第一章测量学-4课件

讲题:距离测量与直线定向内容提要:第四章：距离测量与直线定向

§4.1钢尺量距

§4.2电磁波测距简介

§4.3直线定向及方位角测量

讲题:距离测量与直线定向内容提要:1第四章距离测量(distancemeasure)与直线定向(lineorientation)一般在精度上：

电磁波测距EDM(electro-magneticdistancemeasuring)

钢尺量距(steeltapemeasuring)

视距法测距(stadiameasurement)。第四章距离测量(distancemeasure)与直线2第一节钢尺量距

(steeltapemeasuring)一、量距工具有：钢尺(steeltape)、标杆(measuringbar)、垂球(plumbbob)、测钎(measuringrod)、温度计(thermometer)、弹簧秤(springbalance)。第一节钢尺量距(steeltapemeasur3第一章测量学-4课件4第一章测量学-4课件5图4－1图4－16二、直线定线(linealignment)

最基本的要求——平、准、直。按精度分：一般量距和精密量距按精度分：目视定法和经纬仪法。

目估法定线示意图二、直线定线(linealignment)

最基本的要求7走近定线法走近定线法8经纬仪定线经纬仪定线适用于钢尺量距的精密方法设A、B两点相互通视，将经纬仪安置在A点，用望远镜纵丝瞄准B点，制动照准部，望远镜上下转动，指挥在两点间某一点上的助手，左右移动标杆，直至标杆像为纵丝所平分。经纬仪定线9三、丈量（1）喊“预备”、“好”前后尺手同时读数，相减。（2）在山区，可用平量法、斜量法。

平量法斜量法AB测钎SAB=n+

为整尺段长

为余长三、丈量（1）喊“预备”、“好”前后尺手同时读数，相减。平量10倾斜地面距离丈量的方法平量法斜量法倾斜地面距离丈量的方法平量法斜量法113．内业成果整理

（1）丈量精度用“相对误差”来衡量：要求：一般量距：K≤1/3000(平坦)，≤1/1000（山区）。

3．内业成果整理（1）丈量精度用“相对误差”来衡量：要求：12（二）精密量距步骤

（*）1、经纬仪定线。

在桩顶画出十字线。2、精密丈量。（1）前尺手零端用标准拉力拉紧钢尺。（2）前读尺员发“预备”，后读尺员发“好”；此时前后尺手同时读数。（二）精密量距步骤（*）1、经纬仪定线。13（3）移动后尺整厘米刻划，按上述方法再测二次，三次较差不超限时（一般不得超过2~3mm），取平均值作为尺段结果。每测完一尺段，用温度计读取一次温度。（4）要进行往返测量。

记录格式见表。（3）移动后尺整厘米刻划，按上述方法再测二次，三次较差不超限14第二节钢尺的检定某钢尺的尺长方程式：——钢尺在t温度时的实际长度；——钢尺的名义长度——钢尺使用时的温度；

——钢尺检定时的温度

——检定时，钢尺实际长与名义长之差；——钢尺的膨胀系数第二节钢尺的检定某钢尺的尺长方程式：——钢尺在t温度时的实15斜距的各项改正：（1）尺长改正故斜距经改正后为：

（2）温度改正（3）倾斜改正斜距的各项改正：（1）尺长改正故斜距经改正后为16第三节钢尺量距的误差来源尺长误差温度变化误差拉力误差丈量本身的误差垂曲误差倾斜误差定线误差第三节钢尺量距的误差来源尺长误差17视距测量是利用经纬仪、水准仪望远镜内的视距丝装置，根据光学原理同时测定距离和高差的一种方法。

视距测量具有操作方便、速度快、一般不受地形限制等优点。普通视距测量精度较低，仅能达到1/200~1/300的精度。但能满足测定碎部点位置的精度要求，所以视距测量被广泛地应用于地形测图中。

