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1、第四章 距离测量与直线定向 距离测量的主要任务:测量水平距离。 水平距离：指地面上两点垂直投影在同一水平面上的直线距离。水平距离：指地面上两点垂直投影在同一水平面上的直线距离。距离测量 的方法钢尺量距 普通视距 光电测距 4.1 视距法测距视距法测距 视距测量：利用经纬仪或水准仪望远镜中的视距丝及视距视距测量：利用经纬仪或水准仪望远镜中的视距丝及视距视距测量：利用经纬仪或水准仪望远镜中的视距丝及视距视距测量：利用经纬仪或水准仪望远镜中的视距丝及视距标尺按几何光学原理进行测距；标尺按几何光学原理进行测距；标尺按几何光学原理进行测距；标尺按几何光学原理进行测距；望远镜十字丝环望远镜十字丝环视距丝视
2、距丝 视距测量是利用视距测量是利用视距丝视距丝配合配合标尺标尺读读数来完成的。数来完成的。4.2 钢尺量距钢尺量距一、距离丈量的工具 距离丈量的主要工具是尺，如钢尺、皮尺等。 丈量的辅助工具，如标杆、测钎、垂球、弹簧秤等。二、二、 钢尺量距的一般方法钢尺量距的一般方法 1、直线定线标定各尺段端点在同一直线上的工作称为直线定线直线定线。2、一般距离的测量1）平坦地区A、B两点间的水平距离为：平坦地区的距离丈量平坦地区的距离丈量 AB两点间的距离公式两点间的距离公式：DAB=n l + q式中：式中：n尺段数尺段数 l整尺长度整尺长度 q不足一整尺的余长不足一整尺的余长AB测钎测钎 为了校核、提高
3、精度，还要进行返测，用往、返测长度之差 与全长平均数 之比，并化成分子为1的分数来衡量距离丈量的精度。这个比值称为相对误差K： 平坦地区钢尺量距相对误差不应大于1/30002、倾斜地面量距 方法：斜量法和平量法（1）斜量法（坡度相同）丈量结果： L=n l + q式中：式中：n尺段数尺段数 l整尺长度整尺长度 q不足一整尺的余长不足一整尺的余长 D=L cos（2）平量法）平量法 沿倾斜地面丈量距离，当地势起伏不大时，可将钢尺拉平丈量，丈量沿倾斜地面丈量距离，当地势起伏不大时，可将钢尺拉平丈量，丈量由由A向向B进行，甲立于进行，甲立于A点，指挥乙将尺拉在点，指挥乙将尺拉在AB方向线上。甲将尺的
4、方向线上。甲将尺的零端对准零端对准A点，乙将尺子抬高，并且目估使尺子水平，然后用垂球尖点，乙将尺子抬高，并且目估使尺子水平，然后用垂球尖将尺段的末端投于地面上，再插以插钎。若地面倾斜较大，将钢尺抬将尺段的末端投于地面上，再插以插钎。若地面倾斜较大，将钢尺抬平有困难对，可将一尺段分成几段来平量。平有困难对，可将一尺段分成几段来平量。ABDl1l2l3l4ABDl1l2l3l4 三、光电测距 通过测定电测波在待测距离D两端点往返传播的时间t，利用电测波在空气中传播速度c，来计算两点间距离D：式中：c 光波在空气中的传播速度（二）电磁波测距仪的分类：（1）按载波分为（载波不同）a）微波测距仪：采用微
5、波段的无线电波作为载波； b）光电测距仪：采用光波作为载波。 又分为以下两类： 激光测距仪：用激光作为载波； 红外测距仪：用红外光作为载波。 微波测距仪和激光测距仪多用于远程测距，测程可达数十千米，一般用于大地测量。 红外测距仪用于中、短测距，一般用于小面积控制测量、地形测量和各种工程测量。红外测距仪红外测距仪瑞得ND1000、ND3000激光测距仪南方ND1000、3000、5000测距仪博冠激光测距仪 LA4-900美国LaserCraftLS206远距离测距仪美国Trupulse激光测距仪英国LaserAce300手持式激光测量（2）按测定时间方式的不同分为： a） 脉冲式测距仪：直接测
6、定光脉冲在测线上往返传播的时间求得距离。 b） 相位式测距仪：利用测相电路测定调制光在测线上往返传播所产生的相位差，间接测定时间，从而求出距离，测距精度较高。（3）光电测距仪按测程可分为： a）短程测距仪：测程小于3km，用于普通工程测量和城市测量； b）中程测距仪：测程为3km15km，通常用于一般等级控制测量； c）长程测距仪：测程大于15km，通常用于国家三角网及特级导线。测距仪的精度：式中：mD 测距中误差，单位为mm； a 固定误差，单位为mm； b 比例误差； D 以km为单位的距离。（4）按仪器的标称精度指标分级：a） I级：mD|5mm b）II级：5mD|10mm c）级：1
