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1、工程测量工程测量工程测量工程测量刘娟编写第四章第四章 距离测量及直线定向距离测量及直线定向钢尺量距钢尺量距视距测量视距测量电磁波测距电磁波测距直线定向直线定向方位角测量方位角测量4.1 4.1 钢尺量距钢尺量距 一、量距工具钢尺钢尺长度20m，30m，50m。标杆、标杆、 测钎、垂球、弹簧秤、温度计测钎、垂球、弹簧秤、温度计二、直线定线确定分段丈量的分段点在待量直线端点的连线上 。目测定线目测定线经纬仪定线经纬仪定线三、量距方法平坦地面的距离丈量平坦地面的距离丈量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
2、整尺的余长K1/3000需往、返丈量，返测时应重新定线。需往、返丈量，返测时应重新定线。计算计算相对误差相对误差 K ：限差要求：限差要求：倾斜地面的距离丈量倾斜地面的距离丈量 平量法吊垂球线投影。 斜量法量斜距，测高差或竖角化算为平距。ABDl1l2l3l4平量法 ABLDh 斜量法精密量距方法精密量距方法用经纬仪标定直线方向用经纬仪标定直线方向分段量取距离，每尺段读三次，分段量取距离，每尺段读三次， 取平均值作为结果。取平均值作为结果。读温度；开始读温度；开始 t1 ， 中间中间 t2， 结束结束 t3， 取平均值作为结果取平均值作为结果 t前、后尺手要用弹簧秤前、后尺手要用弹簧秤水准测量
3、方法测定高差水准测量方法测定高差成果处理成果处理(进行三项改正进行三项改正)可达精度可达精度: 四、钢尺量距的成果整理（一）尺长改正（一）尺长改正（二）温度改正（二）温度改正（三）倾斜改正（三）倾斜改正经过三项改正后的水平距离应为经过三项改正后的水平距离应为:五、钢尺量距的误差分析1尺长误差尺长误差钢尺名义长度与实际长度不符的误差。具有积累性，丈量距离越长，误差越大。2温度误差温度误差温度变化1，丈量30m距离的影响为0.4mm。 3钢尺倾斜和垂曲误差钢尺倾斜和垂曲误差地面不平坦，钢尺不水平或中间下垂而成曲线，所量长度实际长度。4定线误差定线误差使所量距离为一组折线，丈量结果偏大。5拉力误差拉
4、力误差钢尺丈量拉力应与检定拉力相同。6丈量误差丈量误差插测钎不准，前、后尺手配合不佳，余长读数不准,丈量中应尽量准确对点。4.2 4.2 视距测量视距测量一、视距测量的原理视距测量是利用望远镜内的视距测量是利用望远镜内的视距装置视距装置配合视距尺，根据几配合视距尺，根据几光学和三角测量原理，同时测定距离和高差的方法。光学和三角测量原理，同时测定距离和高差的方法。视距装置视距装置这种方法具有操作方便，速度快，不受地面这种方法具有操作方便，速度快，不受地面高低起伏限制等优点。广泛用于碎部测量中高低起伏限制等优点。广泛用于碎部测量中精度一般为精度一般为1/2001/300.二、视距测量方法视准轴水平
5、时的视距计算公式视准轴水平时的视距计算公式D=Kl视准轴倾斜时的视距计算公式视准轴倾斜时的视距计算公式D=Klcos2h=iv视距测量的施测视距测量的施测 1. 在测站点安置仪器在测站点安置仪器,量取仪器高量取仪器高 i 。 (测站点至仪器横轴的高度,量至厘米)3. 使竖盘水准管气泡居中，读取竖盘读数，然后使竖盘水准管气泡居中，读取竖盘读数，然后 计算竖直角。计算竖直角。 4. 计算水平距离。计算水平距离。 5. 计算高差和高程。计算高差和高程。2. 盘左位置瞄准视距尺，读取水准尺的下丝、上丝盘左位置瞄准视距尺，读取水准尺的下丝、上丝 及中丝读数。及中丝读数。三、视距测量误差分析1.读数误差读
