第4章测距直线定向.ppt

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1、第四章第四章距离测量与直线定向距离测量与直线定向第四章第四章 距离测量距离测量4.14.1卷尺丈量卷尺丈量4.24.2视距测量视距测量4.34.3光电测距光电测距4.44.4直线定向直线定向第一节第一节 卷尺丈量卷尺丈量一、所用主要工具一、所用主要工具：钢尺、皮尺：钢尺、皮尺 皮尺皮尺钢尺钢尺端点尺刻线尺34567891009cm34567890129cm 花杆花杆测钎测钎垂球垂球温度计温度计弹簧秤弹簧秤第一节 卷尺丈量二、直线定线二、直线定线：在地面上标定出位在地面上标定出位于同一直线上的若干点，以便分段于同一直线上的若干点，以便分段丈量。丈量。分为分为目视定线目视定线和和经纬仪定线经纬仪定

2、线两种两种。1 1、目视定线、目视定线AB1232 2、经纬仪定线、经纬仪定线AB12三、钢尺量距的一般方法三、钢尺量距的一般方法 1 1、平地量距、平地量距 2 2、斜坡量距、斜坡量距第一节 卷尺丈量 1 1、平地量距、平地量距AB123 LLLqDAB=nL+q2 2、斜坡量距、斜坡量距L1L2L3DAB=LiDAB=L cosL四、钢尺量距的记录方法与精度四、钢尺量距的记录方法与精度测线测线整尺段数整尺段数零尺段零尺段总长度总长度平均长度平均长度精度精度AB往65036.537 336.53765036.428 336.428336.482相对误差相对误差K=(DK=(D往往D D返返)

3、D D平平=1=1 M M1 3087K限限=1 2000 或或 1 1000返量距的误差分析量距的误差分析定线误差定线误差AB倾斜误差倾斜误差 温度误差温度误差 尺长误差尺长误差精密量距精密量距：一般指量距精度要求高于：一般指量距精度要求高于12000的量距。的量距。1.量距步骤：量距步骤：（1）定线）定线:经纬仪定线，钢尺概量一整尺（约经纬仪定线，钢尺概量一整尺（约小小5cm）打下木桩，桩顶标点定直线）打下木桩，桩顶标点定直线。（2）测定桩顶间高差）测定桩顶间高差（3）量距）量距：精确到：精确到0.1毫米，测得斜距毫米，测得斜距（4）成果整理：）成果整理：进行尺长、温度、倾斜改正，进行尺长

4、、温度、倾斜改正，必要时进行距离改化。必要时进行距离改化。五、钢尺量距的精密方法五、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、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。拉力、尺长。刻划长度称名义长度。实际的实际的尺长方程式尺长方程式为：为：)(000ttllllt其中：其中：名义长度；名义长度；温度温度t时的实际长度；时的实际长度；尺长改正数；尺长改正数；检定时的温度；检定时的温度；测量时的实时温度；测量时的实时温度；钢尺的膨胀系数，一般为（钢尺的膨胀系数，一般为（1.161.25）tl0ll t0t5102、钢尺的检定钢尺的检定三项改正数：三项改正

5、数：1.尺长改正：尺长改正：Dl=D(l-l0)/l0，l实际长度，实际长度，l0名义长度名义长度2.温度改正：温度改正：Dt=D (tt0)，为膨为膨胀系数，一般取胀系数，一般取0.000012/C3.倾斜改正：倾斜改正：Dh=-h2/2D4.最终距离最终距离：D=D+Dl+Dt+Dh第四章第四章 距离测量距离测量4.14.1卷尺丈量卷尺丈量4.24.2视距测量视距测量4.34.3光电测距光电测距4.44.4直线定向直线定向视 距 测 量一、视距测量的概念一、视距测量的概念：使用带有使用带有视距丝视距丝的仪器间的仪器间接地同时测定地面上两点间的接地同时测定地面上两点间的距离距离和和高差高差。