7、0mD|20mm当距离D为0.6km时，测距精度是mD=5.8mm。 （ 106 通常写作ppm）。短程红外测距仪（测程小于5km）属于相位式测距仪，它是以砷化镓（GaAs）发光二极管做为光源，仪器灵巧轻便，广泛应用于地形测量、地籍测量和建筑施工测量。RED mini短程红外测距仪的精度为：RED mini红外测距仪各种反射棱镜各种反射棱镜经纬仪与测距仪配接经纬仪与测距仪配接测距仪功能键盘测距仪功能键盘（三）电测波测距的步骤和要求 电测波测距的步骤包括垂直角观测、气象测量与改正测距及记录、计算等。具体步骤操作如下：（1）在测点安置仪器，并丈量仪器高和棱镜高（目标高），检查无误后开机。（2）测定
8、空气温度和气压，并按下式加入气象改正数。式中M-气象改正数； p-观测时的气压值； t-观测时的温度。目前使用的测距仪，可以通过输入气温，气压后，自动加入气象改正数。目前使用的测距仪，可以通过输入气温，气压后，自动加入气象改正数。（3）设置测距参数。（4）松开制动，瞄准目标，当听到信号返回提示时，轻松制动仪器，并用微动螺丝调整仪器，精确瞄准目标。（5）轻松按动测距按钮，直到显示测距成果并记录。测距完成后，应当松开制动，并在关机后收装仪器。4.4直线定向点与点的关系： 两点之间的距离和直线的方向一、标准方向标标准准方方向向真子午线方向真子午线方向磁子午线磁子午线方向方向坐标坐标纵轴纵轴方向方向确
9、定直线与标准方向之间的角度关系，称为直线定向。1、真子午线方向（真北方向）真子午线方向（真北方向）： 通过地球表面某点的真子午线的切线方向。真子午线的真子午线的切线方向切线方向P1P2真子午线：过地球南北极的平面与地球表面的交线叫。真子午线方向是用天文测量的方法或用陀螺经纬仪测定的。陀螺仪陀螺仪GP1-2AGP1-2A2、磁子午线方向（磁北方向）在地球磁场作用下，磁针在某点自由静止时其轴线所指的方向为该点的北磁极方向。磁子午线方向：通过地面上一点指向北磁极方向称为该点上的磁子午线方向。指向北端的方向为磁北方向。APPPP北极北极 P P磁北极磁北极磁北极位于西经110，北纬74；磁南极方向位于
10、东经114，南纬69，所以磁极与地球两极不重合。磁子午线方向可用罗盘仪测定。DQL-1BDQL-1B型森林罗盘仪型森林罗盘仪DQL-1DQL-1型森林罗盘仪型森林罗盘仪3坐标纵轴方向 （坐标北方向） 坐标纵轴（X轴）正向所指的方向称为坐标北方向。 我国采用高斯平面直角坐标系，6带或3带都以该带的中央子午线为坐标纵轴，因此取坐标纵轴方向作为标准方向。xyoP1P2高斯平面直角坐标系高斯平面直角坐标系真北方向、磁北方向、坐标北方向统称为三北方向。二、直线方向的表示方法二、直线方向的表示方法表示直线方向：确定直线与标准方向线的夹角。表示直线方向：确定直线与标准方向线的夹角。表示直线方向：确定直线与标
11、准方向线的夹角。表示直线方向：确定直线与标准方向线的夹角。方法： 方位角和象限角1、方位角1）方位角的定义 从标准方向北端起，顺时针方向量至直线的水平夹角，称为该直线的方位角；其角值范围为0 360。12标准方向北端标准方向北端方位角方位角22222标标准准方方向向真北方向真北方向磁北方向磁北方向坐标北方向坐标北方向真方位角（真方位角（ 真真 ）磁方位角（磁方位角（ 磁磁）坐标方位角（坐标方位角（ ）2磁北磁北真北真北坐标北坐标北磁磁真真1真真 磁磁真真 磁磁2）三种方位角之间的关系：）三种方位角之间的关系：3）正、反坐标方位角 反反=正正180 式中，当正180时，上式用加180； 当正180时，上式用减180。同一条直线上的正反坐标方位角相差180。2、象限角 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，并注出象限名称，称为该直线的象限角，用R表示，其角值范围为090。 例：OA的象限角为北东60或写成NE60或N60E坐标方位角与象限角的换算关系：见下表 直 线 定 向 由坐标方位角推算坐标象限角 由坐标象限角推算坐标方位角 北东(NE)，第象限 R=R 南东(SE)，第象限 R=180- =180- R 南西(SW)，第象限 R=-180=180+ R 北西(NW)，第象限 R=360- =360- R
