1、第五章 距离测量与直线定向,5-2 钢尺量距,5-3 视距测量,5-4 光电测距,5-5 直线定向,5-6 全站仪,5-1 距离测量概述,5.1 距离测量概述,定义：地面上两点沿铅垂线方向投影在水平面上两点间的距离 方法：钢尺量距视距测量光电测距GPS测距,return,down,up,5-2 钢尺量距,5.2.1 量距工具,5.2.2 直线定线,5.2.3 钢尺量距,Home,5.2.1 量距工具,钢尺,测钎,花杆,端点尺,刻线尺,return,down,up,A,B,2,1,3,4,5.2.2 直线定线,定义：标定直线方向上一些中间点的工作（距离较长或起伏较大） 方法：目估定线、经纬仪定线
2、,由远到近,3,2,return,down,up,（2）经纬仪定线,5.2.2 直线定线,5.2.3 钢尺量距,1、平坦地面量距,2、倾斜地面量距,return,down,up,return,down,up,尺长方程式,5.2.3 钢尺量距,3、相对误差,平坦地区：K1/3000 困难地区：K1/1000,4、钢尺量距的精密方法（K10 000）,5.2.3 钢尺量距,精密量距方法（串尺法）,用经纬仪定线，在测线上设置各尺段桩。 测出各尺段桩的相邻桩顶高差（水准测量）。 用检定过的钢尺在标准拉力下直接量取相邻桩顶间的斜距。 要求移动钢尺连续测量三次，互差小于2毫米；往返观测。 对丈量结果进行尺
3、长、温度、倾斜改正（分段进行）；,I 尺长改正,II 温度改正,5.2.3 钢尺量距,III 倾斜改正,计算全长和相对误差。,5-3 视距测量,5.3.1 视距计算公式,5.3.2 视距观测与计算,5.3.3 视距测量误差,Home,5.3.1 视距计算公式,视线水平时的视距公式,视距公式：,高差公式：,down,up,视线倾斜时的视距公式,视距公式：,高差公式：,return,down,up,5.3.1 视距计算公式,5.3.2 视距观测与计算,观测步骤：1.安置仪器并量取仪高2.瞄准目标并读取上、下丝和中丝读数3.使竖盘气泡居中并读取竖盘读数,例题计算：,return,down,up,5.
4、3.3 视距测量误差,视距尺分划误差 乘常数K值的误差 竖直角测量误差 视距丝读数误差 视距尺倾斜对视距测量的影响 外界气象条件对视距测量的影响,return,down,up,5-4 光电测距,5.4.1 测距仪概述,5.4.2 测距原理,5.4.3 测程与精度,Home,5.4.1 测距仪概述,定义：以电磁波为载波传输测距信号的测距仪器 优点：测程远、精度高、操作简便、效率高、劳动强度低等分类：,return,down,up,5.4.2 测距原理,测距仪的基本工作原理,down,up,5.4.2 测距原理,相位式测距仪的测距原理,return,down,up,5.4.3 测程与精度,测相装置
5、问题的提出：, 只能测定不足一个整周期的相位差 测相误差为千分之一的光尺（u）的长度,测相装置问题的解决：,采用多把“光尺”配合使用进行距离测量，解决测程与精度的矛盾,标称精度：, 仪器标称精度中的固定误差，以mm为单位, 仪器标称精度中的比例误差系数，以mm/km为单位,return,down,up,5-5 直线定向,5.5.2 方位角,5.5.3 坐标方位角推算,5.5.4 象限角,5.5.5 坐标的计算,5.5.1 基本方向,Home,5.5.6 方位角测量,5.5.1 基本方向,一、真北方向 定义：地面上某点真子午线的切线北端所指的方向 测定仪器：陀螺经纬仪或者采用天文观测北极星（或太
6、阳)的方法获得 特点：恒定性、不平行性,真北方向,down,up,5.5.1 基本方向,二、磁北方向 定义：磁针自由静止时指北端所指的方向 测定仪器：罗盘仪 特点：不恒定性、不平行性 磁偏角：过一点的真北方向与磁北方向之间的夹角；真北为准，东偏为正、西偏为负,磁北方向,down,up,5.5.1 基本方向,三、坐标北方向 定义：坐标纵轴正向所指方向 测定仪器：测角仪器 特点：不恒定性、平行性 子午线收敛角：过一点的真北方向与坐标北方向之间的夹角；以真北方向为准，东偏为正、西偏为负,-,+,return,down,up,5.5.2 方位角,定义：由基本方向北端顺时针量至直线的水平角 种类：真方位
