第四章距離測量與直線定向

距離測量的主要任務(wù)是測量水平距離。

水平距離是指地面上兩點(diǎn)垂直投影在同一水平面上的直線距離。距離測量的方法鋼尺量距光電測距儀測距視距測量GPS測量第一節(jié)鋼尺量距一、量距的工具鋼尺——長度20m，30m，50m也稱鋼卷尺，有刻線尺和端點(diǎn)

2.測釬（測針）3.標(biāo)桿4.彈簧秤、溫度計(jì)、垂球二、直線定線定義：

地面上兩點(diǎn)間的距離超過一整尺長地勢(shì)起伏較大，一尺段無法完成丈量工作需要在兩點(diǎn)的連線上標(biāo)定出若干個(gè)點(diǎn)按精度要求的不同，直線定線分為：目估定線經(jīng)緯儀定線平地目估定線方法：經(jīng)緯儀定線方法：三、鋼尺量距的一般方法1．平坦地面上的量距方法式中

n—整尺段數(shù)；

l—鋼尺長度（m）；q—不足一整尺的余長（m）。

鋼尺量距時(shí)，一般還應(yīng)由B點(diǎn)量至A點(diǎn)進(jìn)行返測。

返測時(shí)應(yīng)重新進(jìn)行定線。取往、返測距離的平均值作為直線AB最終的水平距離。2．傾斜地面上的量距方法（1）平量法ABDl1l2l3l4ABDl1l2l3l4垂球（2）斜量法ABLDhα量距精度通常用相對(duì)誤差K來衡量，相對(duì)誤差K應(yīng)化為分子為１的分?jǐn)?shù)形式。相對(duì)誤差分母愈大,則K值愈小，精度愈高；反之，精度愈低。在平坦地區(qū)，鋼尺量距一般方法的相對(duì)誤差一般不應(yīng)大于1/3000；在量距較困難的地區(qū)，其相對(duì)誤差也不應(yīng)大于1/2000。例4-1

用30m長的鋼尺往返丈量A、B兩點(diǎn)間的水平距離，丈量結(jié)果分別為：往測4個(gè)整尺段，余長為9.98m；返測4個(gè)整尺段，余長為10.02m。計(jì)算A、B兩點(diǎn)間的水平距離DAB及其相對(duì)誤差K。解：五、鋼尺量距的誤差及注意事項(xiàng)1．尺長誤差新購置的鋼尺必須經(jīng)過檢定，以便進(jìn)行尺長改正。2．定線誤差當(dāng)待測距離較長或精度要求較高時(shí)，應(yīng)用經(jīng)緯儀定線。3．拉力誤差精密量距時(shí)，必須使用彈簧秤。4．鋼尺垂曲誤差垂曲誤差會(huì)使量得的長度大于實(shí)際長度

5．鋼尺不水平的誤差用平量法丈量時(shí)，鋼尺不水平，會(huì)使所量距離增大。因此，用平量法丈量時(shí)應(yīng)盡可能使鋼尺水平。精密量距時(shí)，測出尺段兩端點(diǎn)的高差，進(jìn)行傾斜改正，可消除鋼尺不水平的影響。6．丈量誤差在量距時(shí)應(yīng)盡量認(rèn)真操作，以減小丈量誤差。7．溫度改正第二節(jié)視距測量一、視距測量原理進(jìn)行視距測量，要用到視距絲和視距尺。視距絲即望遠(yuǎn)鏡內(nèi)十字絲分劃板上的上下兩根短絲，它與中絲平行且等距離。視距尺是有刻劃的尺子，和水準(zhǔn)尺基本相同。nm視距絲十字絲1．視線水平時(shí)的水平距離和高差公式ABnmpn′m′MN11121314nmnnDhli式中K——視距乘常數(shù)，通常K=100；

c——視距加常數(shù)，常數(shù)c值接近零

。2．視線傾斜時(shí)的水平距離和高差公式ABEMNM′N′φnn’L＝Kn′Dhh′iilA、B兩點(diǎn)間的高差h為：HAHB第三節(jié)直線定向標(biāo)準(zhǔn)方向

