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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一节第一节 距离丈量距离丈量 距离丈量是在地面点位标定后，采用丈量工具，沿两距离丈量是在地面点位标定后，采用丈量工具，沿两点间的直线方向进行丈量的测距方法。点间的直线方向进行丈量的测距方法。一、丈量工具一、丈量工具1、钢尺、钢尺2、皮尺、皮尺3、绳尺、绳尺4、标杆、标杆5、测钎、测钎6、垂球、垂球二、直线定线二、直线定线当两点间距比较远时，可以把直线分成几段来分别丈量。当两点间距比较远时，可以把直线分成几段来分别丈量。这样就需要确定一系列的点，这些点都应该在所需要丈量这样就需要确定一系列的点，这些点都应该在所需要丈量距离的两点的连线上。确定这
2、些点的工作就是直线定线，距离的两点的连线上。确定这些点的工作就是直线定线，可用目测定线、仪器定线。可用目测定线、仪器定线。1、目测定线、目测定线1）两点间定线）两点间定线在在A、B处分别立标杆；处分别立标杆；甲退后到距甲退后到距A点一定距离处，瞄准点一定距离处，瞄准B点；点；乙持标杆，在乙持标杆，在1点左右移动，直到甲认为在点左右移动，直到甲认为在AB线上；线上；依次定完其它点。依次定完其它点。2）两点延长线上定线）两点延长线上定线2、仪器定线、仪器定线仪器定线是采用经纬仪或其它仪器进行定线的方法。仪器定线是采用经纬仪或其它仪器进行定线的方法。如图采用经纬仪在如图采用经纬仪在AB直线上定直线上
3、定C点的方法：点的方法：1）在）在A点安置经纬仪、整平；点安置经纬仪、整平；2）B点处立标杆；点处立标杆；3）望远镜照准）望远镜照准B点底部，制动经纬仪；点底部，制动经纬仪；4）利用望远镜的十字竖丝指挥另一人，在）利用望远镜的十字竖丝指挥另一人，在AB线上左右移线上左右移动标杆，直到标杆与竖丝重合，钉木桩，再用经纬仪在木动标杆，直到标杆与竖丝重合，钉木桩，再用经纬仪在木桩上精确定出位置，钉铁钉。桩上精确定出位置，钉铁钉。三、距离丈量的一般方法三、距离丈量的一般方法丈量工作要求尺子水平、尺子拉直、读数准确。丈量工作要求尺子水平、尺子拉直、读数准确。1、平坦地面平坦地面的距离丈量的距离丈量1）甲拉
4、到尺子零点端，乙拉另一端；）甲拉到尺子零点端，乙拉另一端；2）甲在起点）甲在起点A，乙在定线人员的指挥下定出一尺段，乙在定线人员的指挥下定出一尺段1点；点；3）甲、乙往）甲、乙往B点移动一尺段，定出点移动一尺段，定出2点；点；4）依次定出其他点及最后不足一尺段的长度；）依次定出其他点及最后不足一尺段的长度；5）进行返测量：）进行返测量：6）计算；）计算；距离丈量的精度用相对误差表示距离丈量的精度用相对误差表示K：2、倾斜地面倾斜地面的距离丈量的距离丈量1）平量法）平量法进行定线后将尺子拉平；进行定线后将尺子拉平；一端对准高处地面，另一端吊一垂球，定点，量距；一端对准高处地面，另一端吊一垂球，定
5、点，量距；量下一段；量下一段；返测；返测；2）斜量法）斜量法沿坡面测出斜距沿坡面测出斜距L、两点的高差、两点的高差h或地面的倾角，计算：或地面的倾角，计算：四、钢尺量距的精密方法四、钢尺量距的精密方法1、定线打分段桩、定线打分段桩1）在）在A点安置经纬仪，瞄准点安置经纬仪，瞄准B点底部定线；点底部定线；2）在）在AB线上按照比一尺段稍短的距离钉木桩；线上按照比一尺段稍短的距离钉木桩；3）用盘左、盘右定出两点；）用盘左、盘右定出两点；4）取两点的的中点为标定桩点位。）取两点的的中点为标定桩点位。2、丈量相邻桩定间的斜距、丈量相邻桩定间的斜距1）两人施加标准拉力拉尺对准）两人施加标准拉力拉尺对准A
6、、1点；点；2）一人指挥、记录、测量温度；）一人指挥、记录、测量温度；3）两人同时读数；）两人同时读数；4）依次测量其他测段并返测。）依次测量其他测段并返测。3、测量相邻桩定间的高差、测量相邻桩定间的高差取测量前后的高差平均值。取测量前后的高差平均值。4、成果计算、成果计算1）尺长方程式）尺长方程式钢尺在标准拉力下，尺长与温度的函数关系式：钢尺在标准拉力下，尺长与温度的函数关系式：2）各段平距的计算：）各段平距的计算：尺长改正尺长改正温度改正温度改正倾斜改正倾斜改正改正后平距改正后平距3）计算总距离并评定精度）计算总距离并评定精度第二节第二节 视距测量视距测量 视距测量是采用安设有视距丝的望远