第四节钢尺量距的误差来源视距测量是利用经纬仪、水准仪望远镜内的视距丝18一、视距测量原理进行视距测量，要用到视距丝和视距尺。视距丝即望远镜内十字丝分划板上的上下两根短丝，它与中丝平行且等距离。视距尺是有刻划的尺子，和水准尺基本相同。nm视距丝十字丝一、视距测量原理进行视距测量，要用到视距丝和191．视线水平时的水平距离和高差公式ABnmpn′m′MN11121314lmnlFfδdDhvi**1．视线水平时的水平距离和高差公式ABnmpn′m20令则有式中K——视距乘常数，通常K=100；

c——视距加常数，常数c值接近零

。故水平距离为*令则有式中K——视距乘常数，通常K=100；21A、B两点间的高差h为式中i——仪器高（m）；

v——十字丝中丝在视距尺上的读数，即中丝读数（m）。A、B两点间的高差h为式中222．视线倾斜时的水平距离和高差公式ABEMNM′N′φll′L＝Kl′Dhh′iivA、B两点间的高差h为：式中h′——高差主值（也称初算高差）。HAHB2．视线倾斜时的水平距离和高差公式ABEMNM′N′φll′23视线倾斜时水平距离的计算公式为：视线倾斜时高差的计算公式为：视线倾斜时水平距离的计算公式为：24二、视距测量的施测与计算1．视距测量的施测（1）在A点安置经纬仪，量取仪器高，在B点竖立视距尺。*（2）盘左（或盘右）位置，转动照准部瞄准B点视距尺，分别读取上、下、中三丝读数，并算出尺间隔l。*（3）转动竖盘指标水准管微动螺旋，使竖盘指标水准管气泡居中，读取竖盘读数，并计算垂直角α。*二、视距测量的施测与计算1．视距测量的施测（25测站：

测站高程：仪器高：

仪器：测点下丝读数上丝读数

中丝读数v/m竖盘读数L°′″

垂直角°′″

水平距离D/m除算高差h′/m高差h/m高程H/m备注尺间隔lm视距测量记录与计算手簿**A+45.37m1.45mDJ612.2370.6631.451.574874112+21848157.14+6.35+6.35+51.72盘左位置22.4451.5552.000.890951736-5173688.24-8.18-8.73+36.64*测站：测站高程：262．视距测量的计算例8-1

以“视距测量记录”表中的已知数据和测点1的观测数据为例，计算A、1两点间的水平距离和1点的高程。解

****2．视距测量的计算例8-1以“视距测量记录”表中的已知数27三、视距测量的误差来源及消减方法1．用视距丝读取尺间隔的误差读取视距尺间隔的误差是视距测量误差的主要来源，因为视距尺间隔乘以常数，其误差也随之扩大100倍。读数时注意消除视差，认真读取视距尺间隔。2．垂直角测定误差从视距测量原理可知，垂直角误差对于水平距离影响不显著，而对高差影响较大，故用视距测量方法测定高差时应注意准确测定垂直角。三、视距测量的误差来源及消减方法1．用视距丝283．标尺倾斜误差标尺立不直，前后倾斜时将给视距测量带来较大误差，其影响随着尺子倾斜度和地面坡度的增加而增加。标尺必须严格铅直（尺上应有水准器），特别是在山区作业时。4．外界条件的影响（1）大气垂直折光影响。（2）空气对流使成像不稳定产生的影响。返回下一节3．标尺倾斜误差标尺立不直，29第五节光电测距

一、电磁波测距仪的分类

按载波分为：微波测距仪：采用微波段的无线电波作为载波；光电测距仪：采用光波作为载波，又分为以下两类：激光测距仪：用激光作为载波；红外测距仪：用红外光作为载波。第五节光电测距

一、电磁波测距仪的分类

按载波分为：30光电测距仪按测程可分为：短程测距仪：测程小于3km，用于普通工程测量和城市测量；中程测距仪：测程为3km~15km，通常用于一般等级控制测量；长程测距仪：测程大于15km，通常用于国家三角网及特级导线。光电测距仪按测程可分为：31按仪器的标称精度指标分级仪器的标称精度表达式为：I级：｜mD|≤5mmII级：5＜｜mD|≤10mmⅢ级：10＜｜mD|≤20mm按仪器的标称精度指标分级32二、光电测距仪测距的基本原理

ADB二、光电测距仪测距的基本原理

ADB33按测定时间方式的不同分为：脉冲式测距；相位式测距仪按测定时间方式的不同分为：34三、相位式光电测距仪

原理框图图4－5三、相位式光电测距仪

图4－535相位法测距的基本公式图4－6相位法测距的基本公式图4－636四、距量测量的步骤

将测距仪和反射镜分别安置于待测距离的两端，仔细地对中。测距仪接通电源后照准反射镜，检查经反射镜反回的光强信号，合乎要求后即可开始测距。为避免错误和减少照准误差的影响，可进行若干个测回的观测。测距读数值记入手簿中，接着观测竖直角并记入手簿的相应栏内。由温度计和气压计读取大气温度和气压值。按气温和气压进行气象改正，按测线的竖直角进行倾斜改正，最后求得测线的水平距离。四、距量测量的步骤

