第四章 距离测量和直线定线.ppt

第四章 距离测量和直线定向 §4-1 距离丈量 §4-2 视距测量 §4-3 光电测距 §4-4 电子全站仪测量 §4-5 直线定向 §4-6 罗盘仪测定磁方位角 §4-1 距离丈量距离测量是野外测量的重要内容之一，其最终目的与角度测量一样，都是为了确定地面点的位置。所谓距离是指两点间的水平长度。目前，最常用的测距方法有三种，即：直接丈量、视距测量和电磁波测距。本节介绍直接丈量的工具和方法。 一、丈量工具 钢尺钢尺长度有20m、30m和50m三种。根据钢尺零点的位置不同，可分为端点尺和刻线尺两种。端点尺，以尺的最外端边线作为刻划的零线。刻线尺，以刻在钢尺前端的“0”刻线作为尺长的零线。 2.皮尺皮尺是用麻丝与金属丝织成的带状尺。常用的有20m、30m和50m等，尺上刻划至厘米，一般为端点尺。皮尺弹性大，只用在精度较低的量距工作中。花杆和测钎是量距的辅助工具。花杆用于直线方向的标定，测钎用来标定丈量尺段的端点和计数尺段。 二、直线定线当丈量的边长较长，需要在待测直线上插入一些点，并使相邻点在同一条直线上，这项工作称为直线定线。一般量距用目估法定线，当精度要求较高时，也可用经纬仪定线。 目估定线法经纬仪定线法在待测距离的一端点A安置经纬仪，然后照准另一端点B的花杆，固定照准部，并指挥另一司尺员在距B小于一整尺段的地方沿垂直于测线方向左右移动，直到与望远镜竖丝完全重合为止。 三、距离丈量的一般方法距离丈量的目的在于获得两点间的水平距离。根据地面坡度不同，量距可分为平坦地面和倾斜地面量距两种。 平坦地段量距首先定线，然后逐段丈量，则所求距离即为各尺段之和。为了提高精度，通常往返丈量。当相对误差低于限差时，取平均值作为最后结果。 倾斜地段量距 平量法如果各尺段两端高差较小，可将尺一端抬高，或两端同时抬高，目估使尺面水平，尺的末端用垂球对点，逐段丈量，最后累加求和即为所求距离。如图4-2所示。 斜量法如倾斜地面的坡度较大，如图4-3所示，而且坡度较均匀，则可沿斜坡量出倾斜距离Dˊ，再测出两点间高差h，然后用公式（4-1）计算水平距离D,也可量出斜距Dˊ后，用仪器测出其地面倾斜角α，按公式（4-2）计算水平距离D。 §4-2 视距测量视距测量属于光学测距中的定角测距，它是利用望远镜内十字丝平面上的上丝和下丝配合视距尺，根据几何光学和三角学原理，可以同时测定两点间的水平距离和高差。此法具有操作方便、速度快、不受地形起伏限制。但普通视距精度较低，测距时的相对精度约为1/200～1/300。因此，常用于低精度的测量工作。 一、视距测量的原理 视线水平时的视距测量原理如图4-5所示，欲测定 A、B 两点间的平距D 及高差h，点安置仪器，点竖立视距尺，使望远镜视线水平照准尺子，读取上下丝读数，则有：d = f ／ p× l(4-8) 又D = d + f + δ= f ／ p× l + f + δ 所以D = k l(4-9)在平坦地区视线水平时，读取十字丝中丝在尺上的读数 v ，量取仪器高 i ，则测站点与所测点之间的高差 h为h = i – v(4-10) 视线倾斜时的视距测量原理在地形起伏较大的地区进行视距测量时，望远镜视准轴是倾斜的，所以应该加测竖直角。因为视准轴不再垂直于视距尺，所以必须加入两项改正： 视准轴不垂直于视距尺的改正，由l求出l′，以求得斜距D′； 2) 视线倾斜的改正，由斜距D′化为平距D。l′= l cosα (l尺间隔， α竖直角， i仪器高 v中丝读数)D′= k l′ = k l cosαD = D′cosα = k l cos2α(4-11)h = h′+ i – v = D tgα + i – v(4-12) 二、视距测量的观测与计算 （一）视距测量 在测站点上安置经纬仪，量取仪器高i，记入手簿。在另一个点上竖立标尺。 盘左位置瞄准目标尺，读取下丝读数a、上丝读数b和中丝读数v。 转动指标水准管微动螺旋，使竖盘指标水准管气泡居中，读取竖盘读数并记入手簿。 倒转望远镜，用盘右位置瞄准标尺，重复2、3步骤的观测和记录。称为一个测回。若精度要求较高，可以增加测回数；若精度要求较低，一般只用盘左观测半个测回。为了简化计算，在观测中可使中丝读数v等于仪器高i或为比仪器高大或小的整米数，如i=1.430m,可使中丝读数v=1.430m,这样式（4-11）中-v=0,则高差h=h′。 （二）视距测量的计算视距测量计算可直接用普通函数计算器按公式（4-10）和（4-11）计算出测站点至待定点的水平距离、高差。也可用编程计算器预先编制成程序进行计算。D = D′cosα = k l cos2α(4-11)h = h′+ i – v = D tgα + i – v(4-12) §4-3