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1、第五章第五章 距离测量与直线定向距离测量与直线定向学习目标：学习目标：1学会距离测量学会距离测量2掌握直线定线的方法掌握直线定线的方法3掌握直线定向的基本内容掌握直线定向的基本内容第一节第一节距离丈量距离丈量 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，沿着两点间点位在地面上标定以后，用一定的丈量工具，沿着
2、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。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。时性标志：要用木桩标定。2永久性标志：混凝土村庄或石桩。永久性标志：混凝土村庄或石桩。 二、丈量工具二、丈量工具 距距离离丈丈量量所所使使用用的的丈丈量量工工具具，由由量量距距所所要要求求的的精精度度确确定定。常常用用的的丈丈量量工具有钢尺、皮尺、绳尺等。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。、钢尺。钢尺是钢制的带尺，用
3、于较高精度的量距工作。端点尺：端点尺：刻线尺：刻线尺：2、皮尺。皮尺是麻线与细金属丝织成的带状尺。、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。、绳尺。又称测绳，是内含金属丝的绳子，外用棉线包裹。4、标标杆杆。又又称称花花杆杆。用用以以标标定定点点位位或或直直线线的的方方向向，由由坚坚实实不不易易弯弯曲曲的的木木杆制成，也有用铝合金制成的金属标杆。杆制成，也有用铝合金制成的金属标杆。5、测测杆杆。在在测测量量距距离离过过程程中中，用用以以标标志志所所量量尺尺段段的的起起止止点点，计计算算整整尺尺段段数。数。6、垂球。垂球用金属制成，上大下尖呈圆
4、锥形。、垂球。垂球用金属制成，上大下尖呈圆锥形。 三、直线定线三、直线定线 直直线线定定线线即即在在两两点点的的直直线线方方向向上上竖竖立立一一系系列列标标杆杆，把把中中间间若若干干点点确确定定在在已已知知直直线线的的方方向向上上。直直线线定定线线按按精精度度要要求求可可用用目目测测定定线线，也可用经纬仪或其他定线仪器进行定线。也可用经纬仪或其他定线仪器进行定线。（一）目测定线（一）目测定线1两点间定线两点间定线2两点延长线上定线两点延长线上定线（二）仪器定线（二）仪器定线四四 距离丈量的一般方法距离丈量的一般方法 距距离离丈丈量量可可分分为为平平坦坦地地面面的的距距离离丈丈量量和和斜斜坡坡地
5、地面面的的距距离离丈丈量量。丈量工作要求平、直、准。丈量工作要求平、直、准。（一）（一）平坦地面的距离丈量法：平坦地面的距离丈量法：1观测与计算：观测与计算：观测：观测：计算：计算：AB两点间的距离公式两点间的距离公式D=nl+q 式中：式中：n整尺段数整尺段数l整尺段数整尺段数q不足一整尺的余长不足一整尺的余长2检核：检核：3精度：精度：距离丈量的精度用相对误差来衡量。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。的分数形式称为相对误差。 （二）、倾斜地面的距离丈量法：（二
6、）、倾斜地面的距离丈量法：1、1、平量法：平量法：2、2、斜量法：斜量法：按高差计算：按高差计算：按倾斜角计算：按倾斜角计算： 五五钢尺量距的精密方法钢尺量距的精密方法 1 钢尺检定钢尺检定 2 定线定线 (1) 经纬仪在两点间定线经纬仪在两点间定线 (2)经纬仪延长定线经纬仪延长定线 (3)量距量距 (4)测定桩顶间高差测定桩顶间高差 (5)成果计算成果计算 尺段长度的计算：尺长改正、温度改正、倾斜改正尺段长度的计算：尺长改正、温度改正、倾斜改正 计算全长计算全长3 钢尺量距误差钢尺量距误差 1)钢尺误差：名义长度与实际长度不符，是系统误差钢尺误差：名义长度与实际长度不符，是系统误差 3)人
7、为误差：定线误差、拉力误差人为误差：定线误差、拉力误差 3)外界条件的影响外界条件的影响第二节第二节视距测量视距测量 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、下两根视距丝根视距丝a与与b，配合视距尺和测得的竖直角配合视距尺和测得的竖直角a，用视距公式算得用视距公式算得水平距离及高差的一种方法。水平距离及高差的一种方法。（一）、视距水平时的视距公式：（一）、视距水平时的视距公式：D=kl+q(外对光式望远镜外对光式望远镜)D=kl(内对光式望远镜内对光式望远镜) h=I-v 式式中中：k=100 k：视视距距乘乘常常数数 l
8、：尺尺间间隔隔 q：视视距距加加常常数数 i：仪器高仪器高 v：中丝读数中丝读数（二）、视线倾斜时的视距公式：（二）、视线倾斜时的视距公式：D=klcos2H=1/2klsin2+I-v=Dtg+I-v天顶距公式：天顶距公式：D=klsin2Zh=1/2klsin2Z+I-v二、视距测量的观测与计二、视距测量的观测与计1、观测步骤、观测步骤2、水平距离、高差、高程的计算。、水平距离、高差、高程的计算。三、视距测量的注意事项三、视距测量的注意事项第三节第三节光电测距光电测距 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：
9、第四节第四节直线定向直线定向 直线定向：确定直线与标准方向之间的角度关系。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、标准方向的种类（一）、真子午线方向：（一）、真子午线方向：（二）、磁子午线方向：（二）、磁子午线方向：（三）、坐标纵轴方向：（三）、坐标纵轴方向： （四）、（四）、“三北三北”方向的关系：方向的关系：1真、磁子午线的关系：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。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）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）西偏：
10、磁子午线偏真子午线以西为西偏；（负）2、子午线收敛角、子午线收敛角 二、直线方向的表示方法二、直线方向的表示方法 1方方位位角角。从从标标准准方方向向北北端端起起，顺顺时时针针方方向向量量到到某某直直线线的的夹角。夹角。角值范围：角值范围：03602、正正反反坐坐标标方方位位角角。一一条条直直线线有有正正反反两两个个方方向向，通通常常以以直直线前进的方向为正方向。线前进的方向为正方向。3、象象限限角角。测测量量上上有有时时用用象象限限角角来来确确定定直直线线的的方方向向。所所谓谓象象限限角角，就就是是由由标标准准方方向向的的北北端端或或南南端端起起量量至至某某直直线线所所夹夹的锐角，常用的锐角
11、，常用R表示。表示。 角值范围：角值范围：090090 三三 几种方位角之间的关系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坐标方位角与磁方位角之间的关系四四 正反坐标方位角正反坐标方位角五坐标方位角的推算五坐标方位角的推算六、用罗盘仪测量直线的方向六、用罗盘仪测量直线的方向罗罗盘盘仪仪是是主主要要用用来来测测量量直直线线的的磁磁方方位位角角的的仪仪器器，也也可可以以粗粗略略的测量水平角和竖直角，还可以进行视距测量。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、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直线磁方位角的测量安置仪器：安置仪器：对中：对中：整平：整平：瞄准：瞄准：读数：读数：3、使用罗盘仪注意事项、使用罗盘仪注意事项