37五测距成果的整理

长度值应化算为两点间的水平距离。仪器系统误差的改正包括加常数改正、乘常数改正和周期误差的改正。电磁波在大气中传输时受气象条件的影响很大，因而要进行气象改正。归算改正主要有倾斜改正、归算至参考椭球面的改正和投影到高斯平面上的改正等。五测距成果的整理

38直线定向：

确定地面上一条直线与基本方向间水平角的工作称为直线定向。

第六节直线定向直线定向：第六节直线定向39基本方向：

真北方向：过地面上某点的真子午线切线方向的北端

磁北方向：过地面上某点的磁子午线切线方向的北端

坐标北方向：当测区范围较大，高斯投影带中央子午线北端或平面直角坐标系坐标纵轴北端。各点的坐标北方向彼此平行。

基本方向：

40直线方向的表示方法

1.方位角：由基本方向起顺时针至某一直线的水平角称为该直线的方位角。角值由o°~360°NAO1第一章测量学-4课件41分类：

真方位角A：由真子午线北端起算的方位角。它是用天文观测方法或用陀螺经纬仪测定。

磁方位角Am：由磁子午线北端起算的方位角。它是用罗盘仪测定的。

坐标方位角：由坐标纵轴北端起算的方位角。

分类：

422.象限角

地面直线与子午线南端或北端构成的小于90°的水平角，并冠以所在象限的名称，以R表示。

图4－182.象限角

图4－1843例如

R01=NE39°24’R02=SE25°12’R01=SW68°56’R01=NW71°35’

N14032例如N144几种方位角之间的关系

磁偏角：磁北与真北间的夹角。以真北为准，判断磁北的位置，东正西负。

子午线收敛角：坐标北与真北间的夹角。以真北为准，判断坐标北的位置，东正西负。

几种方位角之间的关系

45第一章测量学-4课件46

A=Am+

A=＋

＝Am+－

A=Am+

A=＋

＝Am+－47正、反坐标方位角：

同一直线的正、反坐标方位角之间相差180°，即BA＝AB±180°

正、反坐标方位角：

48坐标方位角与坐标象限角的关系直线方向由方位角求象限角R由象限角R求方位角北东（NE）第I象限南东（SE）第II象限南西（SW）第III象限北西（NW）第IV象限R＝NER＝SE（180°－）R＝SW（－180°）R＝NW（360°－）＝R＝180°－R＝180°+R＝360°－R坐标方位角与坐标象限角的关系直线方向由方位49用罗盘仪测定磁方位角

主要由磁针、刻度盘和瞄准设备等组成。磁针支在刻度盘中心的顶针上，可自由转动，当静止时，指出磁北方向。

用罗盘仪测定磁方位角

50经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量StudyConstantly,AndYouWillKnowEverything.TheMoreYouKnow,TheMorePowerfulYouWillBe写在最后经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量写51感谢聆听不足之处请大家批评指导PleaseCriticizeAndGuideTheShortcomings结束语讲师：XXXXXXXX年XX月XX日

感谢聆听结束语讲师：XXXXXX52讲题:距离测量与直线定向内容提要:第四章：距离测量与直线定向

§4.1钢尺量距

§4.2电磁波测距简介

§4.3直线定向及方位角测量

讲题:距离测量与直线定向内容提要:53第四章距离测量(distancemeasure)与直线定向(lineorientation)一般在精度上：

电磁波测距EDM(electro-magneticdistancemeasuring)

钢尺量距(steeltapemeasuring)

视距法测距(stadiameasurement)。第四章距离测量(distancemeasure)与直线54第一节钢尺量距

(steeltapemeasuring)一、量距工具有：钢尺(steeltape)、标杆(measuringbar)、垂球(plumbbob)、测钎(measuringrod)、温度计(thermometer)、弹簧秤(springbalance)。第一节钢尺量距(steeltapemeasur55第一章测量学-4课件56第一章测量学-4课件57图4－1图4－158二、直线定线(linealignment)

最基本的要求——平、准、直。按精度分：一般量距和精密量距按精度分：目视定法和经纬仪法。

目估法定线示意图二、直线定线(linealignment)

