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1、,第四章 距离测量与直线定向,光电测距,直线定向,钢尺量距,视距测量,4.1 钢尺量距,测量距离可根据不同的精度要求，不同的测量条件采用不同的方法。,距离指两点间的水平直线长度。,钢尺量距光学视距法测距光电测距等,距离测量常用的方法：,（一）钢尺量距的工具：,钢尺、花杆、测钎、垂球、弹簧秤、温度计,钢尺：用薄钢片制成，其长度有15、20、30、50米等。尺面最小刻划为毫米，注记到厘米。尺子的零端分两种情况：尺子端点或端部某位置的刻划。,根据不同的精度要求，所用的工具和方法不同。,端点尺,刻线尺,一、钢尺量距的一般方法,（二）钢尺量距的一般方法：,DAB=n l+q,1、平坦地区的距离丈量,式中
2、：n尺段数 l整尺长度 q不足一整尺的余长,步骤：定线、丈量、计算,限差要求：,K1/3000,必须要进行往返丈量,2、倾斜地区的距离丈量,将尺子拉平，用垂球在地面标出端点。,L=l 1+l 2+l n,沿斜坡丈量出倾斜距离L，并测出倾斜角，或高差h，计算水平距离D。,D=L cos,L,B,A,D,h,1、平量法（地面坡度不大）,2、斜量法（地面坡度较为均匀）,二、钢尺量距的精密方法,量距前、后尺手要用弹簧秤，每尺段读三次，取平均值作为结果。,读温度,定线用经纬仪标定直线方向,测量桩顶高程用水准测量方法测定高差,尺段长度计算进行三项改正,计算全长,三 项 改 正 计 算,钢尺尺面注记的长度称
3、为名义长度 l0，钢尺在标准拉力、标准温度下的检定长度 l为钢尺的实际长度。钢尺的实际长度与名义长度往往不相等。,（一）尺长改正,L：为实际所 量距离,则尺长改正为：,钢尺长度受温度影响会发生变化。设钢尺在检定时的温度为t0，现场丈量时的温度为t，钢尺的线膨胀系数为=0.0000125/1,（二）温度改正,则温度改正为：,lt=（t-t0）L,L：为实际所 量距离,则倾斜改正为：,D=L+ld+l t+lh,设沿地面所量斜距为 L，用水准仪测得两桩顶高差为h，现要将 L 换算成水平距离，则须加倾斜改正数lh,（三）倾斜改正,L：为实际所 量距离,经过三项改正后的水平距离应为:,例：设用钢尺丈量
4、一坡度均匀的倾斜距离，其结果为95.042m，丈量时的拉力P=10kg，温度t=0，两端点的高差h=0.42 m，求水平距离。（所用钢尺名义长30 m，当拉力P=10kg，t=20时，尺长改正数l=+0.004m）。,解：1、求尺长改正：,2、求温度改正:,3、倾斜改正：,经改正后的水平距离：,L=l+l+lt+lh=95.042+0.0130.0240.001=95.030m,三、钢尺检定,钢尺由于其制造误差、经常使用中的变形以及丈量时温度和拉力不同的影响，使得其实际长度往往不等于名义长度。因此，丈量之前必须对钢尺进行检定，求出它在标准拉力和标准温度下的实际长度，以便对丈量结果加以改正。钢尺
5、检定后，应给出尺长随温度变化的函数式，称为尺长方程式,式中：lt温度为 t 时钢尺实际长度；l0钢尺名义长度；l钢尺尺长改正数；钢尺膨胀系数；t0钢尺检定时温度；t量距时温度。,四、钢尺量距的误差分析,1.定线误差,2.尺长误差,3.温度误差,4.拉力误差,5.钢尺不水平的误差,6.钢尺对准及读数误差,4.2 视 距 测 量,一、视距测量概述,视距测量是利用望远镜内的视距装置配合视距尺，根据几何光学和三角测量原理，同时测定距离和高差的方法。,视距装置,1、原理:,2.特点:,这种方法具有操作方便，速度快，不受地面高低起伏限制等优点。,3.工具:,视距测量所用的主要仪器、工具是经纬仪和视距尺。,