7、镜，配合视距尺视距测量是采用安设有视距丝的望远镜，配合视距尺进行视距测量。在大比例尺地形图测量中，可采用水准尺进行视距测量。在大比例尺地形图测量中，可采用水准尺代替视距尺，其可以快速测定平距、高差。代替视距尺，其可以快速测定平距、高差。一、视距测量原理一、视距测量原理1、视线水平视线水平时的测距公式时的测距公式由三角形相似：由三角形相似：得：得：得：得：令：令：得：得：现制造仪器时候多采用内对光望远镜，选择合适的透现制造仪器时候多采用内对光望远镜，选择合适的透镜焦距和透镜间距离，使镜焦距和透镜间距离，使q0，则，则两点间高差：两点间高差：二、二、视线倾斜视线倾斜时的测距公式时的测距公式由图中可
8、知：由图中可知：又由图中可知：又由图中可知：实际测量时，可以将中丝切尺为实际测量时，可以将中丝切尺为i，这样公式简化为：，这样公式简化为：三、视距测量的注意事项三、视距测量的注意事项1、作业前检查乘常数、作业前检查乘常数K；2、读数时视距尺应竖直，最好采用有水准器的视距尺；、读数时视距尺应竖直，最好采用有水准器的视距尺；3、视线应距离地面一定距离，也不能过高；、视线应距离地面一定距离，也不能过高；4、读数时要尽量消除视差；、读数时要尽量消除视差；5、距离较远或竖直角太大时，更要注意经纬仪水准管气、距离较远或竖直角太大时，更要注意经纬仪水准管气泡的居中。泡的居中。第三节第三节 红外光电测距红外光
9、电测距一、测距仪的分类一、测距仪的分类1、按载波和光源的不同进行分类、按载波和光源的不同进行分类二、按照测程分类二、按照测程分类1、短程光电测距仪、短程光电测距仪测程测程5km，测距中误差，测距中误差（5mm+5D10-6mm ）2中程光电测距仪中程光电测距仪5km 测程测程 15km，测距中误差，测距中误差（5mm+2D10-6mm）3、长程光电测距仪、长程光电测距仪测程测程 15km，测距中误差，测距中误差（5mm+1D10-6mm）精密电磁波测距仪精密电磁波测距仪 （0.2mm+0.2D10-6mm）三、按测距精度分类（以三、按测距精度分类（以1km的测距中误差表示）的测距中误差表示）级
10、：级：mD 5mm；级：级： 5mm mD 10mm 级：级： 10mm mD 20mm 测距仪的精度测距仪的精度 mD=A+BD四、红外测距的基本原理四、红外测距的基本原理测距仪发射光波，到达反射镜后，将光波反射回仪器的接测距仪发射光波，到达反射镜后，将光波反射回仪器的接收系统。则两点间的距离为：收系统。则两点间的距离为：由于光波传播速度由于光波传播速度C很大，使得要求对时间很大，使得要求对时间t的测量精度非的测量精度非常的高，这实际上无法办到。实际中采用相位测距技术。常的高，这实际上无法办到。实际中采用相位测距技术。五、红外测距仪的使用五、红外测距仪的使用1、开机；、开机； 2、输入当前环
11、境温度；、输入当前环境温度；3、输入当前环境气压；、输入当前环境气压； 4、输入新的棱镜常数；、输入新的棱镜常数；5、测距。、测距。6、测距仪与经纬仪的联结及光轴平行性的检查、测距仪与经纬仪的联结及光轴平行性的检查半站仪半站仪六、测距的误差来源及注意事项六、测距的误差来源及注意事项1、误差来源、误差来源1）固定误差）固定误差A；2）与测距成比例的误差）与测距成比例的误差B；3）操作中的误差。）操作中的误差。2、注意事项、注意事项1）作业时要防止日晒、雨淋；）作业时要防止日晒、雨淋；2）不要使测距仪对准太阳；）不要使测距仪对准太阳；3）选择良好的观测气象条件；）选择良好的观测气象条件；4）运输、
12、转移过程中，避免撞击。）运输、转移过程中，避免撞击。第四节第四节 直线定向直线定向 测量中，确定直线的方向，就是确定直线与参考零方测量中，确定直线的方向，就是确定直线与参考零方向直线的夹角。参考零方向就是标准方向，指向北方。向直线的夹角。参考零方向就是标准方向，指向北方。一、标准方向的分类一、标准方向的分类1、真子午线方向、真子午线方向真子午线就是地理子午线。真子午线方向就是通过地球表真子午线就是地理子午线。真子午线方向就是通过地球表面某点的真子午线的切线方向。面某点的真子午线的切线方向。2、磁子午线方向、磁子午线方向通过地球表面某点的磁子午线的切线方向，即磁针在该点通过地球表面某点的磁子午线
