第四章距离测量与直线定向2012.

面向21世纪多媒体课程教材MultimediaTextbookSeriesfor21stCentury测量学研制栾乔林Tel:18976009028QQ：1077723EMAIL：[e-mail]@sohu.com前言本课件是在众多测量学文字教材的基础上，结合我校多年来教学实践及野外测量经验研制而成。以文本、动画、语音、图象、图形和视频为基本素材，借助多媒体工具，提供全新的教学手段，内容充实、文字流畅。本课件分为测量基础篇和地籍测量篇。适用于土地资源管理、农业资源与环境、园林、园艺、农学、草业科学以及城市规划、工程管理、土木工程、水电工程等专业。由于作者水平有限，错误在所难免，恳请批评指正。课程目录五、测量误差的基本知识一、绪论二、水准测量三、经纬仪与角度测量四、距离测量与直线定向测量学基础十、施工测量九、地形图的识读与应用八、大比例尺地形图测绘七、GPS技术与应用六、小地区控制测量第四章距离测量与直线定向一、距离丈量五、直线定向四、光电测距二、钢尺量距误差三、视距测量课程目录本章目录学习提示了解距离测量的仪器和工具重点掌握：钢尺量距精密方法视距测量的观测与计算直线定向掌握概念：直线定线、串尺法、尺长改正、温度改正、倾斜改正、视距测量、光电测距、标称精度、方位角、坐标方位角距离测量与直线定向课程目录本章目录一、距离丈量距离丈量工具点的标定与直线定线距离丈量的一般方法钢尺量距的精密方法距离测量与直线定向课程目录本章目录一、距离丈量距离丈量工具钢尺皮尺测绳标杆测钎锤球距离测量与直线定向课程目录本章目录钢尺皮尺钢尺用钢制成的带尺基本分划：cm或mm基本长度：20m、30m、50m基本特点：精度高端点尺刻线尺距离测量与直线定向课程目录本章目录钢尺：端点尺刻线尺34567891009cm34567890129cm用钢制成的带尺基本分划：cm或mm基本长度：20m、30m、50m基本特点：精度高皮尺、测绳皮尺用麻丝和金属丝制成的软带尺基本分划：cm(端点尺)基本长度：20m、30m、50m基本特点：精度低测绳由细麻绳和金属丝制成的线状绳尺基本分划：m基本长度：20m、30m、50m基本特点：精度较低距离测量与直线定向课程目录本章目录皮尺标杆、测钎、锤球标杆测钎锤球距离测量与直线定向课程目录本章目录标杆、测钎、锤球花杆测钎锤球花杆用作标定直线测钎用作标志尺段端点的位置和计算已量过的整尺段数。垂球在斜坡上量距时用来投点。一、距离丈量距离丈量工具点的标定与直线定线点的标定直线定线距离测量与直线定向课程目录本章目录点的标定指确定点在地面上的位置永久性标志临时性标志距离测量与直线定向课程目录本章目录直线定线目估定线将标杆竖立在通过两端点的竖直面内的工作经纬仪定线距离测量与直线定向课程目录本章目录目估定线AB123经纬仪定线AB12一、距离丈量距离丈量工具点的标定与直线定线距离丈量的一般方法平坦地面的距离丈量倾斜地面的距离丈量距离测量与直线定向课程目录本章目录平坦地面的距离丈量n:整尺段数l:整尺长q：余长D=n×l+q前尺手后尺手往测前尺手后尺手返测距离测量与直线定向课程目录本章目录倾斜地面的距离丈量平量法DAB=A1+12+23+3B水平前尺手后尺手距离测量与直线定向课程目录本章目录倾斜地面的距离丈量斜量法D=L×cosa倾斜角倾斜距离水平距离距离测量与直线定向课程目录本章目录钢尺量距的记录方法与精度测线整尺段数零尺段总长度平均长度精度AB往6×5036.537336.5376×5036.428336.428336.4821／3087返精度要求用相对误差K来表示K=∣D往–D返∣/D平均=1/N平坦地区：K≤1/3000起伏地区：K≤1/2000D平均=(D往+D返)/2距离测量与直线定向课程目录本章目录例题直线AB往测长235.66m，返测长235.72m，则相对误差为3900169.23506.0平DDDkBAAB一、距离丈量距离丈量工具点的标定与直线定线距离丈量的一般方法钢尺量距的精密方法钢尺量距方法精密量距计算距离测量与直线定向课程目录本章目录钢尺量距方法串尺法DA1=29.430-0.058=29.372m拉紧、拉平、拉稳前尺手后尺手OKOK读数读数58mm29.430A1拉紧、拉平、拉稳拉紧、拉平、拉稳OKOK读数读数58mm29.430OKOK读数读数58mm29.430OKOK读数读数58mm29.430同一尺段，串动钢尺丈量三次。