第四章距离测量与直线定向

备课笔记第四章距离测量与直线定向-1-第四章距离测量与直线定向第一节地面上的点标记与直线定线一、地面上点的标志点的标志可分为临时性和永久性两种。临时性标志可采用木桩打入地中，桩顶略高于地面，并在桩顶钉一小钉或画一个十字表示点的位置。永久性标志可用石桩或混凝土桩，在石桩顶刻十字或在混凝土桩顶埋入刻有十字的钢柱以表示点位。二、丈量工具通常使用的量距工具为钢尺、卷尺、皮尺和测绳，还有测钎、标杆和垂球等辅助工具。三、直线定线1.目估定线2.经纬仪定线3.确定直线方向与标准方向之间的关系称为直线定向在测量工作中以子午线方向为标准方向。子午线分真子午线、磁子午线和轴子午线三种。4.直线方向常用方位角来表示方位角就是以标准方向为起始方向顺时针转到该直线的水平夹角，所以方位角的取值范围是由0°到360°。四、丈量方法（往返丈量）1.在平坦地面丈量距离用下式计算：D=nl+Δl式中：l——整尺段的长度；n——丈量的整尺段数；l——零尺段长度。往返丈量较差D=D往-D返距离平均值D平=（D往-D返）/2相对误差K=D/D平五、距离丈量的注意事项1．影响量距成果的主要因素(1)尺身不平。(2)定线不直。(3)拉力不均。(4)对点和投点不准。(5)丈量中常出现的错误。2．注意事项(1)距离丈量的三个基本要求是：“直、平、准”。(2)丈量时尺身要置水平，尺要拉紧。(3)钢尺在拉出和收卷时，要避免钢尺打卷。(4)尺子用过后，要用软布擦干净后。备课笔记第四章距离测量与直线定向-2-第二节尺长方程与钢尺的鉴定一尺长方程式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。钢尺捡定后，应给出尺长随温度变化的函数式，通常称为尺长方程式，其一般形式为二钢尺检定的方法钢尺应送没有比长台的测绘单位校定，但若有检定过的钢尺，在精度要求不高时，可用检定过的钢尺作为标准尺来检定其它钢尺。检定宜在室内水泥地面上进行，在地面上贴两张绘有十字标志的图纸，使其间距约为一整尺长。用标准尺施加标准拉力丈量这两个标志之间的跟离，并修正端点使该距离等于标准尺的长度。然后再将被检定的钢尺施加标准拉力丈量该两标志问的距离，取多次丈量结果的平均值作为被检定钢尺的实际长度，从而求得尺长方程式。三尺段长度的计算精密量距中，每一尺段长需进行尺长改正、温度改正及倾斜改正，求出改正后的尺段长度。计算各改正数如下：(1)尺长改正钢尺在标准拉力、标准温度下的检定长度L′，与钢尺的名义长度L0往往不一致，其差L＝L′－L0数，即为整尺段的尺长改正。任一尺段L的尺长改正数为△L＝(L′－L0)L/L0(2)温度改正设钢尺在检定时的温度为t0℃，丈量时的温度为t℃，钢尺的线膨胀系数为α，则某尺段L的温度改正为△Lt＝α(t℃－t0℃)L(3)倾斜改正设L为量得的斜距，h为尺段两端间的高差，现要将L改算成水平距离d′，故要加倾斜改正数△Lh＝－h2/2L倾斜改正数永远为负值。四钢尺量距的误差分析一、定线误差二、尺长误差钢尺必须经过检定以求得其尺长改正数。尺长误差具有系统积累性，它与所量距离成正比。精密量距时，钢尺虽经捡定并在丈量结果中进行了尺长改正，其成果中仍存在尺长误差，因为一殷尺长检定方法只能达到0.5mm左右的精度。一般量距时可不作尺长改正；三、温度误差由于用温度计测量温度，测定的是空气的温度，而不是尺于本身的温度，在夏季阳光曝晒下，此两者温度之差可大于5°C。因此，量距宜在阴天进行，并要设法测定钢尺本身的温度。四、拉力误差钢尺具有弹性，会因受拉而伸长。量距时，如果拉力不等于标准拉力，钢尺的长度就会产生变化。精密量距时，用弹簧秤控制标准拉力，一般量距时拉力要均匀，不要或大或小。)(0ttLLLLt备课笔记第四章距离测量与直线定向-3-五、尺子不水平的误差钢尺一般量距时，如果钢尺不水平，总是使所量距离偏大。精密量距时，测出尺段两端点的高差，进行倾斜改正。用普通水准测量的方法是容易达到的。六、钢尺垂曲和反曲的误差钢尺悬空丈量时，中间下垂，称为垂曲。故在钢尺检定时，应按悬空与水平两种情况分别检定，得出相应的尺长方程式，按实际情况采用相应的尺长方程式进行成果整理，这项误差可以不计。在凹凸不平的地面量距时，凸起部分将使钢尺产生上凸现象，称为反曲。设在尺段中部凸起0．5m，由此而产生的距离误差，这是不能允许的。应将钢尺拉平丈量。七、丈量本身的误差它包括钢尺刻划对点的误差、插测钎的误差及钢尺读数误差等。这些误差是由人的感官能力所限而产生，误差有正有负，在丈量结果中可以互相抵消一部分，但仍是量距工作的一项主要误差来源。第三节罗盘仪的构造与使用一、罗盘仪的构造罗盘仪是利用磁针确定直线方向的一种仪器，通常用于独立测区的近似定向，以及林区线路的勘测定向。右图为DQL-1型罗盘仪构造图。它主要由望远镜、罗盘盒、基座三部分组成。二、罗盘仪的使用将罗盘仪置于直线一端点，进行对中整平，照准直线另一端点后，放松磁针制动磁针。待磁针静止后，磁针在刻度盘上所指的读数即为该直线的磁方位角。第四节光电测距仪简介一、概况长距离丈量是一项繁重的工作，劳动强度大，工作效率低，尤其是在山区或沼泽区，丈量工作更是困难。人们为了改变这种状况，于五十年代研制成了光电测距仪。近年来，由于电子技术及微处理机的迅猛发展，各类光电测距仪竞相出现，己在测量工作得到了普遍的应用。二、测距原理欲测定A、B两点间的距离D，安置仪器于A点，安置反射镜于B点。仪器发射的光束由A至B，经反射镜反射后又返回到仪器。设光速c为已知，如果光束在待测距离D上往返传播的时间。已知，则距离D可由下式求出式中c＝c。／n，c。为真空中的光速值，其值为299792458m／s,n为大气折射率，它与测距仪所用光源的波长，测线上的气温t,气压P和湿度e有关。1．脉冲式测距由测距仪的发射系统发出光脉冲，经被测目标反射后，再由测距仪的接收系统接收，测出这一光脉冲往返所需时间间隔()的钟脉冲的个数以求得距离D。由于计数器的频率一殷为备课笔记第四章距离测量与直线定向-4-300MHz(300×106Hz)，测距精度为O.5m，精度较低。2．相位式测距由测距仪的发射系统发出一种连续的调制光波，测出该调制光波在测线上往返传播所产生的相依移，以测定距离D。红外光电测距仪一般都采用相位测距法。在砷化镕(GaAs)发光二极管上加了频率为f的交变电压(即注入交变电流)后，它发出的光强就随注入的交变电流呈正弦变化，这种光称为调制光。测距仪在A点发出的调制光在待测距离上传播，经反射镜反射后被接收器所接收，然后用相位计将发射信号与接受信号进行相位比较，由显示器显出调制光在待测距离往、返传播所引起的相位移φ。