6、所用仪器是经纬。所用仪器是经纬仪（有时可用水准仪）和水准仪（有时可用水准仪）和水准尺。尺。经纬仪和水准仪经纬仪和水准仪视距丝视距丝上丝上丝下丝下丝尺间隔尺间隔二、视距测量的原理和公式二、视距测量的原理和公式1.视准轴水平时视准轴水平时ABmMgGfdpD hniD=kn；h=ilFl;100nnkqnpffdD0fq二、视距测量的原理和公式二、视距测量的原理和公式2、视准轴倾斜时、视准轴倾斜时ABDhMNMND=Kn cos2 h=D tg+i-lDCilD tg三、视距测量方法三、视距测量方法（1）将经纬仪安置在测站）将经纬仪安置在测站A，进行对中和整平。，进行对中和整平。（2）量取仪器高）

7、量取仪器高i（3）将视距尺立于欲测的）将视距尺立于欲测的B点上，分别读出上、下视距点上，分别读出上、下视距丝和中丝读数丝和中丝读数l，将下丝读数减上丝读数得视距间距，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）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读数换算为竖直角。（5）根据测得的）根据测得的n、i和和l计算水平距离计算水平距离D和高差和高差h，再，再根据测站的高程计算出测点的高程。根据测站的高程计算出测点的高程。视视 距距 测测 量量 记记 录录 表表测区测区 观测者观测者 记录者记录者年月日年月日 天天 气气 测站名称测站名称

8、 测站高程测站高程仪器高仪器高 乘常数乘常数 加常数加常数 指标差指标差x=四、视距测量误差主要来源四、视距测量误差主要来源1.视距读数误差视距读数误差2.竖直角测量误差竖直角测量误差3.标尺倾斜误差标尺倾斜误差4.大气垂直折光的影响大气垂直折光的影响第四章第四章 距离测量距离测量4.14.1卷尺丈量卷尺丈量4.24.2视距测量视距测量4.34.3光电测距光电测距4.44.4直线定向直线定向光电测距仪光电测距仪:以激光和红外光为载波以激光和红外光为载波微波测距仪微波测距仪:以微波为载波的测距仪以微波为载波的测距仪光电测距仪光电测距仪:通过测定光波在两点间传播的通过测定光波在两点间传播的时间来计

9、算距离时间来计算距离 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；测距仪和脉冲式测距仪；按测程的大小，可分为远程按测程的大小，可分为远程(20 km(20 km以上以上)、中、中程程(5-20km)(5-20km)和短程和短程(5 km(5 km以下以下)三类。三类。一、相位式光电测距仪的基本原理一、相位式光电测距仪的基本原理 D=c t/2D=c t/2 c=c c=c0 0/n/nDt=N T+T 调制频率为调制频率为f,T=1/f=cT=c/f c=f=/T T=(/2)TD=（N+/2）/2 D各型号的大致相同。各型号的大致相同。主

10、要由：主要由：v照准头照准头v控制器控制器v反光镜反光镜等组成。等组成。二、测距仪的构造二、测距仪的构造ND3000/2000红外测距仪红外测距仪经纬仪经纬仪+光电测距仪光电测距仪电电子子经经纬纬仪仪+光光电电测测距距仪仪三、测量距离的步骤三、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。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，反射镜面与入射望远镜瞄准反光镜相应位置，反射镜面与入射光线垂直。光线垂直。打开开关，检查光电信号的强弱，合乎要求后打开开关，检查光电信号的强弱，合乎要求后开始测距。开始测距。记录若干次读数，为一测回。并记录大气温度记录若干次读数，为一测回。

11、并记录大气温度和气压。和气压。光电测距光电测距n一体式测距仪（全站仪）一体式测距仪（全站仪）q因三轴合一，仪器结构更紧凑；因三轴合一，仪器结构更紧凑；q使测距、测角结果自动显示；使测距、测角结果自动显示；q仪器操作简便；仪器操作简便；q内置微处理器和相关软件包，通过全站仪的操作键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、水平距离计算、高盘完成相关计算，如相关改正、水平距离计算、高差计算、三维坐标计算等；差计算、三维坐标计算等；q可与计算机通讯、进行数据传输；可与计算机通讯、进行数据传输；q已在线路勘测、土木工程放样等中广泛采用。已在线路勘测、土木工程放样等中广泛采

