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1、4-1 钢尺量距 4-2 视距测量 4-3 直线定向 4-4 光电测距与全站仪,第四章 距离测量与直线定向,1、地面上点的标志 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，如下图a)所示。 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，如下图b)所示。,在点上竖立的观测标志:,4.1 钢尺量距,2、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。,端点尺,刻线尺,4.1 钢尺量距,3、直线定线,精密丈量时,需用经纬仪定线.在A点安置经纬仪,B点插测钎,移动2号点的测钎,使
2、它与十字丝竖丝重合,得2号点.,4.1 钢尺量距,4、丈量方法（往返丈量）,距离用下式计算：D=nl+l 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） 相对误差 K=,4.1 钢尺量距,4.1 钢尺量距,5、测距精度,影响钢尺量距结果的原因,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。,钢尺量距注意事项,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。
3、,4.2 视距测量,视距测量是间接测距的方法，利用望远镜内十字丝分划板上的视距丝及水准尺测定两点间的水平距离和高差。,测量距离的相对误差为1/3000，低于钢尺量距；测高差的精度低于水准测量和三角高程测量，主要用于的机型测量中的碎部测量。,1、视线水平时水平距离公式,4.2 视距测量,4.2 视距测量,2、视线水平时高差公式,3 、视准轴倾斜时视距公式,4.2 视距测量,4、视准轴倾斜时高差公式,4.2 视距测量,4.3 直线定向,4.3.1 标准方向 4.3.2 方位角及推算,在测量工作中以子午线方向为标准方向。,直线定向：确定直线方向与标准方向 之间的关系.,4.3.1 标准方向,1、真子
4、午线方向,4.3.1 标准方向,2、磁子午线方向,4.3.1 标准方向,3、轴子午线方向（坐标纵轴方向）,4.3.1 标准方向,1. 方位角,以标准方向为起始方向顺时针转到该直线的水平夹角。,取值范围是由0到360,4.3.2 方位角及推算,2、正、反坐标方位角的关系,12= 21 180,4.3.2 方位角及推算,3、坐标方位角的推算,在实际工作中并不需要测定每条直线的坐标方位角，而是通过与已知坐标方位角的直线连测候，推算出各条直线的坐标方位角。,4.3.2 方位角及推算,180前的正负号取用： 当后180时，用“+”号；当后180时，用“”号。 导线的转折角是左角(左)就加上；右角(右)就
5、减去。,方位角推算,3、坐标方位角的推算,4、象限角,由坐标纵轴的北端或南端起，沿顺时针或逆时针方向量至直线的锐角-直线的象限角。,R取值范围是由0到90,4.3.2 方位角及推算,象限角与方位角换算,第一象限,第二象限,第三象限,第四象限,4.4 光电测距与全站仪,4.4.1 光电测距原理及使用 4.4.2 全站仪的基本结构与功能,4.4.1 光电测距原理及应用,1、光电测距基本原理,在A点安置测距仪，其发出的测距电磁波信号至反光镜经反射回到仪器。,测出信号往返A、B所需要的时间即可测量出A、B两点的距离。,测距的精度主要取决与测量时间的精度,时间的测定,1）直接测时,测距误差,测时误差,2
