04 距离测量及直线定向

第四章距离测量与直线定向§4.1卷尺量距§4.2视距测量§4.3电磁波测距§4.4直线定向04距离测量及直线定向距离测量：测量地面两点之间的水平距离。距离测量的方法卷尺量距1/3000~1/30000

普通视距1/300

电磁波测距1/10000004距离测量及直线定向垂球一、量距工具钢尺—端点尺和刻线尺钢尺测钎标杆弹簧秤4.1卷尺量距04距离测量及直线定向（一）钢卷尺

钢卷尺有：20米、30米、50米等几种。

由钢带制成。

（二）皮尺

皮尺又称布带尺。有20米、30米和50米数种。

（三）丈量工具

丈量工具有：标杆、测钎、垂球、弹簧和温度计。

04距离测量及直线定向

二、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。（一）目测定线

B

2

1

A04距离测量及直线定向（二）用经纬仪定线

1.用经纬仪在两点间定线

B

2

3

1

A

04距离测量及直线定向

用经纬仪延长直线

C

B

A

04距离测量及直线定向1、平坦地面的量距A、B两点间的水平距离为：式中：n—整尺段数；

l—

钢尺的尺长；

q—不足一整尺的余长。三、钢尺量距的一般方法04距离测量及直线定向2、倾斜地面丈量平量法：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。04距离测量及直线定向2、倾斜地面丈量斜量法：当地面坡度较大，钢尺抬平有困难时，也可沿地面丈量倾斜距离S，用水准仪测定两点间的高差h，按以下两式计算水平距离D：04距离测量及直线定向

为了校核、提高精度，还要进行返测，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

在困难地区钢尺量距相对误差不应大于1/100004距离测量及直线定向四、钢卷尺长度检定

经过检定的钢尺长度可用尺长方程式：—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t0时钢尺全长改正数；（通过钢尺检定得到）—钢尺膨胀系数，一般取α=1.25×—钢尺检定时的温度；—量距时的温度。04距离测量及直线定向五、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，…。在各尺段端点打入木桩，桩顶高出地面5cm～10cm，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。A1325B404距离测量及直线定向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(30m钢尺，标准拉力为100N)。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2-3mm，取三段丈量结果的平均值作为尺段的最后结果。同时记录现场温度，往测完毕后要进行返测。04距离测量及直线定向3桩顶高程测量如要进行倾斜改正，改正成水平距离，还要观测各桩顶高差。用水准测量方法。04距离测量及直线定向4钢尺量距成果整理

精密量距结果应进行尺长、温度、高差三项改正2)尺长改正—

尺长方程式中尺长改正值—

名义长度—

量得长度1)计算丈量长度D’04距离测量及直线定向3)温度改正

α—

钢尺膨胀系数

t—

丈量时温度

t0—

标准温度当Ｌ为斜距时应换算成平距d，则倾斜改正值为：4)倾斜改正（高差改正）04距离测量及直线定向5）经过各项改正后的水平距离D为：6)求相对误差04距离测量及直线定向例题：用尺长方程为的钢尺实测A—B尺段,长度D’=29.896m,A、B两点间高差h=0.272m,测量时的温度t=25.8°C,试求A—B尺段的水平距离。解：1）尺长改正04距离测量及直线定向3）倾斜改正4）A-B尺段水平距离2）温度改正04距离测量及直线定向六、钢尺量距误差及注意事项一）量距误差分析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04距离测量及直线定向六、钢尺量距误差及注意事项二）钢尺的维护1、量距结束后，擦去泥水、涂上机油2、钢尺易折，避免车辆辗过3、严禁沿地面拖拉钢尺，以免磨损4、使用时不应拉到头返回04距离测量及直线定向

视距测量的精度一般为1/200~1/300，但由于操作简便，不受地形起伏限制，可同时测定距离和高差，被广泛用于测距精度要求不高的地形测量中。4.2视距量距04距离测量及直线定向一、普通视距测量原理

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04距离测量及直线定向对于倒像望远镜：下丝在标尺上的读数为a，上丝在标尺上的读数为b，视距间隔n（n=a-b），则水平距离D有：h2

固定值（约34°23′）l2l112AD1D2ih2１、视距测量原理通常情况下k=10004距离测量及直线定向视准轴水平时的视距公式为：测站点到立尺点的高差为：i—仪器高，是桩顶到仪器水平轴的高度；v—中丝在标尺上的读数。l1l22h21D1D2Aih22、视准轴水平时的距离和高差公式04距离测量及直线定向3、视准轴倾斜时的距离和高差公式图中设则oAiDaa´bBvb´Lhα

原理：04距离测量及直线定向倾斜距离L为：或oAiDaa´bBvb´Lh

计算：水平距离D为：

高差h为：04距离测量及直线定向例题：如上图，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，α=3°27´,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04距离测量及直线定向二、视距测量观测步骤

1)安置仪器，量取仪器高i(到厘米)，并抄录A点高程HA。2)立尺于地形点上，竖直尺子(一定要立直，这是影响精度的关键)。3)盘左读取下上丝读数a、b，计算视距间隔(只用盘左)。4)读取中丝读数l，并使竖盘水准管气泡居中，读竖盘读数L。以上是一个测点的观测。平坦地区可用水准仪观测距离。04距离测量及直线定向三、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误差返回04距离测量及直线定向4.３

电磁波量距B测距仪(EDMinstrument)反光棱镜(reflector)全站仪、棱镜照片一、原理04距离测量及直线定向04距离测量及直线定向二、分类1．按测程分：短程、中程、远程。2．按传播时间t的测定方法分：脉冲法测距、相位法测距。3．按测距仪所使用的光源分：微波、激光、红外光。4．按测距精度分：Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级。04距离测量及直线定向注：测距误差及标称精度测距仪测距误差可表示为：

式中，A——固定误差；B——比例误差系数。如：某测距仪出厂时的标称精度：±（5＋5×10-6D）mm，简称“5+5”04距离测量及直线定向三、使用——一般安装在经纬仪上使用。1、常数预置（1）设置棱镜常数（PRISM）。一般：原配棱镜为零，国产棱镜多为-30mm。（2）置乘常数。输入气温、气压或用有关公式计算出值后,再输入。2、倾斜改正

有：，由测距仪自动改正。04距离测量及直线定向

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。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。04距离测量及直线定向四、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04距离测量及直线定向

确定直线与标准方向之间的水平角度称为直线定向。标准方向真子午线方向磁子午线方向坐标纵轴方向4.４

直线定向04距离测量及直线定向一、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P1P204距离测量及直线定向

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GP1-2A04距离测量及直线定向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04距离测量及直线定向

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04距离测量及直线定向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04距离测量及直线定向二、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2222204距离测量及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真方位角（A）磁方位角（Am）坐标方位角（α）2磁北真北坐标北AmAα104距离测量及直线定向

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04距离测量及直线定向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。δγ04距离测量及直线定向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180º04距离测量及直线定向三、坐标方位角的推算

α12已知，通过连测求得12边与23边的连接角为β2（右角）、23边与34边的连接角为β3（左角），现推算α23、α34。1234xxxα23α34α12β2β3前进方向04距离测量及直线定向1234xxα23α12β2α21前进方向xα34β3α32

由图中分析可知：04距离测量及直线定向推算坐标方位角的通用公式：注意：

计算中，若α前>360°，减360°；若α前<0°，加360°。当β角为左角时，取“＋”；若为右角时，取“－”。04距离测量及直线定向例题：已知α12=46°，β2、β3及β４的角值均注于图上，试求其余各边坐标方位角。α23=α12＋180°－β24x23146°125°10´5136°30´247°20´解：α