12、用。光电测距n一体式测距仪（全站仪）一体式测距仪（全站仪）q全站型电子速测仪是由电子测角、电子测距、电子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，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理过程的电子一体化，通常称之为全站型电子速测仪（仪（Electronic Total Station）或简称全站仪。）或简称全站仪。光电测距n一

13、体式测距仪（全站仪）一体式测距仪（全站仪）南方南方光电测距n一体式测距仪（全站仪）一体式测距仪（全站仪）q测量机器人的来临测量机器人的来临n度盘读数自动化！度盘读数自动化！n目标照准自动化！目标照准自动化！n基座安平自动化！基座安平自动化！n仪器对中自动化？仪器对中自动化？n仪高量取自动化？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五、光电测距的误差来源1.1.调制频率误差调制频率误差2.2.气象参数误差气象参数误差3.3.对中误差对中误差4.4.测相误差测相误差5.5.光速误差光速误差6.6.照准误差照准误差7.7.仪器加常数测定误差仪器加常数测定误差8.8.周期误差周期误差总

14、结：三种测距方法的比较总结：三种测距方法的比较卷尺丈量卷尺丈量劳动强度大，工作效率低，受地形影劳动强度大，工作效率低，受地形影响大，精度为响大，精度为1/10001/4000视距测量视距测量观测速度快，操作方便，不受地形限观测速度快，操作方便，不受地形限制，测程小制，测程小,精度为精度为1/2001/300,精密精密测量测量1/2000。广泛应用在地形测量。广泛应用在地形测量中。中。光电测距光电测距观测速度快，测程大，不受地形影响，观测速度快，测程大，不受地形影响，精度极高精度极高。第四章第四章 距离测量距离测量4.14.1卷尺丈量卷尺丈量4.24.2视距测量视距测量4.34.3光电测距光电测

15、距4.44.4直线定向直线定向P第四节：直线定向直线定向直线定向：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。确定直线与标准方向之间水平夹角的工作。1.1.真子午线方向：真子午线方向：地面上某地面上某点指向地球北极的方向。点指向地球北极的方向。真子午线上一点的切线真子午线上一点的切线方向方向,又叫真北方向又叫真北方向,用天文用天文测量或用陀螺经纬仪测量。测量或用陀螺经纬仪测量。3、坐标纵轴、坐标纵轴（x x轴）轴）：高斯高斯克吕格平克吕格平面直角坐标的坐标纵轴方向面直角坐标的坐标纵轴方向2、磁子午线、磁子午线方向方向：磁针在地球磁场的作磁针在

16、地球磁场的作用下自由静止时所指的方向。用下自由静止时所指的方向。PXY方位角方位角：自标准方向北端起算，顺时针转至某直线自标准方向北端起算，顺时针转至某直线的水平夹角，范围：的水平夹角，范围：0360度度根据所取的标准方向根据所取的标准方向不同，方位角可分为：不同，方位角可分为：v 真方位角真方位角v 磁方位角磁方位角v 坐标方位角坐标方位角正、反坐标方位角（正、反坐标方位角（对于对于A A点来说的点来说的）相差）相差180180度。度。NNABABBA 若已知直线若已知直线12的方位角的方位角12，12和和23间的水间的水平角平角2 左左（或（或2右右），来推算直线），来推算直线23的方位角的方位角 23。推算公式推算公式23=12 2 左左 18012312232 左左2 右右21推算公式推算公式：ABABABABABABSYYSXXsincosxyBAXABsYAB已知已知A点的坐标点的坐标 、，直线直线AB的平距的平距 和坐标方和坐标方位角位角 ，计算，计算B点的坐标点的坐标 ，。AyBXByABsABAX已知已知A点的坐标点的坐标 、，B点的坐标点的坐标 、，计，计算直线算直