6、）间接测时,测量电磁波信号往返传播所产生的相位移来间接测时-相位法。,2、相位法测距原理,将发射波调制成正弦波，测量正弦波在待测距离上往返传播的相位移计算距离。,将往返正弦波以棱镜站B点为中心对称展开,正弦波振荡一个周期的相位移是,经过 的距离后相位移为,正弦波一秒钟振荡的次数,4.4.1 光电测距原理及应用,调制正弦信号的波长。,用一把测尺长度为 的光尺量距， 为整尺段数， 为不足一整尺段的尾数,测尺长度,4.4.1 光电测距原理及应用,在测量中只能测出不足一个周期的小数 ，其误差小于,通过改变频率，选用不同频率的电磁波进行测距.,当测尺长度为10m, 测量出的距离5.486m。-精测尺 当
7、测尺长度为1000m, 测量出的距离835.4m -粗测尺,要测量距离为835.486m,835.486,4.4.1 光电测距原理及应用,3、光电测距仪的使用,4.4.1 光电测距原理及应用,棱镜是光电测距时必不可少的合作目标； 无论光线从那个方向入射，棱镜必将入射光线反射回入射光线的发射方向； 光在棱镜中传播所用的超量时间会使所测距离增大某一数值-棱镜常数； 输入温度和气压，仪器将自动进行气象修正。 大气折光和地球曲率的影响可以在平距和高差测量中自动补偿； 远距离观测，可采用三棱镜或多棱镜。,棱镜,具有单次、连续、平均、跟踪等灵活多样的测距功能,手持测距仪,快速测量，难于到达的点如高处的点和
8、有障碍物隔离的点，测程在60米测量精度为3mm 使用者：建筑师、土木工程师,测距枪,全站型电子速测仪，它是一种可以同时进行角度（水平角、竖直角）测量、距离（斜距、平距、高差）测量和数据处理，由机械、光学、电子元件组合而成的测量仪器。,2. 全站仪的结构原理,4.4.2 光电测距原理及应用,1、全站仪,按POWER或ON键，开机后仪器进行自检，自检结束后进入测量状态。,1）安置仪器,将全站仪连接到三脚架上，对中并整平。多数全站仪有双轴补偿功能，所以仪器整平后，在观测过程中，既使气泡稍有偏离，对观测也无影响。,2）开机,3. 全站仪的基本操作,有的全站仪自检结束后须设置水平度盘与竖盘指标，设置水平
9、度盘指标的方法是旋转照准部，听到鸣响即设置完成；设置竖盘指标的方法是纵转望远镜，听到鸣响即设置完成。设置完成后显示窗才能显示水平度盘与竖直度盘的读数。,4.4.2 光电测距原理及应用,3）水平角测量,（1）按角度测量键，使全站仪处于角度测量模式，照准第一个目标A。,（2）设置A方向的水平度盘读数为00000。,（3）照准第二个目标B，此时显示的水平度盘读数即为两方向间的水平夹角。,4.4.2 光电测距原理及应用,（3）量仪器高、棱镜高并输入全站仪。,4）距离测量,（1）设置棱镜常数。,（2）设置大气改正值或气温、气压值。,（4）距离测量,照准目标棱镜中心，按测距键，距离测量开始，测距完成时显示
10、斜距、平距、高差。,4.4.2 光电测距原理及应用,（6）照准目标棱镜，按坐标测量键，全站仪开始测距并计算显示测点的三维坐标。,5）坐标测量,（1）设定测站点的三维坐标。,（2）设定后视点的坐标或设定后视方向的水平度盘读数为其方位角。,（3）设置棱镜常数。,（4）设置大气改正值或气温、气压值。,（5）量仪器高、棱镜高并输入全站仪。,4.4.2 光电测距原理及应用,本 章 小 结,1.直线定向确定直线方向与标准方向之间的关系。 2.标准方向真子午线方向；磁子午线方向；坐标纵轴方向。 3.坐标方位角以坐标纵轴方向为起始方向顺时针转到该直线的水平夹角。 4. 正、反方位角一条直线的正、反坐标方位角相差180。,一、钢尺量距方法,1. 丈量方法：标定点位直线定线往返丈量水平距离。,2. 成果处理：,往返丈量较差： =D往-D返,平均距离：平= （往返）相对误差： K=,二、直线定向,全站仪可以进行角度（水平角、竖直角）测量；距离测量；坐标测量。,三、光电测距的原理,四、全站仪及使用,将发射波调制成正弦波，测量正弦波在待测距离上往返传播的相位移计算距离。通过改变调制频率，利用粗尺和精尺进行精确测距。,本 章 小 结,
