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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,650,36.537,336
2、.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。实际的尺长方程式为：,其中
3、：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/C3.倾斜改正：Dh=-h2/2D4.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
4、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,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,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
5、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)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=
6、/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
7、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（Electronic 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
8、？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
9、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：,
