地形测量4

第四章全站仪角度测量距离测量、高程测量学习目标：1学会距离测量2掌握直线定线的方法3掌握直线定向的基本内容第一节距离丈量距离丈量指工具在地面上量测两点之间的距离。丈量工作可包括点的标志、直线定线和丈量等内容。有普通测量学中，地面上两点的距离一般指两点之间的水平距离。当点位在地面上标定以后，用一定的丈量工具，沿着两点间的直线方向进行丈量。丈量方法按精度要求的不同异。一、地面点的标志点的标志有临时性标志和永久性标志两种1．时性标志：要用木桩标定。2．永久性标志：混凝土村庄或石桩。二、丈量工具距离丈量所使用的丈量工具，由量距所要求的精度确定。常用的丈量工具有钢尺、皮尺、绳尺等。1、钢尺。钢尺是钢制的带尺，用于较高精度的量距工作。⑴端点尺：⑵刻线尺：2、皮尺。皮尺是麻线与细金属丝织成的带状尺。3、绳尺。又称测绳，是内含金属丝的绳子，外用棉线包裹。4、标杆。又称花杆。用以标定点位或直线的方向，由坚实不易弯曲的木杆制成，也有用铝合金制成的金属标杆。5、测杆。在测量距离过程中，用以标志所量尺段的起止点，计算整尺段数。6、垂球。垂球用金属制成，上大下尖呈圆锥形。三、直线定线直线定线即在两点的直线方向上竖立一系列标杆，把中间若干点确定在已知直线的方向上。直线定线按精度要求可用目测定线，也可用经纬仪或其他定线仪器进行定线。（一）目测定线1．两点间定线2．两点延长线上定线（二）仪器定线四距离丈量的一般方法距离丈量可分为平坦地面的距离丈量和斜坡地面的距离丈量。丈量工作要求平、直、准。（一）平坦地面的距离丈量法：1．观测与计算：⑴观测：⑵计算：AB两点间的距离公式D=nl+q式中：n—整尺段数l—整尺段数q—不足一整尺的余长2．检核：3．精度：距离丈量的精度用相对误差来衡量。相对误差：往返丈量的结果较差与平均值的比值，化成分子为1的分数形式称为相对误差。（二）、倾斜地面的距离丈量法：1、1、平量法：2、2、斜量法：①按高差计算：②按倾斜角计算：五钢尺量距的精密方法1钢尺检定2定线(1)经纬仪在两点间定线(2)经纬仪延长定线(3)量距(4)测定桩顶间高差(5)成果计算尺段长度的计算：尺长改正、温度改正、倾斜改正计算全长3钢尺量距误差1)钢尺误差：名义长度与实际长度不符，是系统误差3)人为误差：定线误差、拉力误差3)外界条件的影响第二节视距测量一、视距测量原理。视距测量利用望远镜十字丝平面上的上、下两根视距丝a与b，配合视距尺和测得的竖直角a，用视距公式算得水平距离及高差的一种方法。（一）、视距水平时的视距公式：D=kl+q(外对光式望远镜)D=kl(内对光式望远镜)h=I-v式中：k=100k：视距乘常数l：尺间隔q：视距加常数i：仪器高v：中丝读数（二）、视线倾斜时的视距公式：D=klcos2αH=1/2klsin2α+I-v=Dtgα+I-v天顶距公式：D=klsin2Zh=1/2klsin2Z+I-v二、视距测量的观测与计1、观测步骤2、水平距离、高差、高程的计算。三、视距测量的注意事项第三节光电测距通过直接或间接地测定测距信号在被测距离上的往返传播时间t2D，同时求定测距信号在大气中的传播速度v，即可按下式求得距离D：DtvD221第四节直线定向直线定向：确定直线与标准方向之间的角度关系。一、标准方向的种类（一）、真子午线方向：（二）、磁子午线方向：（三）、坐标纵轴方向：（四）、“三北”方向的关系：1真、磁子午线的关系：磁偏角：真、磁子午线之间的夹角，叫磁偏角。东偏：磁子午线偏真子午线以东为东偏；（正）西偏：磁子午线偏真子午线以西为西偏；（负）2、子午线收敛角二、直线方向的表示方法1方位角。从标准方向北端起，顺时针方向量到某直线的夹角。角值范围：0°—360°2、正反坐标方位角。一条直线有正反两个方向，通常以直线前进的方向为正方向。3、象限角。测量上有时用象限角来确定直线的方向。所谓象限角，就是由标准方向的北端或南端起量至某直线所夹的锐角，常用R表示。角值范围：0°—90°三几种方位角之间的关系1真方位角与磁方位角之间的关系2真方位角与坐标方位角之间的关系3坐标方位角与磁方位角之间的关系四正反坐标方位角五坐标方位角的推算六、用罗盘仪测量直线的方向罗盘仪是主要用来测量直线的磁方位角的仪器，也可以粗略的测量水平角和竖直角，还可以进行视距测量。1、罗盘仪的构造：罗盘、望远镜、水准器和安平机构2、直线磁方位角的测量⑴安置仪器：①对中：②整平：⑵瞄准：⑶读数：3、使用罗盘仪注意事项经纬仪及水平角观测学习目标：在学习角度测量基本概念的基础上，明确经纬仪的结构原理，掌握经纬仪应用的基本方法，掌握水平角、竖直角测量基本技术。第1节角度测量一角度测量原理1水平角测量原理概念：地面上某点到两目标的方向线铅垂投影在水平面上所成的角度，称为水平角，取值范围：0-360。