距离测量及直线定线

距离测量与直线定向

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。距离测量的方法钢尺量距普通视距光电测距距离测量—教学重点一、量距的工具1.钢尺长度有20m、30m及50m几种。

根据尺的零点位置不同，有端点尺和刻线尺之分。

2.测杆

3.测钎

4.锤球、弹簧秤和温度计距离测量—钢尺量距

按精度要求的不同，直线定线分为：目估定线经纬仪定线距离测量—一般钢尺量距方法1、直线定线

当两个地面点之间的距离较长或地势起伏较大时，一尺段无法完成丈量工作时，为使量距工作方便起见，可分成几段进行丈量。二、钢尺量距方法距离测量—一般钢尺量距方法1）目估直线定线步骤设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，乙持花杆应站立在垂直于直线方向的一侧。距离测量—一般钢尺量距方法2）经纬仪直线定线步骤（1）清除直线上的障碍物后，在A点安置经纬仪对中、整平。（2）照准B点处的花杆(或测钎)，使花杆底部位于望远镜的竖丝上后固定照准部。（3）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1、2、3、…、5个转点。在各尺段端点打下大木桩，桩顶高出地面3~5cm。AABB12345

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—一般钢尺量距方法2.平坦地面的丈量方法

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）返测：

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

Dav——往、返测距离的平均值（m）；D往——往测的距离（m）；D返——返测的距离（m）。距离测量—一般钢尺量距方法

量距精度通常用相对误差K来衡量，相对误差K应化为分子为１的分数形式。

相对误差分母愈大,则K值愈小，精度愈高；反之，精度愈低。

在平坦地区，钢尺量距一般方法的相对误差一般不应大于1/2000。3、精度评定距离测量—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，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。解：距离测量—一般钢尺量距方法事例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，其长度可用尺长方程式表示。距离测量—精密钢尺量距1、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）；Δl—尺长改正数（m）；α—钢尺的膨胀系数，α=1.25×10-5m/1℃；t0—钢尺检定时的温度（℃）；t—钢尺使用时的温度（℃）。

2）清理场地清除直线上的障碍物

3）经纬仪定线精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，往、返观测一次，以资检核。相邻两桩顶往、返所测高差之差，一般不得超过±10mm；如在限差以内，取其平均值作为观测成果。距离测量—精密钢尺量距5）温度测量记录温度一次，估读至0.5℃2、丈量方法

1）

人员组成：两人拉尺，两人读数，一人测温度兼记录，共5人。

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“预备”口令，两人拉稳尺子，由前尺手喊“好”。在此瞬间，前、后读尺员同时读取读数，估读至0.5mm，并计算尺段长度。前、后移动钢尺一段距离，同法再次丈量。*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超过2mm，否则应重测。

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。

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。

距离测量—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平距离，并求总和，得到直线往测、返测的全长。

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成果。距离测量—精密钢尺量距（1）尺长改正：

（2）温度改正：

（3）倾斜改正：

尺段改正后的水平距离：

已知钢尺的名义长度l0=30m，实际长度l′=30.005m，检定钢尺时温度t0=20℃，钢尺的膨胀系数α=1.25×10－5。A～1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—精密钢尺量距解:****距离测量—精密钢尺量距3）精度评定

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。

钢尺量距的误差定线误差尺长误差温度误差拉力误差钢尺不水平误差钢尺对点及读书误差距离测量—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。标准方向真子午线方向磁子午线方向坐标纵轴方向直线定向—基本含义

一、直线定向的含义二、标准方向的分类1、真子午线方向

通过地球表面某点的子午线的切线方向，称为该点的真子午线方向。真子午线的切线方向P1P2直线定向—基本含义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。AP´PP—北极P´—磁北极

磁子午线方向可用罗盘仪测定。

DQL-1型森林罗盘仪DQL-1B型森林罗盘仪直线定向—仪器设备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直线定向—基本含义三、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3直线定向—基本含义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（α）2磁北真北坐标北AmAα1直线定向—标准方向

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。xyoP1P2γγ坐标北与真北的关系直线定向—标准方向2）几种方位角之间的关系2磁北真北坐标北AmAα1磁偏角δ—真北方向与磁北方向之间的夹角；子午线收敛角γ—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，δ和γ为正；偏于西侧时，δ和γ为负。δγ直线定向—方位角3）正、反坐标方位角直线1-2：点1是起点，点2是终点。α12—正坐标方位角；α21—反坐标方位角。α21α12xyoxx12直线2-1：所以一条直线的正、反坐标方位角互差180º直线定向—坐标方位角