6、4.精度:,一般为1/100 1/300,精度较低，所以广泛用于碎部测量中。,二、视线水平时的距离与高差公式,距离公式:,高差公式:,D=Kl+C,令：,则：,h=i-v,k视距乘常数,c视距加常数,k=100，c0,i仪器高，是桩顶到仪器横轴中心的高度,v瞄准高，是十字丝中丝在尺上的读数,三、视线倾斜时的距离与高差公式,距离公式：,高差公式：,视线倾斜时的距离与高差公式,视线水平时的距离与高差公式,D=100 l,距离公式：,高差公式：,h=i-v,四、视距测量的施测,1、在测站点安置仪器,量取仪器高 i。(测站点至仪器横轴的高度,量至厘米)。,3、使竖盘水准管气泡居中，读取竖盘读数，然后
7、计算竖直角。4、计算水平距离。5、计算高差和高程。,2、盘左位置瞄准视距尺，读取视距尺的下丝、上丝及中丝读数。,测站：A HA=48.263m 仪器高i：i=1.46m,视距测量记录手簿,1、视距尺分划误差,2、乘常数K不准确的误差,3、竖直角测角误差,4、视距丝读数误差,5、视距尺倾斜对视距测量影响,6、外界气象条件对视距测量影响,五、视距测量误差分析,1、为减少垂直折光的影响，观测时应尽可能使视线离地面1m以上；2、作业时，要将视距尺竖直，并尽量采用带有水准器的视距尺；3、要严格测定视距常数，K值应在100土0.1之内；4、视距尺一般应是厘米刻划的整体尺，如果使用塔尺，应注意检查各节的接头
8、是否准确；5、要在成像稳定的情况下进行观测。,注意事项：,4.3 光电测距,一、光电测距原理,通过测定光在测线两端往反传播的时间进行测距的方法。,式中c为光在大气中的传播速度,二、光电测距成果计算,1、仪器常数改正,加常数 k：原因：发光管的发射面、接收管接收面，反光 镜的等效反射面与反光镜中心不一致;,乘常数 R：原因：振荡器频率变化，发光管相位不均匀。,2、气象改正,仪器设计气象参数：,3、倾斜改正,4.4 直线定向,一、基本概念,确定直线与标准方向之间的角度关系称直线定向.,确定地面两点在平面上的位置，不仅需要量测两点间的距离，还要确定该直线的方向。为此选择一个标准方向，根据直线与标准方
9、向之间的关系确定直线方向。这一工作称为直线定向。,二、标准方向（基准方向）,1、真子午线方向,真子午线是过地面某点真子午面与地球表面交线的方向。真子午线北端所指方向为正北方向。可以用天文测量的方法或用陀螺经纬仪方 法测定。,测量中常用的标准方向有三种：,2、磁子午线方向,磁子午线方向是过地球某点磁子午线的切线方向，它可以用罗盘仪测定。即当磁针静止时指针指的方向为磁子午线方向。其北端所指方向为磁北方向。,我国地图常采用高斯平面直角坐标系，用3带或6带投影的中央子午线作为坐标纵轴。因此在该带内直线定向，就是用该带的坐标纵轴方向作为标准方向。坐标纵轴北端所指方向为坐标北方向。,3、坐标纵轴方向,1、
10、方位角定义：,真方位角（A）,磁方位角（Am）,坐标方位角(),三、表示直线方向的方法,测量中常用方位角表示直线方向,由标准方向的北端起，顺时针方向到某直线水平夹角,称为该直线的方位角,方位角值从0-360。,真子午线方向,磁子午线方向,坐标纵轴方向,Am,2,2、几种方位角之间的关系,磁偏角真北方向与磁北方向之间的夹角；子午线收敛角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，和为正；偏于西侧时，和为负。,四、正、反坐标方位角,只有坐标方位角才满足上式关系,正反方位角只是相对而言,五、坐标方位角的推算,前进方向左边称左角,1.左 角,2.右 角,前进方向,六、用罗盘仪测定磁方位角,罗盘仪的构造,用罗盘仪测定直线的磁方位角,