2竖直角测量原理垂直角：在同一竖直面内，地面某点至目标的方向线与水平视线间的夹角。仰角：目标的方向线在水平视线的上方，为正。0-90俯角：目标的方向线在水平视线的下方，为负。0--90第2节光学经纬仪1光学经纬仪介绍经纬仪是测量角度的仪器。根据测角精度的不同，我国的经纬仪系列分为DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ30等几个等级。DJ分别为“大地测量”和“经纬仪”的汉字拼音第一个字母，其下标数字为该仪器一测回方向观测中误差的秒数。2、光学经纬仪的基本构件一、仪器构造1．照准部①望远镜②竖直度盘③管水准器④光路系统2．水平度盘部分①水平度盘②度盘变换手轮③外轴3．基座①园水准器②脚螺旋二、读数方法1．具有分微尺读数装置的光学经纬仪的读数方法2．具有单平行玻璃测微器读数装置的光学经纬仪的读数方法3读数光路第3节经纬仪的基本操作⑴、对中及其作用⑵、整平及其作用⑶、瞄准⑷、读数第4节水平角观测一、测回法观测水平角1、适用情况及公路工程中的运用2、盘左盘右,左目标右目标的概念及在测角过程中的重要意义3、施测过程和记录⑴、安置仪器⑵、a左→b左→b右→a右4、计算与精度指标1、半测回角值的计算:b左(b右)小于a左(a右)的原因及计算方法.2、精度指标3、最后结果二、方向观测法简介与拨盘手轮的作用第5节竖直角观测一、竖直角的概念1、概念及正负规定2、竖直角在工程实践中的用途二、竖直度盘的构造1、竖直度盘、竖盘指标、竖盘指标水准管及其相互关系2、竖盘的注记形式及判断方法三、竖直角观测1、施测过程:安置仪器→盘左L→盘右R2、特别提醒:读数前记住调节竖盘指标水准管居中四、计算与精度指标1、计算公式的简单推导和快速记忆法2、竖盘指标差⑴、定义及正负规定⑵、计算方法⑶、精度指标第7节经纬仪的检验与校正一经纬仪上主要轴线应满足的条件1照准部水准管应垂直于竖轴2视准轴应垂直于横轴3横轴应垂直于竖轴4竖丝应垂直于横轴二照准部水准管的检验校正1检验目的2检验方法3校正方法4检校原理三十字丝应垂直于横轴的检验与校正1检校目的2检验方法3校正方法四视准轴垂直横轴的检验校正1检校目的2检验方法1)盘左和盘右读数法3校正方法五横轴垂直竖轴的检验与校正1检验目的2检验方法3校正方法六光学对中器的检验校正1检验目的:使光学垂线与仪器旋转轴(重合)2检验方法3校正方法第8节角度测量的误差及注意事项一仪器误差1仪器误差的影响仪器误差包括两个方面:A仪器的几何轴线检校不完善(残余误差)而引起的误差；B加工不完善的误差，如照准部偏心差，度盘刻划不均匀误差。1)视准轴误差的影响利用三角函数关系，得，由公式得，对同一目标，盘左盘右的值的绝对值相等便符号相反，取两者的平均可消除C角的影响。acXccos/cX2)横轴不水平误差的影响对水平方向的影响为：，故盘左盘右观测取平均值可以消除横轴不水平误差的影响。aiXitan3)竖轴不竖直的影响竖轴倾斜对目标的读数影响为由公式得出，盘左盘右的平均值不能消除竖轴倾斜误差对水平方向的影响。在视线倾斜角的地区进行观测时，要特别注意仪器的整平。aBVxvtancos4)度盘偏心误差可见，对于双指标数的经纬仪，度盘偏心误差将直接能由读数的平均而消除。)sin(MRe2观测误差1)对中误差2)目标偏心误差2/22222121sesem偏3观测本身误差的影响观测本身的误差包括照准误差和读数误差。影响照准精度的因素很多，主要因素有：1)望远镜的放大率2)目标和照准标志的形状及大小3)目标影像的亮度和清晰度4)人眼的判断力4外界条件的影响外界条件对测角的影响有:1温度变化分影响仪器的正常状态2大风会影响仪器和目标的稳定3大气折光分导致视线改变方向4大气透明度会影响照准精度5地面的坚实与否\车辆的震动等会影响仪器的稳定二角度测量的注意事项1观测前应先检验仪器.如不符合要求就进行校正;2安置仪器要稳定,脚架应踩实,应仔细对中和整平.注意:在短边测量时要严格整平对中,同时一测回不能重新对中整平;3目标应竖直,仔细对准地上标志中心,根据远近选择不同粗细的标杆,尽可能瞄准标杆底部;4严格遵守各项操作规定和限差要求.照准时就消除视差,垂直角观测时,应先使竖盘指标水准管气泡居中后,才能读取竖盘读数5进行M测回时,测回间要变换度盘起始位置,这能减小度盘刻划不均匀误差6水平角观测时,应十字丝交点附近的竖丝瞄准目标底部;垂直角观测时,应以十字丝交点附近的横丝照准目标的底部.7读数应果断准确,特别注意估读数.观测结果应及时记录在正规的记录簿上,当场计算.当各项限差满中规定要求后,主能搬站.如有超限或错误,应立即重测8选择有利的观测时间,注意打伞.