最基本的要求59走近定线法走近定线法60经纬仪定线经纬仪定线适用于钢尺量距的精密方法设A、B两点相互通视，将经纬仪安置在A点，用望远镜纵丝瞄准B点，制动照准部，望远镜上下转动，指挥在两点间某一点上的助手，左右移动标杆，直至标杆像为纵丝所平分。经纬仪定线61三、丈量（1）喊“预备”、“好”前后尺手同时读数，相减。（2）在山区，可用平量法、斜量法。

平量法斜量法AB测钎SAB=n+

为整尺段长

为余长三、丈量（1）喊“预备”、“好”前后尺手同时读数，相减。平量62倾斜地面距离丈量的方法平量法斜量法倾斜地面距离丈量的方法平量法斜量法633．内业成果整理

（1）丈量精度用“相对误差”来衡量：要求：一般量距：K≤1/3000(平坦)，≤1/1000（山区）。

3．内业成果整理（1）丈量精度用“相对误差”来衡量：要求：64（二）精密量距步骤

（*）1、经纬仪定线。

在桩顶画出十字线。2、精密丈量。（1）前尺手零端用标准拉力拉紧钢尺。（2）前读尺员发“预备”，后读尺员发“好”；此时前后尺手同时读数。（二）精密量距步骤（*）1、经纬仪定线。65（3）移动后尺整厘米刻划，按上述方法再测二次，三次较差不超限时（一般不得超过2~3mm），取平均值作为尺段结果。每测完一尺段，用温度计读取一次温度。（4）要进行往返测量。

记录格式见表。（3）移动后尺整厘米刻划，按上述方法再测二次，三次较差不超限66第二节钢尺的检定某钢尺的尺长方程式：——钢尺在t温度时的实际长度；——钢尺的名义长度——钢尺使用时的温度；

——钢尺检定时的温度

——检定时，钢尺实际长与名义长之差；——钢尺的膨胀系数第二节钢尺的检定某钢尺的尺长方程式：——钢尺在t温度时的实67斜距的各项改正：（1）尺长改正故斜距经改正后为：

（2）温度改正（3）倾斜改正斜距的各项改正：（1）尺长改正故斜距经改正后为68第三节钢尺量距的误差来源尺长误差温度变化误差拉力误差丈量本身的误差垂曲误差倾斜误差定线误差第三节钢尺量距的误差来源尺长误差69视距测量是利用经纬仪、水准仪望远镜内的视距丝装置，根据光学原理同时测定距离和高差的一种方法。

视距测量具有操作方便、速度快、一般不受地形限制等优点。普通视距测量精度较低，仅能达到1/200~1/300的精度。但能满足测定碎部点位置的精度要求，所以视距测量被广泛地应用于地形测图中。

第四节钢尺量距的误差来源视距测量是利用经纬仪、水准仪望远镜内的视距丝70一、视距测量原理进行视距测量，要用到视距丝和视距尺。视距丝即望远镜内十字丝分划板上的上下两根短丝，它与中丝平行且等距离。视距尺是有刻划的尺子，和水准尺基本相同。nm视距丝十字丝一、视距测量原理进行视距测量，要用到视距丝和711．视线水平时的水平距离和高差公式ABnmpn′m′MN11121314lmnlFfδdDhvi**1．视线水平时的水平距离和高差公式ABnmpn′m72令则有式中K——视距乘常数，通常K=100；

c——视距加常数，常数c值接近零

。故水平距离为*令则有式中K——视距乘常数，通常K=100；73A、B两点间的高差h为式中i——仪器高（m）；

v——十字丝中丝在视距尺上的读数，即中丝读数（m）。A、B两点间的高差h为式中742．视线倾斜时的水平距离和高差公式ABEMNM′N′φll′L＝Kl′Dhh′iivA、B两点间的高差h为：式中h′——高差主值（也称初算高差）。HAHB2．视线倾斜时的水平距离和高差公式ABEMNM′N′φll′75视线倾斜时水平距离的计算公式为：视线倾斜时高差的计算公式为：视线倾斜时水平距离的计算公式为：76二、视距测量的施测与计算1．视距测量的施测（1）在A点安置经纬仪，量取仪器高，在B点竖立视距尺。*（2）盘左（或盘右）位置，转动照准部瞄准B点视距尺，分别读取上、下、中三丝读数，并算出尺间隔l。*（3）转动竖盘指标水准管微动螺旋，使竖盘指标水准管气泡居中，读取竖盘读数，并计算垂直角α。*二、视距测量的施测与计算1．视距测量的施测（77测站：

