测量第4章教案3

2019/12/131确定直线与基本方向之间的水平角度称为直线定向。基本方向真北方向磁北方向坐标北方向第五节直线定向2019/12/132一、基本方向的分类1、真北线方向通过地球表面某点的真子午线的切线北端所指方向，称为该点的真北方向。真子午线的切线方向P1P22019/12/133真北方向是用天文测量方法或用陀螺经纬仪测定的。陀螺经纬仪2019/12/1342．磁北方向磁北方向是磁子午线在地球上任意一点的切线所指的北端，即在地球磁场的作用下，磁针自由静止时其北端所指的方向。PP—北极2019/12/135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2019/12/1363．坐标纵轴方向我国采用高斯平面直角坐标系，6°带或3°带都以该带的中央子午线为坐标纵轴，因此取坐标纵轴方向作为标准方向。xyoP1P2高斯平面直角坐标系2019/12/137二、直线方向的表示方法方位角1）方位角的定义从直线起点的标准方向北端起，顺时针方向量至直线的水平夹角，称为该直线的方位角；其角值范围为0°~360°。12标准方向北端方位角222222019/12/138标准方向真子午线方向磁子午线方向坐标纵轴方向真方位角（A）磁方位角（Am）坐标方位角（α）2磁北真北坐标北AmAα12019/12/139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。xyoP1P2γγ坐标北与真北的关系2019/12/13102）几种方位角之间的关系mAAAmA磁偏角δ—真北方向与磁北方向之间的夹角；子午线收敛角γ—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，δ和γ为正；偏于西侧时，δ和γ为负。PO真北A磁北Am坐标北δγ2019/12/13113）正、反坐标方位角直线1-2：点1是起点，点2是终点。α12—正坐标方位角；α21—反坐标方位角。α21α12xyoxx1218012211802112180正反直线2-1：所以一条直线的正、反坐标方位角互差180º2019/12/1312第六节方位角测量一、用罗盘仪测定磁方位角１、罗盘仪的构造罗盘仪是利用磁针测量直线磁方位角的仪器。罗盘仪的主要部件有磁针、刻度盘、望远镜和基座。2019/12/1313２、测定磁方位角的方法:1)安置罗盘仪和目标。罗盘仪在一地面点A对中整平。2)瞄准目标。利用罗盘盒下方的制动微动机构，转罗盘仪的望远镜瞄准目标。3)读数。磁针自由摆动正常，磁针静止所指的度数为磁方位角MAB。2019/12/1314陀螺经纬仪：陀螺仪与经纬仪结合成一体的测量仪器，测定真方位角。陀螺仪的任务：定出真北方向。经纬仪：若经纬仪望远镜的视准轴处在真北方向，水平度盘读数为0°。当经纬仪瞄准其它目标方向时得到的水平方向值便是仪器所在地面点至目标的真方位角。二、陀螺经纬仪测定真方位角陀螺仪2019/12/1315１、陀螺仪的构造陀螺仪由摆动系统、观察系统和锁紧限幅机构组成。2019/12/13161)摆动系统摆动系统包括悬吊带16、导线15、转子(马达)10、转子底盘7等，它们是整个陀螺仪的灵敏部件。转子要求运转平稳，重心要通过悬吊带的对称轴，可以通过转子底盘上的六个螺钉进行调节。悬吊带采用特种合金材料制成。2019/12/13172)观测系统观测系统是用来观察摆动系统的工作情况的。照明灯泡13将灵敏部件上的双线光标12照亮，通过成像透镜组19使双线光标成像在分划板18上，以便在观察窗中观察。2019/12/13183)锁紧限幅机构锁紧限幅机构包括凸轮4、限幅盘5、转子底盘7、锁紧圈8，用凸轮4使限幅盘沿导向轴3向上滑动，使限幅盘5托起转子的底盘靠在与支架连接的锁紧圈8上。限幅盘上的三个泡沫塑料块6在下放转子部分时，能起到缓冲和摩擦限幅的作用。2019/12/1319２、陀螺经纬仪的操作方法在需要测定真子午线方向的点上安置好经纬仪后，应按下列步骤操作陀螺经纬仪：1)粗定向：将仪器附带的罗盘仪安装在支架上的定位盘20上，旋转经纬仪照准部，使视线方向大致对准北方向，将经纬仪的水平微动螺旋旋至行程的中间位置，制动照准部，取下罗盘仪（或用陀螺仪进行粗定向，精度可达3′左右）。2019/12/13202)安置陀螺仪：将陀螺仪安装到支架上的定位盘20上，旋紧固连螺环21，接好电源线，打开电源开关，启动陀螺转子，信号灯亮，当其转速达到额定转速后(大约需要3分钟)信号灯熄灭(有些仪器是信号灯颜色改变)。缓慢旋松锁紧机构，将摆动系统平稳放下，在陀螺仪的观察窗中观察陀螺的进动方向和速度，如果陀螺的进动速度很慢，就可以开始进行观测。观测方法有逆转点法和中天法。3)观测完成后，要先旋紧锁紧机构，将摆动系统托起，才能关闭电源，拔掉电源线。待陀螺仪转子完全停止转动以后才允许卸下陀螺仪装箱。2019/12/13213、陀螺经纬仪的观测方法逆转点法陀螺仪转轴在东、西两处的反转位置称为逆转点。逆转点法的实质就是通过旋转经纬仪的水平微动螺旋，在陀螺仪的观察窗中，用零线指标线22跟踪双线光标影像23，当摆动系统到达逆转点时，在经纬仪读数窗中读取水平度盘读数(称为逆转点读数)。2019/12/1322摆动系统到达逆转点并稍作停留后，将开始向真子午线方向摆动，反方向旋转经纬仪的水平微动螺旋继续跟踪摆动系统直至下一个逆转点，并读取水平度盘读数。重复上述基本操作，可以分别获得n个逆转点(一般取5个)读数。2019/12/1323陀螺在子午面的左右摆动，呈略有衰减的正弦波形，所以取n个(一般取5个)逆转点读数的平均值，就可以得出陀螺轴摆动的中心位置，即陀螺北的方向值。2019/12/1324４、注意事项1)开关陀螺仪时，陀螺灵敏部件必须处在托起状态，以防止悬挂带和导流丝扭坏。2)由于陀螺仪转子的额定旋转速度≥21500转/分，可以形成很大的内力矩，所以在陀螺转动时不许搬动仪器。3)使用电源逆变器时，注意线的正负极。没有接上陀螺仪时，不要开启电源。4)蓄电池充电时，不要过量。5)在运输过程中，注意防震，且仪器箱不得倒置。2019/12/1325GP1全自动陀螺仪它由马达驱动全站仪和陀螺仪组成，根据所需精度不同，提供三种测量模式：模式1：真方位角观测中误差为±6″，观测时间10分钟模式2：真方位角观测中误差为±16″，观测时间4分钟模式3：真方位角观测中误差为±32″，观测时间2分钟当影响测量结果的变化，如温度变化、位移等发生时，警示灯发出警告，以确保测量结果的可靠性。