6、数误差 标尺读数前应先消除视差，上、下丝读数应几乎同时进行。视距测量的距离不能太长，测量的距离越长，读数误差越大。 2.标尺不竖直误差标尺不竖直误差 标尺倾斜对测定水平距离的影响随视准轴竖直角的增大而增大。在山区测量时应特别注意将标尺竖直。3.竖直角观测误差竖直角观测误差 对水平距离的影响较小，主要影响高差 4.大气折光的影响大气折光的影响 近地面大气折光使视线产生弯曲，日光照射下，大气湍流会使成像晃动，风力使标尺摇动，使视距测量产生误差。视距测量时，不要使视线太贴近地面，成像晃动剧烈或风力较大时，应停止观测。阴天且有微风时是观测最有利的气象条件。4.3 4.3 电磁波测距 一、概述 电磁波测
7、距(Electro-magnetic Distance Measuring)简称EDM 用电磁波(光波或微波)作为载波传输测距信号，间接测量两点距离。 二、光电测距的基本原理电磁波测距原理电磁波测距原理 通过测定电磁波在测线两端往返传播的时间进行测距的方法。ABD式中c为电磁波在大气中的传播速度三、光电测距仪四、光电测距仪的使用（1）安置仪器。先在测站上安置好经纬仪，对中、整平后，将测距仪主机安装在经纬仪支架上，用连接器固定螺丝锁紧，将电池插入主机底部、扣紧。在目标点安置反射棱镜，对中、整平，并使镜面朝向主机。（2）观测垂直角、气温和气压。用经纬仪十字横丝照准觇板中心，测出垂直角。同时，观测和
8、记录温度和气压计上的读数。观测垂直角、气温和气压，目的是对测距仪测量出的斜距进行倾斜改正、温度改正和气压改正，以得到正确的水平距离。（3）测距准备。按电源开关键开机，主机自检并显示原设定的温度、气压和棱镜常数值。（4）距离测量。调节主机照准轴水平调整手轮（或经纬仪水平微动螺旋）和主机俯仰微动螺旋，使测距仪望远镜精确瞄准棱镜中心。精确瞄准后，按键进行测量。4.4 4.4 直线定向直线定向 一、直线定向的概念 确定直线与标准方向之间的角度关系称确定直线与标准方向之间的角度关系称直线定向直线定向。AB二、标准方向的分类1. 真子午线方向真子午线方向 真子午线是过地面某点真子午面与地球表面真子午线是过
9、地面某点真子午面与地球表面交线的方向。交线的方向。测量中常用的标准方向线有三种三种： 坐标纵线北端所指方向为坐标北方向。坐标纵线北端所指方向为坐标北方向。2. 磁子午线方向磁子午线方向3. 坐标纵轴方向坐标纵轴方向 当磁针静止时指针指的方向为磁子午线方向。当磁针静止时指针指的方向为磁子午线方向。三、直线定向的方法1. 方位角定义：方位角定义：真方位角真方位角（A）磁方位角磁方位角（Am）坐标方位角坐标方位角 ()测量中常用测量中常用方位角方位角表示直线方向表示直线方向 由标准方向的北端起，顺时针方向到某直线水平夹角,称为该直线的方位角直线的方位角,方位角值从0360。 由于地球磁极与地球旋转轴
10、南北极不重合，因此过地面上某点的真子午线与磁子午线不重合。两者之间夹角为磁磁偏偏角角用用表示。磁子午线北端偏于真子午线以东为东东偏偏(+)，偏于真子午线以西为西西偏偏 ()。地球上不同地点磁偏角也不同。2. 真方位角和磁方位角之间的关系真方位角和磁方位角之间的关系地面上在不同经度的子午线都会聚于两极，所以真子午线方向除了在赤道上的各点外，彼此都不平行。地面上两点子午线方向的夹角，称为子子午午线线收敛角收敛角,用用表示表示。3. 真方位角和坐标方位角真方位角和坐标方位角12+AAm 三种方位角之间的关系 磁北真北坐标北5.5 5.5 方位角测量方位角测量 一、罗盘仪的构造二、用罗盘仪测定磁方位角 用罗盘仪测定直线的磁方位角时，先将罗盘仪安置在直线的起点，对中、整平。松开磁针固定螺丝放下磁针，再松开水平制动螺旋，转动仪器，用望远镜照准直线的另一端点所立标志，待磁针静止后，其北端所指的度盘读数，即为该直线的磁方位角（或磁象限角）。 罗盘仪使用时，应注意避免任何磁铁接近仪器，选择测站点应避开高压线，车间、铁栅栏等，以免产生局部吸引，影响磁针偏转，造成读数误差。使用完毕，应立即固定磁针，以防顶针磨损和磁针脱落。 三、坐标方位角的推算正、反坐标方位角正、反坐标方位角 一条直线的正、反坐标方位角互差180。坐标方位角的推算坐标方位角的推算