7、角、磁方位角、坐标方位角 换算关系：,P,真北,轴北,磁北,O,return,down,up,5.5.3 坐标方位角推算,一、正反坐标方位角的计算,基本方向,A,B,基本方向,如图所示：,所以可得：,原则：反方位角大于180度就减180度，小于180度则加180度,down,up,5.5.3 坐标方位角推算,二、相邻边方位角的推算,基 本 方 向,左,右,基本方向,左,右,如上图所示：,如上图所示：,所以可得：,原则：结果大于360度则减360度,down,up,5.5.3 坐标方位角推算,三、连续边方位角的推算,向方进前,前进方向,如上图所示：,如上图所示：,所以可得：,原则：后小于180度
8、则加；大于180度则减。最后结果大于360度则减360；小于0则加360度。,return,down,up,5.5.3 坐标方位角推算,return,down,up,例题：,+,+,+,5.5.4 象限角,定义：由基本方向线的北端或南端顺时针或逆时针方向量至直线的水平角（用R表示：如RAB） 范围：0 + 90；为正,+,02=180 -R02,return,down,up,04=360 -R04,5.5.5 坐标的计算,一、坐标正算,down,up,5.5.5 坐标的计算,如图可知：,二、坐标反算,down,up,AB=180 - RAB,二、坐标反算,5.5.5 坐标的计算,如图可知：,d
9、own,up,AB=360 - RAB,5.5.5 坐标的计算,三、坐标反算的象限判断,return,down,up,AB=360 - RAB,AB=180 - RAB,5.5.6 方位角测量,1、罗盘仪的构造 主要由磁针、刻度盘、望远镜构成。 方位罗盘：按逆时针方向全圆注记，可直接测定磁方位角。 象限罗盘：由盘上所注的南、北两端按相对方向从0到90注记。,2、罗盘仪使用 测定直线AB的磁方位角： 首先安置罗盘于A点，对中、整平； 松开磁针固定螺旋，用望远镜照准B点； 待磁针静止后读出磁针北端的所指读数。,5-6 全站仪,5.6.2 全站仪的使用注意事项,5.6.3 南方NTS 全站仪结构和功
10、能,5.6.4 测量模式,5.6.5 数据采集,5.6.1 全站仪概述,Home,5.6.1 全站仪概述,全站型电子速测仪是由电子测角、电子测距和微处理器组成的三维坐标测量系统，能自动显示测量结果，能与外围设备交换信息的多功能测量仪器。简称全站仪（ Total Station）。,电子测角:电子经纬仪,电子测距:光电测距仪,微处理器：微处理器是全站仪的核心装置,主要由中央处理器,随机储存器和只读存储器等构成,测量时,微处理器根据键盘或程序的指令控制各分系统的测量工作,进行必要的逻辑和数值运算以及数字存储、处理、管理、传输、显示等。,5.6.1 全站仪概述,徕卡(LEICA) 2003,宾得(P
11、ENTAX） R300,索佳（SOKKIA）,大家看看有你眼熟的仪器么？,5.6.1 全站仪概述,大家看看有你眼熟的仪器么？,拓普康（TOPOCON）,南方测绘 NTS系列,尼康（NIKON）,5.6.1 全站仪概述,南方测绘 NTS系列,苏光OTS系列,大家看看有你眼熟的仪器么？,5.6.1 全站仪概述,全站仪的安置（对中整平）,对中目的：使水平度盘中心位于通过测站点的铅垂线上。 整平目的：使仪器竖轴铅垂，水平度盘水平。 准 备：打开脚架置于测站点上,使架头基本水平和对中,装上仪器。,精 平：调节脚螺旋， 使水准管气泡居中。,粗 平：伸缩三脚架架腿，使圆水准器气泡居中。,粗对中：眼睛观看光学
12、对中器，移动三脚架架腿，使测站点在光学对中器中心。,精平：左手大拇指原则,精对中：松开连接螺旋，眼睛观看光学对中器，平移仪器，使测站点在光学对中器中心。,5.6.1 全站仪概述,5.6.2 全站仪的使用注意事项, 日光下测量应避免将物镜直接对准太阳。 仪器不使用时，应将其装入箱内，置于干燥处，并注意防震、防尘和防潮。 若仪器工作处的温度与存放处的温度差异太大，应先将仪器留在箱内，直至适应环境温度后再使用。 若仪器长期不使用，电池应每月充电一次。 运输仪器时应将其装于箱内进行，运输过程中要小心，避免挤压、碰撞和剧烈震动。 外露光学器件需要清洁时，应用脱脂棉或镜头纸轻轻擦净，切不可用其它物品擦拭。