距离测量与直线定向课程目录本章目录钢尺量距方法步骤钢尺检定（尺长方程式）经纬仪定线串尺法丈量各段距离测定尺温测量各桩顶间的高差精密量距计算距离测量与直线定向课程目录本章目录精度量距计算尺长改正△L=[(L′-L0)/L0]×LL0：钢尺的名义长度L′：标准条件下钢尺的实际长度△L：丈量长度L时的尺长改正数距离测量与直线定向课程目录本章目录精度量距计算温度改正△Lt=a×(t-t0)×Lt0：钢尺检定时的温度t：钢尺丈量时的温度A：钢尺的膨胀系数△Lt：丈量长度L时的温度改正数距离测量与直线定向课程目录本章目录精度量距计算倾斜改正△Lh=-h2/(2L)L：钢尺的丈量的斜距h：一尺段两端点间的高差△Lh：丈量长度L时的倾斜改正数距离测量与直线定向课程目录本章目录二、钢尺量距误差尺长误差定线误差温度误差拉力误差钢尺不水平误差钢尺垂曲误差丈量本身的误差距离测量与直线定向课程目录本章目录三、视距测量视距测量原理视距测量的观测与计算视距测量的误差及注意事项距离测量与直线定向课程目录本章目录三、视距测量视距测量原理视线水平时的视距测量原理及计算公式视线倾斜时的视距测量原理及计算公式距离测量与直线定向课程目录本章目录经纬仪和水准仪视距丝上丝下丝尺间隔视距测量概述视距测量根据几何光学和三角学原理，利用仪器望远镜内视距装置及视距尺,测定两点间的水平距离和高差的一种测量方法操作方便，速度快，不受地面高低起伏影响精度低1/200~1/300视距测量的仪器和工具经纬仪视距尺距离测量与直线定向课程目录本章目录视线水平时的视距测量原理距离测量与直线定向课程目录本章目录视线水平时的计算公式h=i–vi:仪器高v:觇标高距离测量与直线定向课程目录本章目录视线水平时的计算公式k=f/p=100c=f+δ≈0FQ:Fo=MN:mnd:l=f:pd=f/p×lD=d+f+δ=f/p×l+f+δD=kl+c=kl距离测量与直线定向课程目录本章目录视线倾斜时的视距测量原理将竖直尺间隔化为倾斜尺间隔将倾斜距离化为水平距离距离测量与直线定向课程目录本章目录视线倾斜时的计算公式D=D′cosα=klcos2αh=h′+i–v=Dtanα+i–vααβγ90距离测量与直线定向课程目录本章目录视线倾斜时的计算公式β=90°+φ/2≈90°γ=90°-φ/2≈90°D′=kl′=klcosαl′=M′Q+QN′=MQcosα+QNcosα=lcosα距离测量与直线定向课程目录本章目录ααβ90γ三、视距测量视距测量原理视距测量的观测与计算视距测量的观测视距测量的计算方法距离测量与直线定向课程目录本章目录视距测量观测在测站上安置经纬仪，对中、整平，并量取仪器高在待测点上竖立视距尺盘左、盘右分别瞄准视距尺，读取上、下、中丝读数及竖盘读数。