工程测量第四章(距离测量与直线定向)合编.ppt

第4章 距离测量与直线定向 距离的测量经历了测绳量距、钢尺量距、视距测量、光电测距、GPS定位量距的发展。 4.1 视距测量 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 代替视距尺，其可以快速测定平距、高差。 4.1.1视距测量原理 4.1.1.1 视线水平时的测距公式 由三角形相似： 得： 得： 令： 得： 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q≈0，则 两点间高差： 4.1.1.2视线倾斜时的测距公式 由图中可知： 又由图中可知： 实际测量时，可以将中丝切尺为i，这样公式简化为： 4.1.2 视距测量的误差来源 仪器制造上常数K的误差，制造上要求K=100，但完全满足这个条件是比较困难的； 视距尺上的分划难以避免存在误差，读数误差； 瞄准、读取视距间隔、垂直角测量等，都存在误差； 大气垂直折光的影响，视线越靠近地面，受折光的影响就越大； 视距尺倾斜虽然视距尺上一般安设有圆水准器，但要达到视距尺完全竖直，是难以办到的。 应对措施： 为了减少误差的影响，观测时视线距离地表的高度至少0.1m以上，而且要在成像稳定时间测量； 尽可能保证视距尺竖直； 时常对常数K进行检查； 采用塔尺，立尺人员要保证各节的接头准确。 4.2 测距仪 测距头 全站仪 4.2 测距仪 4.2.1 测距仪的分类 测距仪的测距精度表达式： 1、短程光电测距仪 测程5km，测距中误差±（5mm+5D×10-6mm ） 2、中程光电测距仪 5 测程 15km，测距中误差±（5mm+2D×10-6mm） 3、长程光电测距仪 测程 ＞ 15km，测距中误差±（5mm+1D×10-6mm） 精密电磁波测距仪 ±（0.2mm+0.2D×10-6mm） 4.2.2 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 收系统。则两点间的距离为： 由于光波传播速度C很大，使得要求对时间t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。 4.2.3 全站仪测距操作 以NIKON DTM—452 C全站仪为例，简要介绍如何利用全站仪进行距离测量。 测距上测回概念，是照准目标一次，连续测距4次，取平均值作为最终结果。测得的距离是仪器到棱镜间斜距，一般同竖直角测量同时进行，用以将斜距换算为平距。 等级 测距仪等级 观测次数 总测回数 一测回读数较差(mm) 单程各测回较差(mm) 往返较差（mm） 往 返 四等 Ⅰ 1 1 4~6 ≤5 ≤7 ≤2（a+bD） Ⅱ 4~8 ≤10 ≤15 一般工程对平面控制的精度等级达到四等即可，下表为《工程测量规范（GB50026-93）》对四等测距的主要技术要求。 4.2.4 测距的误差来源及注意事项 1、误差来源 1）固定误差A； 2）与测距成比例的误差B； 3）操作中的误差。 2、注意事项 1）作业时要防止日晒、雨淋； 2）不要使测距仪对准太阳； 3）选择良好的观测气象条件； 4）运输、转移过程中，避免撞击。 4.3 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 向直线的夹角。参考零方向就是标准方向，指向北方。 4.3.1基准方向的分类 1、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 面某点的真子午线的切线方向。 2、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 静止时的指向。 3、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 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。 4.3.2 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， 称为方位角α。以坐标纵轴方向为标准方向的方位角称为 坐标方位角，为0~360°。 正反坐标方位角 若点M到N为正方向，直线MN的坐标方位角αMN就称为正方位角，则点N到M为反方向，直线NM的坐标方位角αNM就称为反方位角。 第五节 坐标正反算 必考！ 4.4.1 坐标正算 已知一条边的边长、方位角及一端点的坐标，计算另一端 点的坐标的计算过程。 象限角与座位方位角的换算关系 Ⅰ o Ⅱ Ⅲ Ⅳ o o o R αAB αAB αAB αAB 直线方向 由坐标方位角 推算象限角 由象限角推算 坐标方位角 第Ⅰ象限 R =α α = R　 第Ⅱ象限 R =180°-α 　 α = 180°- R　　 第Ⅲ象限 R =α -180° 　 α = 180°+ R　　 第Ⅳ象限 R = 360°-α 　 α = 360°- R　　 R R R 4.4.2 坐标反算 已知两端点的坐标，计算该边的边长、方位角。 坐标方