第五章-直线方向的测量.ppt

1、工程测量,西藏大学工学院,2008年5月,第五章 直线方向的测量,第一节 直线定向,第二节 罗盘仪的构造和使用,本章要求,教学目的：掌握直线定向、方位角的概念及方位角的计算方法；理解方位角和象限角的换算；了解磁偏角和子午线收敛角的含义及用罗盘仪测定磁方位角的方法，了解用太阳高度法、陀螺经纬仪法测量直线的真方位角的过程。 教学重点：方位角的概念及坐标方位角的计算方法。 教学难点：子午线收敛角、磁偏角的概念；真方位角的测量等。,为了确定地面点的平面位置，不但要已知直线的长度，并且要已知直线的方向。 直线的方向也是确定地面点位置的基本要素之一，所以直线方向的测量也是基本的测量工作。 定义：确定直线方

2、向与标准方向之间的关系。,第一节 直线定向,直线定向的目的,确定直线方向首先要有一个共同的基本方向，此外要有一定的方法来确定直线与基本方向之间的角度关系。 在测量工作中以子午线方向为标准方向。 作为直线定向用的基本方向有下列三种： 真子午线 磁子午线 轴子午线（坐标纵轴）,一、直线定向的基本方向,1、真子午线方向,过地球上某点及地球的北极和南极的半个大圆称为该点的真子午线。真子午线方向指出地面上某点的真北和真南方向。 地球上各点的真子午线都向两极收敛而会集于两极，在经度不同的点上，真子午线方向互不平行。,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,子午线收敛角,两点

3、真子午线方向间的夹角称为子午线收敛角。,子午线收敛角随纬度的增大而增大，并与两点间的距离成正比。,2、磁子午线方向,过地球上某点及地球南北磁极的半个大圆称为该点的磁子午线。所以自由旋转的磁针静止下来所指的方向，就是磁子午线方向。 磁子午线方向可用罗盘来确定。,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,磁偏角,地磁的两极与地球的两极并不一致，北磁极约位于西经100.0，北纬76.1；南磁极约位于东经139.4，南纬65.8。 同一地点的磁子午线方向与真子午线方向不一致，其夹角称为磁偏角，用符号表示。 磁子午线方向北端在真子午线方向以东时为东偏，定为“+”，在

4、西时为西偏，定为“”。,磁偏角的大小随地点、时间而异，在我国磁偏角的变化约在+6(西北地区)到-10(东北地区)之间。 由于地球磁极的位置不断变动，且磁针受局部吸引等影响，所以磁子午线方向不宜作为精确定向的基本方向。但简便，所以在独立的小区域测量工作中仍可采用 。,3、坐标纵轴方向,不同点的真子午线方向或磁子午线方向都是不平行的，这使直线方向的计算很不方便。 采用坐标纵轴方向作为基本方向，这样各点的基本方向都是平行的，所以使方向的计算十分方便。 通常取测区内某一特定的子午线方向作为坐标纵轴，在一定范围内部以坐标纵轴方向作为基本方向。,图5-3中以过O点的真子午线方向作为坐标纵轴，所以任意点A或

5、B的真子午线方向与坐标纵轴方向间的夹角就是任意点与O点间的子午线收敛角，当坐标纵轴方向的北端偏向真子午线方向以东时，定为“+”，偏向西时定为“”。,确定直线方向（确定直线和基本方向之间的角度关系）有两种方法： 方位角：由基本方向的指北端起，按顺时针方向量到直线的水平角为该直线的方位角（0360） 象限角：直线与基本方向构成的锐角。,二、确定直线方向的方法,方位角分为： 真方位角：由真子午线方向的指北端起，按顺时针方向量到直线的水平角。 磁方位角：由磁子午线方向的指北端起，按顺时针方向量到直线的水平角。 坐标方位角：由坐标纵轴方向的指北端起，按顺时针方向量到直线的水平角。,O1、O2、O3和O4

6、的方位角分别为A1、A2、A3和A4,各种方位角间的关系,真方位角与磁方位角的关系 真方位角与坐标方位角的关系,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。 正反坐标方位角：一条直线有正反两个方向，在起点量得的直线方向为直线的正方向，相应的方位角为正方位角；反之，在终点量得的直线方向为直线的反方向，相应的方位角为反方位角。,正、反坐标方位角的关系,直线1-2 ：点1是起点，点2是终点。,12 正坐标方位角；,21 反坐标方位角。,直线2-1：,所以一条直线的正、反坐标方位角互差180,坐标

7、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。,1,2,3,4,x,x,x,23,34,12,2,3,前进方向,1,2,3,4,x,x,23,12,2,21,前进方向,x,34,3,32,由图中分析可知：,推算坐标方位角的通用公式：,注意： 计算中，若前360，减360； 若前0，加360。,当角为左角时，取“”；若为右角时，取“”。,例题：已知12=46，2 、3及4的角值均注于图上， 试求其余各边坐标方位角。,23 =121802,解：,34 =231803 = 41720,360,（41720360）,=

8、 5720,45=341804,0,（ 10360）,= 350,= 10050,= 4618012510,= 1005018013630,= 10,= 572018024720,象限角：直线与基本方向构成的锐角称为直线的象限角，并冠以所在象限的名称，以R表示。,方位角与象限角的关系,第二节 罗盘仪的构造与使用,一、罗盘仪的构造 罗盘仪是利用磁针确定直线方向的一种仪器，通常用于独立测区的近似定向，以及林区线路的勘测定向。右图为DQL-1型罗盘仪构造图。它主要由望远镜、罗盘盒、基座三部分组成。,望远镜：瞄准设备，观测时用来瞄准直线的方向。 罗盘盒：罗盘盒有磁针和刻度盘。磁针安装在度盘中心顶针上，

9、可自由转动，为减少顶针的磨损，不使用时可用固定螺旋将磁针升起固定在玻璃盖上。 刻度盘为金属圆盘，全圆刻度为360o，最小刻划为1o，从1o起逆时针方向每隔10o注一数字。 基座：是一种球臼接头螺旋，摆动罗盘盒使水准器气泡居中，再旋紧球臼连接螺旋，度盘处于水平位置。,二、罗盘仪的使用 1、安置罗盘仪于直线的一端点上。 2、对中：用垂球对中。 3、整平：误差2。 4、用望远镜照准直线的另一端点。 5、松开磁针的固定螺旋，使磁针自由转动，静止时读出磁针北端所指的度盘读数。,罗盘读数示意图,1.直线定向确定直线方向与标准方向之间的关系。 2.标准方向真子午线方向；磁子午线方向；坐标纵轴方向。 3.坐标方位角以坐标纵轴方向为