1、第四章,距离测量与直线定向,第四章 距离测量,4.1卷尺丈量 4.2视距测量 4.3光电测距 4.4直线定向,第一节 卷尺丈量,一、所用主要工具 ：钢尺、皮尺,皮尺,钢尺,钢尺：,端点尺,刻线尺,辅助工具,花杆,测钎,垂球,温度计,弹簧秤,第一节 卷尺丈量,二、直线定线：在地面上标定出位于同一直线上的若干点，以便分段丈量。分为目视定线和经纬仪定线两种。,1、目视定线,2、经纬仪定线,三、钢尺量距的一般方法 1、平地量距 2、斜坡量距,第一节 卷尺丈量,1、平地量距,DAB=nL+q,2、斜坡量距,DAB=Li,DAB=L cos,L,四、钢尺量距的记录方法与精度,AB,往,650,36.537
2、,336.537,650,36.428,336.428,336.482,相对误差K=(D往D返) D平=1 M,1 3087,K限=1 2000 或 1 1000,返,量距的误差分析,定线误差,倾斜误差,温度误差,尺长误差,精密量距：一般指量距精度要求高于12000的量距。,1. 量距步骤：（1）定线: 经纬仪定线，钢尺概量一整尺（约小5cm）打下木桩，桩顶标点定直线。 （2）测定桩顶间高差 （3）量距：精确到0.1毫米，测得斜距 （4）成果整理：进行尺长、温度、倾斜改正，必要时进行距离改化。,五、钢尺量距的精密方法,钢尺出厂时都附有尺长方程式，注有温度、拉力、尺长。刻划长度称名义长度。 实际
3、的尺长方程式为：,其中： 名义长度； 温度t时的实际长度；尺长改正数； 检定时的温度；测量时的实时温度； 钢尺的膨胀系数，一般为（1.161.25）,2、 钢尺的检定,3、距离改正,三项改正数： 1.尺长改正： Dl=D(l-l0)/l0 ，l实际长度， l0名义长度 2.温度改正： Dt=D (tt0)， 为膨胀系数，一般取0.000012/C 3.倾斜改正： Dh=-h2/2D 4.最终距离： D= D+ Dl + Dt + Dh,第四章 距离测量,4.1卷尺丈量 4.2视距测量 4.3光电测距 4.4直线定向,视 距 测 量,一、视距测量的概念：,使用带有视距丝的仪器间接地同时测定地面上
4、两点间的距离和高差。所用仪器是经纬仪（有时可用水准仪）和水准尺。,经纬仪和水准仪,上丝,下丝,尺间隔,二、视距测量的原理和公式,视准轴水平时,p,n,i,D=kn； h=il,二、视距测量的原理和公式,2、视准轴倾斜时,M,N,M,N,D=Kn cos2 h=D tg +i-l,i,l,D tg,三、视距测量方法,（1）将经纬仪安置在测站A，进行对中和整平。 （2）量取仪器高i （3）将视距尺立于欲测的B点上，分别读出上、下视距丝和中丝读数l，将下丝读数减上丝读数得视距间距n。 （4）在中丝不变的情况下读取竖直度盘读数，并将竖盘读数换算为竖直角。 （5）根据测得的n、i和l计算水平距离D和高差
5、h，再根据测站的高程计算出测点的高程。,视 距 测 量 记 录 表,测区 观测者 记录者 年月日 天 气 测站名称 测站高程 仪器高 乘常数 加常数 指标差x=,四、视距测量误差主要来源,视距读数误差 竖直角测量误差 标尺倾斜误差 大气垂直折光的影响,第四章 距离测量,4.1卷尺丈量 4.2视距测量 4.3光电测距 4.4直线定向,光电测距仪:以激光和红外光为载波 微波测距仪:以微波为载波的测距仪光电测距仪: 通过测定光波在两点间传播的时间来计算距离按测定传播时间方式的不同，可分为相位式测距仪和脉冲式测距仪；按测程的大小，可分为远程(20 km以上)、中程(5-20km)和短程(5 km以下)
6、三类。,一、相位式光电测距仪的基本原理D = c t /2 c = c0 / n,t = N T + T 调制频率为f, T = 1 / f = cT = c/f c = f = /T T = (/2)TD = （N + /2） /2,各型号的大致相同。 主要由： 照准头 控制器 反光镜 等组成。,二、测距仪的构造,ND3000/2000红外测距仪,经纬仪+光电测距仪,电子经纬仪+光电测距仪,测距仪用反射棱镜,三、测量距离的步骤,将测距仪和反射镜分别安置在测段两点上。 望远镜瞄准反光镜相应位置，反射镜面与入射光线垂直。 打开开关，检查光电信号的强弱，合乎要求后开始测距。 记录若干次读数，为一测
7、回。并记录大气温度和气压。,光电测距,一体式测距仪（全站仪） 因三轴合一，仪器结构更紧凑； 使测距、测角结果自动显示； 仪器操作简便； 内置微处理器和相关软件包，通过全站仪的操作键盘完成相关计算，如相关改正、水平距离计算、高差计算、三维坐标计算等； 可与计算机通讯、进行数据传输； 已在线路勘测、土木工程放样等中广泛采用。,光电测距,一体式测距仪（全站仪） 全站型电子速测仪是由电子测角、电子测距、电子计算和数据存储等单元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。由于仪器较完善地实现了测量和处理过程的电子一体化，通常称之为全站型电子速测仪（Electroni
8、c Total Station）或简称全站仪。,光电测距,一体式测距仪（全站仪）,Leica,Topcon,南方,光电测距,一体式测距仪（全站仪） 测量机器人的来临 度盘读数自动化！ 目标照准自动化！ 基座安平自动化！ 仪器对中自动化？ 仪高量取自动化？,光电测距,光电测距,五、光电测距的误差来源 1.调制频率误差 2.气象参数误差 3.对中误差 4.测相误差 5.光速误差 6.照准误差 7.仪器加常数测定误差 8.周期误差,总结：三种测距方法的比较,第四章 距离测量,4.1卷尺丈量 4.2视距测量 4.3光电测距 4.4直线定向,第四节：直线定向,直线定向：确定直线的方向称为直线定向。 确定
9、直线与标准方向之间水平夹角的工作。,一、标准方向,1.真子午线方向：地面上某点指向地球北极的方向。真子午线上一点的切线方向,又叫真北方向,用天文测量或用陀螺经纬仪测量。,3、坐标纵轴（x轴）：高斯克吕格平面直角坐标的坐标纵轴方向,2、磁子午线方向：磁针在地球磁场的作用下自由静止时所指的方向。,方位角：自标准方向北端起算，顺时针转至某直线的水平夹角，范围：0360度,根据所取的标准方向不同，方位角可分为：,真方位角磁方位角坐标方位角,正、反坐标方位角（对于A点来说的）相差180度。,由于真(磁)方位角在各点上不相同，而各点的坐标北方向是相同的，因此测量上方位角是指坐标方位角。,二、方位角、正、反方位角,坐标方位角的推算,若已知直线12的方位角12，12和23间的水平角2 左（或2右 ），来推算直线23的方位角 23 。推算公式 23 = 12 2 左 180,23,21,1. 坐标的正算,推算公式：,三、坐标正、反算,x,y,B,A,已知A点的坐标 、 ，直线AB的平距 和坐标方位角 ，计算B点的坐标 ， 。,已知A点的坐标 、 ， B点的坐标 、 ，计 算直线AB的平距 和坐标方位角 。,推算公式：,2. 坐标的反算,3. 方位角值确定,根据x、y值判断：,