確定直線與標(biāo)準(zhǔn)方向之間的關(guān)系，稱為直線定向。AB一、標(biāo)準(zhǔn)方向1．真子午線方向地球兩極2．磁子午線方向地磁兩極3．坐標(biāo)縱軸方向(軸子午線方向)子午線收斂角–γ+δ

磁偏角

二、方位角角值范圍：0?～360?12標(biāo)準(zhǔn)方向順時(shí)針N12真北磁北+δ坐標(biāo)北–γα12A12Am121.真方位角A2.磁方位角Am3.坐標(biāo)方位角α，方向角四、坐標(biāo)方位角1．正、反坐標(biāo)方位角正、反坐標(biāo)方位角間的關(guān)系為：x(N)yOABxαABxαBA2．坐標(biāo)方位角的推算1234xα12β2xα23α21β3xα34α32其中：β2

為前進(jìn)方向的右側(cè)，

稱為右角

β3為前進(jìn)方向的左側(cè)，

稱為左角推算坐標(biāo)方位角的一般公式為：如果α＞360?，應(yīng)自動(dòng)減去360°；如果α＜0?，則自動(dòng)加上360?。

五、象限角1．象限角由坐標(biāo)縱軸的北端或南端起，沿順時(shí)針或逆時(shí)針方向量至直線的銳角，稱為該直線的象限角，用R表示，其角值范圍為0?～90?。x(N)y(E)ORO11(S)(W)ⅠⅡⅢⅣ2RO23RO34RO4需注明象限名稱第Ⅰ象限，北東2．坐標(biāo)方位角與象限角的換算關(guān)系x(N)x(N)x(N)x(N)y(E)y(E)yy(S)(S)(W)(W)OOOOⅠⅡⅢⅣRO1αO2RO2αO3RO3RO4αO41234αO1在第Ⅰ象限:在第Ⅱ象限:在第Ⅲ象限:在第Ⅳ象限:第五節(jié)電磁波測距測距方法比較：傳統(tǒng)鋼尺丈量——?jiǎng)趧?dòng)強(qiáng)度大，效率低，復(fù)雜地形無法工作普通視距測量——迅速、簡便，但測程較短，精度較低。電磁波測距法——高精度，高效率，不受地形限制ABD一、脈沖式光電測距儀測距原理可在A點(diǎn)安置能發(fā)射和接收光波的光電測距儀，在B點(diǎn)設(shè)置反射棱鏡。光電測距儀發(fā)出的光束經(jīng)棱鏡反射后，又返回到測距儀。通過測定光波在AB之間傳播的時(shí)間t，根據(jù)光波在大氣中的傳播速度c，按下式計(jì)算距離D：ABD二、相位式光電測距儀測距原理A點(diǎn)安置光電測距儀，在B點(diǎn)設(shè)置反射鏡光電測距儀發(fā)出的光束經(jīng)棱鏡反射后，又返回到測距儀。測定光波在AB之間傳播的相位差，按下式計(jì)算距離D：三、紅外測距儀四、全站儀opticaltheodolite—electronictheodoliteSteeltape———EDM全站儀（totalstation）徠卡TPS700系列卓越中文全站儀拓普康GTS332W全站儀索佳10系列全站儀尼康DTM801系列全站儀賓得全站儀PTSV2南方NTS202205全站儀三、全站儀的功能介紹

1．角度測量(angleobservation)（1）功能：測水平角（horizontalangle）豎直角(verticalangle)（2）方法：與經(jīng)緯儀相同。若要測出水平角∠AOB，則：aobAOB當(dāng)精度要求不高時(shí)——只需半測回：瞄準(zhǔn)A點(diǎn)——置零（0SET）——瞄準(zhǔn)B點(diǎn)，記下水平度盤HR的大小。

aobAOB當(dāng)精度