测站高程：仪器高：

仪器：测点下丝读数上丝读数

中丝读数v/m竖盘读数L°′″

垂直角°′″

水平距离D/m除算高差h′/m高差h/m高程H/m备注尺间隔lm视距测量记录与计算手簿**A+45.37m1.45mDJ612.2370.6631.451.574874112+21848157.14+6.35+6.35+51.72盘左位置22.4451.5552.000.890951736-5173688.24-8.18-8.73+36.64*测站：测站高程：782．视距测量的计算例8-1

以“视距测量记录”表中的已知数据和测点1的观测数据为例，计算A、1两点间的水平距离和1点的高程。解

****2．视距测量的计算例8-1以“视距测量记录”表中的已知数79三、视距测量的误差来源及消减方法1．用视距丝读取尺间隔的误差读取视距尺间隔的误差是视距测量误差的主要来源，因为视距尺间隔乘以常数，其误差也随之扩大100倍。读数时注意消除视差，认真读取视距尺间隔。2．垂直角测定误差从视距测量原理可知，垂直角误差对于水平距离影响不显著，而对高差影响较大，故用视距测量方法测定高差时应注意准确测定垂直角。三、视距测量的误差来源及消减方法1．用视距丝803．标尺倾斜误差标尺立不直，前后倾斜时将给视距测量带来较大误差，其影响随着尺子倾斜度和地面坡度的增加而增加。标尺必须严格铅直（尺上应有水准器），特别是在山区作业时。4．外界条件的影响（1）大气垂直折光影响。（2）空气对流使成像不稳定产生的影响。返回下一节3．标尺倾斜误差标尺立不直，81第五节光电测距

一、电磁波测距仪的分类

按载波分为：微波测距仪：采用微波段的无线电波作为载波；光电测距仪：采用光波作为载波，又分为以下两类：激光测距仪：用激光作为载波；红外测距仪：用红外光作为载波。第五节光电测距

一、电磁波测距仪的分类

按载波分为：82光电测距仪按测程可分为：短程测距仪：测程小于3km，用于普通工程测量和城市测量；中程测距仪：测程为3km~15km，通常用于一般等级控制测量；长程测距仪：测程大于15km，通常用于国家三角网及特级导线。光电测距仪按测程可分为：83按仪器的标称精度指标分级仪器的标称精度表达式为：I级：｜mD|≤5mmII级：5＜｜mD|≤10mmⅢ级：10＜｜mD|≤20mm按仪器的标称精度指标分级84二、光电测距仪测距的基本原理

ADB二、光电测距仪测距的基本原理

ADB85按测定时间方式的不同分为：脉冲式测距；相位式测距仪按测定时间方式的不同分为：86三、相位式光电测距仪

原理框图图4－5三、相位式光电测距仪

图4－587相位法测距的基本公式图4－6相位法测距的基本公式图4－688四、距量测量的步骤

将测距仪和反射镜分别安置于待测距离的两端，仔细地对中。测距仪接通电源后照准反射镜，检查经反射镜反回的光强信号，合乎要求后即可开始测距。为避免错误和减少照准误差的影响，可进行若干个测回的观测。测距读数值记入手簿中，接着观测竖直角并记入手簿的相应栏内。由温度计和气压计读取大气温度和气压值。按气温和气压进行气象改正，按测线的竖直角进行倾斜改正，最后求得测线的水平距离。四、距量测量的步骤

89五测距成果的整理

长度值应化算为两点间的水平距离。仪器系统误差的改正包括加常数改正、乘常数改正和周期误差的改正。电磁波在大气中传输时受气象条件的影响很大，因而要进行气象改正。归算改正主要有倾斜改正、归算至参考椭球面的改正和投影到高斯平面上的改正等。五测距成果的整理

90直线定向：

确定地面上一条直线与基本方向间水平角的工作称为直线定向。

第六节直线定向直线定向：第六节直线定向91基本方向：

真北方向：过地面上某点的真子午线切线方向的北端

磁北方向：过地面上某点的磁子午线切线方向的北端

坐标北方向：当测区范围较大，高斯投影带中央子午线北端或平面直角坐标系坐标纵轴北端。各点的坐标北方向彼此平行。

基本方向：

92直线方向的表示方法

1.方位角：由基本方向起顺时针至某一直线的水平角称为该直线的方位角。角值由o°~360°NAO