计算水平距离及高差距离测量与直线定向课程目录本章目录例题：在视距测量中，观测数据如图所示：HA=100.000米i=0.79米，α=+4°40′，试计算AB间的水平距离DAB及B点的高程HB（cos²4°40′=0.9934）（tan4°40′=0.0816）α170214501202ABi答：DAB=KLcos²a=100×0.5×0.9934=49.669mHB=HA+Dtana+i-v=100.000+4.054+0.79-1.450=103.394m视距测量的计算方法D=klcos2αh=Dtanα+i–v距离测量与直线定向课程目录本章目录三、视距测量视距测量原理视距测量的观测与计算视距测量的误差及注意事项距离测量与直线定向课程目录本章目录视距测量误差及注意事项读数误差视距尺倾斜引起的误差视距常数k不准确的误差垂直折光的影响距离测量与直线定向课程目录本章目录四、光电测距光电测距概述光电测距原理光电测距仪的使用光电测距仪测距误差光电测距成果整理距离测量与直线定向课程目录本章目录光电测距概述光电测距采用光波作为载波来测定两点间的水平距离和高差测程长、精度高、效率高，受地形限止小光电测距分类短程(﹤3km)中程(3~15km)远程(﹥15km)Ⅰ级(≤5mm)Ⅱ级(5~10mm)Ⅲ级(≥5~10mm)距离测量与直线定向课程目录本章目录光电测距原理通过测定光波在测线两端点间往返传播的时间，借助光在空气中的传播速度，从而计算出两点间距离D=1/2×C×t2D距离测量与直线定向课程目录本章目录脉冲法测距原理功率大测程远精度低距离测量与直线定向课程目录本章目录相位法测距原理精测尺粗测尺D＝λ(N+△N)/2=Ls(N+△N)距离测量与直线定向课程目录本章目录相位法测距原理精测尺10m显示米位及米以下距离值粗测尺1000m显示百米位、十米位距离值精测显示5.875粗测显示38仪器显示的距离为385.875m距离测量与直线定向课程目录本章目录光电测距仪的使用安置测距仪，对中、整平开机自检经纬仪照准觇板中心，测量竖直角测距仪瞄准棱镜中心，测量水平距离和高差距离测量与直线定向课程目录本章目录光电测距仪测距误差分析标称精度公式mD=±(A+B.D)A:固定误差B:比例误差误差分析周期误差固定误差比例误差±(5mm+5ppm)ppm:百万分之一距离测量与直线定向课程目录本章目录光电测距成果整理仪器本身误差引起的改正周期误差改正剩余加常数误差改正仪器乘常数误差改正气象改正倾斜改正距离测量与直线定向课程目录本章目录五、直线定向标准方向种类直线方向的表示方法几种方位角之间的关系罗盘仪测定磁方位角距离测量与直线定向课程目录本章目录五、直线定向标准方向种类直线定向概述真子午线方向磁子午线方向坐标纵轴线方向距离测量与直线定向课程目录本章目录直线定向概述确定直线与标准方向的水平夹角称为直线定向。距离测量与直线定向课程目录本章目录真子午线方向通过地球表面某点的子午线的切线方向称为该点的真子午线方向。天文测量方法或陀螺经纬仪测定。距离测量与直线定向课程目录本章目录P磁子午线方向磁针在地球磁场的作用下，自由静止时其轴线所指的方向称为该点的磁子午线方向罗盘仪测定距离测量与直线定向课程目录本章目录坐标纵轴线方向直角坐标系中的纵坐标轴方向天文测量方法或陀螺经纬仪测定在测量工作中，一般采用坐标纵轴方向作为标准方向距离测量与直线定向课程目录本章目录XY五、直线定向标准方向种类直线方向的表示方法方位角距离测量与直线定向课程目录本章目录方位角由标准方向的北端起，顺时针量至已知直线的水平角0°~360°种类真方位角α真磁方位角α磁坐标方位角α正反坐标方位角αAB=αBA±180°距离测量与直线定向课程目录本章目录NNABABBA坐标方位角的计算αABαAcβαAc＝αAB+βαAc＝αBA+180°+β路线方向B-A-C，β为左角北方向BCAβαABαAcα前＝α后+180°＋β左(－β右)α:0°~360°课程目录本章目录坐标方位角的推算若已知直线12的方位角α12，12和23间的水平角β2左（或β2右），来推算直线23的方位角α23。推算公式α23=α12＋β2左±180°α23=α12－β2左±180°123α12α23β2左β2右α21方位角计算BACDaABβ1β2aAB为60°，且β1为95°23′，β2为130°45′，求aCD?aBAaBCaCBaCD解：aBA=aAB+180°=240°aB