误差 3.外界条件的影响视距测量差返回第二十二张，PPT共五十五页，创作于2022年6月 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测量两点间距离的一种方法。 电磁波测距仪的分类：按载波分 1、光电测

8、距仪 （可见光、红外光、激光） 2、微波测距仪 （无线电波、微波）红外测距仪第二十三张，PPT共五十五页，创作于2022年6月按测程分测程：测距仪一次所能测的最远距离。短程测距仪 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。 第二十四张，PPT共五十五页，创作于2022年6月 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、工作强度低。 建筑工程测量中应用较多的是短程 红外光电测距仪。第二十五张，PPT共五十五页，创作于2022年6月 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t2D，计算待测距离D：式

9、中：c 光波在空气中的传播速度二、测距原理第二十六张，PPT共五十五页，创作于2022年6月 光电测距仪按照t2D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）第二十七张，PPT共五十五页，创作于2022年6月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，通过测量发射的尖脉冲在待测距离上往返传播的时间来计算距离。脉冲测距原理图：脉冲的振荡频率q：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，一般在“米”级，最好的达“分米”级。第二十八张，PPT共五十五页，创作于2022年6月2、相位式 相位式光电

10、测距仪是将发射光强调制成正弦波的形式，通过测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：第二十九张，PPT共五十五页，创作于2022年6月由于，所以则：式中 ，取，则不同的调制频率对应的测尺长见下表：调制频率测尺长10m20m100m1km2km 调制频率越大，测尺长度越短。第三十张，PPT共五十五页，创作于2022年6月 相位式测距仪的基本工作原理图：1、由发射系统发射一个调制光波，同时至检相器；2、调制光波在待测距离上传播，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收信号进行相位比较，测出 相位差 ；4、每改变频率

11、f 后的调制光波，测出一个 ，组合后经 微处理器计算显示结果。第三十一张，PPT共五十五页，创作于2022年6月2、测距仪的精度：式中：mD 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。 RED mini短程红外测距仪的精度为 当距离D为0.6km时，测距精度是mD=5.8mm。 ( 通常写作ppm)第三十二张，PPT共五十五页，创作于2022年6月四、RED mini红外测距仪各种反射棱镜经纬仪与测距仪配接测距仪功能键盘1、仪器简介：第三十三张，PPT共五十五页，创作于2022年6月 经纬仪瞄准觇牌中心的视线与测距仪瞄准反射棱镜中心的视线保持

12、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第三十四张，PPT共五十五页，创作于2022年6月2、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：第三十五张，PPT共五十五页，创作于2022年6月2）气象改正RED mini测距仪的气象改正公式为：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 。第三十六张，PPT共五十五页，创作于2022年6

13、月3） 倾斜改正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。第三十七张，PPT共五十五页，创作于2022年6月五、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。返回第三十八张，PPT共五十五页，创作于2022年6月 确定直线与标准方向之间的水平角度称为直线定向。标准方向真子午线

14、方向磁子午线方向坐标纵轴方向第三十九张，PPT共五十五页，创作于2022年6月一、标准方向的分类1、真子午线方向 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。真子午线的切线方向P1P2第四十张，PPT共五十五页，创作于2022年6月 真子午线方向是用天文测量方法或用陀螺经纬仪测定的。 陀螺仪GP1-2A第四十一张，PPT共五十五页，创作于2022年6月2磁子午线方向 磁子午线方向是磁针在地球磁场的作用下，磁针自由静止时其轴线所指的方向。APPP北极 P磁北极第四十二张，PPT共五十五页，创作于2022年6月 磁子午线方向可用罗盘仪测定。 DQL-1型森林罗盘仪DQL-1B型森

15、林罗盘仪第四十三张，PPT共五十五页，创作于2022年6月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标准方向。xyoP1P2高斯平面直角坐标系第四十四张，PPT共五十五页，创作于2022年6月二、直线方向的表示方法1、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0 360。12标准方向北端方位角22222第四十五张，PPT共五十五页，创作于2022年6月标准方向真子午线方向磁子午线方向坐标纵轴方向真方位角（A）磁方位角（Am）坐标方位角（ ）2磁北真北坐标北A

16、mA1第四十六张，PPT共五十五页，创作于2022年6月 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。xyoP1P2坐标北与真北的关系第四十七张，PPT共五十五页，创作于2022年6月2）几种方位角之间的关系 2磁北真北坐标北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。第四十八张，PPT共五十五页，创作于2022年6月3）正、反坐标方位角 直线1-2 ：点1是起点，点2是终

17、点。12 正坐标方位角；21 反坐标方位角。2112xyoxx12直线2-1：所以一条直线的正、反坐标方位角互差180第四十九张，PPT共五十五页，创作于2022年6月2、 象限角 某直线的象限角是由直线起点的标准方向北端或南端起，沿顺时针或逆时针方向量至该直线的锐角，用R表示。（北）（西）y（东）（南）xoRO1RO3RO2RO4O1O2O3O41234O1=RO1O2=180RO2O3=180 RO3O4=360RO4第五十张，PPT共五十五页，创作于2022年6月三、坐标方位角的推算 12已知，通过连测求得12边与23边的连接角为2 （右角）、 23边与34边的连接角为3（左角），现推算23、34。1234xxx23341223前进方向第五十一