13、的切线方向，即磁针在该点静止时的指向。静止时的指向。3、坐标纵轴方向坐标纵轴方向坐标纵轴方向是指高斯投影带中的中央子午线方向，一带坐标纵轴方向是指高斯投影带中的中央子午线方向，一带内各点的坐标纵轴方向互相平行，测量中使用的标准方向内各点的坐标纵轴方向互相平行，测量中使用的标准方向为坐标纵轴方向。为坐标纵轴方向。二、直线方向的表示方法二、直线方向的表示方法1、方位角、方位角从标准方向的北端起，顺时针方向到某直线转过的角度，从标准方向的北端起，顺时针方向到某直线转过的角度，称为称为方位角方位角。以。以坐标纵轴方向为标准方向坐标纵轴方向为标准方向的方位角称为的方位角称为坐标方位角，为坐标方位角，为0
14、o360o。2、正反坐标方位角、正反坐标方位角若点若点若点若点MM到到到到NN为正方向，直线为正方向，直线为正方向，直线为正方向，直线MNMN的坐标方位角的坐标方位角的坐标方位角的坐标方位角 MNMN就称为就称为就称为就称为正方位角，则点正方位角，则点正方位角，则点正方位角，则点NN到到到到MM为反方为反方为反方为反方向，直线向，直线向，直线向，直线NMNM的坐标方位角的坐标方位角的坐标方位角的坐标方位角 NMNM就称为反方位角。就称为反方位角。就称为反方位角。就称为反方位角。三、用罗盘仪测定直线的方向三、用罗盘仪测定直线的方向用罗盘仪测定直线的方向是磁方位角。用罗盘仪测定直线的方向是磁方位角
15、。1、罗盘仪的构造、罗盘仪的构造1）罗盘）罗盘由磁针和刻度盘构成。由于我国位于北半球，为了消除磁由磁针和刻度盘构成。由于我国位于北半球，为了消除磁针北极受磁力下倾的影响，在磁针的针北极受磁力下倾的影响，在磁针的南极绕有铜丝南极绕有铜丝。刻度。刻度盘逆时针方向注记盘逆时针方向注记0o360o。2 2）望远镜）望远镜）望远镜）望远镜望远镜和刻度盘连在一望远镜和刻度盘连在一望远镜和刻度盘连在一望远镜和刻度盘连在一起转动，其视准轴与刻起转动，其视准轴与刻起转动，其视准轴与刻起转动，其视准轴与刻度盘上的度盘上的度盘上的度盘上的0 0o o和和和和180180o o在一个在一个在一个在一个竖直平面内。竖直
16、平面内。竖直平面内。竖直平面内。3 3）水准器和安平机构）水准器和安平机构）水准器和安平机构）水准器和安平机构用以安平罗盘和连接三用以安平罗盘和连接三用以安平罗盘和连接三用以安平罗盘和连接三脚架。脚架。脚架。脚架。2、直线的磁方位角测定、直线的磁方位角测定1）安置仪器）安置仪器2）放下磁针）放下磁针3）瞄准目标）瞄准目标4）读取读数）读取读数按照磁针的北端进行读数。按照磁针的北端进行读数。3、罗盘使用的注意事项、罗盘使用的注意事项1）避免在高磁场范围使用；）避免在高磁场范围使用；2）观测时铁器不要接近仪器；）观测时铁器不要接近仪器；3）读数时眼睛的视线方向应与磁针在同一竖直面内；）读数时眼睛的
17、视线方向应与磁针在同一竖直面内；4）仪器使用完毕，应制动顶针。）仪器使用完毕，应制动顶针。第五节第五节 距离、方位角与坐标之间的关系距离、方位角与坐标之间的关系一、距离与坐标之间的关系一、距离与坐标之间的关系由地面由地面A、B两点的坐标反算水平距离的计算公式为：两点的坐标反算水平距离的计算公式为：必考！必考！二、方位角与坐标的关系二、方位角与坐标的关系两点方向的方位角计算与坐标及方向所指向的象限有关：两点方向的方位角计算与坐标及方向所指向的象限有关：指向指向指向指向象限：象限：象限：象限：指向指向指向指向象限：象限：象限：象限：指向指向指向指向象限：象限：象限：象限：指向指向指向指向象限：象限：象限：象限：坐标的计算：坐标的计算：坐标的计算：坐标的计算：方位角的计算：方位角的计算：方位角的计算：方位角的计算：必考！必考！作业作业：1）已知）已知A点平面坐标为（点平面坐标为（213.562，349.098），），B点平面坐标为（点平面坐标为（457.908，349.791），求），求AB、BA及及A、B两点间距离。两点间距离。2）已知）已知A点平面坐标为（点平面坐标为（333.582，269.598），）， BA为为1301025，A、B间平距为间平距为123.156m，求，求B点的坐标。点的坐标。