13、 仪器使用完毕后，应用绒布或毛刷清除仪器表面灰尘。仪器被雨水淋湿后，切勿通电开机，应用干净软布擦干并在通风处放一段时间。,5.6.3 南方NTS全站仪结构和功能,粗瞄准器,物镜,光学对中器,水平制动螺旋,水平微动螺旋,显示屏,整平脚螺旋,管水准器,目镜,仪器中心标志,望远镜调焦螺旋,垂直制 动螺旋,垂直微 动螺旋,目镜调焦螺旋,键盘,软键,5.6.3 南方NTS全站仪结构和功能,1、显示屏,数字键和字母键,软键 （功能键）,显示屏,5.6.3 南方NTS全站仪结构和功能,2、显示屏显示的符号,5.6.3 南方NTS全站仪结构和功能,3、软键（功能键）,倾斜 - V% P2,按F4键翻页进入下一
14、页菜单,软键功能标记在显示屏的底行，该功能随测量模式的不同而改变。,H-蜂鸣 R/L 竖角 P3,【角度测量模式】,5.6.3 南方NTS全站仪结构和功能,4、星键（键 ）,显示屏,星键 （快捷键）,按下星键可以对以下项目进行设置：1对比度调节。按星键后，通过按键，可以调节液晶显示对比度2照明。按星键后，通过按F1选择“照明”，按F1或F2选择开关背景光。3倾斜。按星键后，通过按F2选择“倾斜”，按F1或F2选择开关倾斜改正。4S/A。 按星键后，通过按F4选择“S /A”，可以对棱镜常数和温度气压 进行设置。并且可以查看回光信号的强弱。,软键 （功能键）,5.6.4 测量模式,角度测量,距离
15、测量,坐标测量,5.6.4 测量模式,倾斜 - V% P2,按F4键翻页进入下一页菜单：,O,A,B,置零,V ：垂直角 HR：水平角,H-蜂鸣 R/L 竖角 P3,1、角 度测量,5.6.4 测量模式,2、距离测量（水平距离）,V ： 垂直角 HR： 水平角 HD：水平距离 SD：倾斜距离 VD： 高 差 PSM：仪器常数,偏心 放样 m/f/i P2,按F4键翻页进入下一页菜单：,5.6.4 测量模式,3、坐标测量,N：北坐标X E： 东坐标Y Z：高程 H PSM：仪器常数 PPM：气象改正数 F. R：测距模式,3.1 坐标测量菜单,镜高 仪高 测站 P2,按F4键翻页进入下一页菜单：
16、,5.6.4 测量模式,3、坐标测量 3.2 坐标测量步骤,步骤一 设置测站点坐标,如图，将仪器所在位置A点坐标输入仪器中。按坐标测量第二页菜单中“设置”所对应的软键F3，进入“设置测站点”屏幕：,5.6.4 测量模式,步骤二 设置仪器高和棱镜高,在坐标测量第二页菜单中按“高程”所对应的软键F2，进入仪器高和棱镜高输入屏幕.,镜高 仪高 测站 P2,步骤三 设置方向角,全站仪方向角度的设置，也可在“角度测量”模式下，首先照准后视点，按菜单中“置盘”的软键，直接输入方向值。,步骤四 测量坐标,测量 模式 S/A P1,照准待测点目标后，在“坐标测量”模式下按“测量”的软键。,5.6.5 数据采集
17、,显示电池电量,F1,ESC,MENU,F1,数据采集菜单的操作： 按下MENU键，仪器进入主菜单1/3模式,按下F1（数据采集）键，显示数据采集菜单1/2。,5.6.5 数据采集,数据采集菜单1 / 2 ：,数据采集菜单2 / 2：,5.6.5 数据采集,习题,1、什么是直线定向，标准方向有哪些？ 2、在标准拉力下得到尺长方程L=30m-1.8mm+0.36(t-20)mm,量得s=234.943; t=27.4C; h=2.54求S=？ 3、已知： AB= 282024”，CD=3201230”，求： BA=？DC=？ 4、如图，求23=？34=？,习题,6：已A、B点的坐标，观测角以及边长见图示，求1、2、3、4、5号点坐标。 XA=1245.678 YA=457.345 XB=1457.450 YB=1003.256,A,B,1,2,3,5,1801336,1782230,1934400,1811300,2045430,B,1,2,3,4,4,习题,尺长改正： 温度改正： 倾斜改正： 实际平距：,答案,
