距离测量和直线定向课件.ppt

1、2022-6-23距离测量和直线定向2022-6-23为什么要进行距离测量和直线定向？ 如果能测出两点之间的水平距离并确定这两点连成的直线方向，就能确定两点在平面直角坐标系的相对位置。如果已知某点的绝对位置，则能进一步确定另一点的绝对位置。2022-6-23主要内容 概述 钢尺量距 视距测量 光电测距 直线定向 作业2022-6-23第一节 概述 距离测量：测量中的距离是指两点间水平距离，如果测量的是倾斜距离，则需改化成水平距离。 钢尺量距：钢尺量距分一般方法和精密方法。 视距测量：用望远镜的视距丝对立于直线端点上的尺子进行读数来进行。 光电测距：通过测定电磁波的传播时间来测距。 直线定向 直

2、线定向指确定直线与标准方向之间的水平角。2022-6-23第二节 钢尺量距 直线定线 钢尺量距的一般方法 （钢尺量距的精密方法） （尺长方程式） 钢尺量距的误差来源2022-6-23直线定线 当两个地面点之间的距离较长或地势起伏较大时，为能沿着直线方向进行距离丈量工作，需在直线方向上标定若干个点，作为分段丈量的依据。 目视定线 经纬仪定线 纵丝法 分中法2022-6-23钢尺量距的一般方法（1） 准备工作 主要工具：钢尺、垂球、测钎、测杆等。 工作人员：拉尺员、读数员、记录员。 场地要求：比较平坦、并进行定线。2022-6-23钢尺量距的一般方法（2） 在平坦地面进行一般方法的量距时，先丈量若

3、干整尺段（整尺段数n等于后尺手手中的测钎数），最后量得余长q。A测钎测钎B2022-6-23钢尺量距的一般方法（3） 检核：为了防止错误和提高丈量精度，一般丈量要求往返相对较差K不大于 。 量距分往测和返测。往往qnlD0返返qnlD020001返往DDDDDDDK往往1 计算往返平均值。2022-6-23倾斜地面距离丈量的方法垂球投点分段直接量平距 测得斜距全长后根据高差求平距 2022-6-23钢尺量距的误差来源 尺长误差 温度变化误差 拉力误差 丈量本身的误差 垂曲误差 倾斜误差 定线误差2022-6-23第三节 视距测量 视线水平时 视线倾斜时2022-6-23视距测量的原理（视线水平

4、时）D 其中 ，即 ，有令 ， ，则 一般 C=0，K=100，于是 。 DDClKDllKD100plfdfpldpfK fCfdDffplD2022-6-23视距测量的原理（视线倾斜时） （1）水平距离 与视准轴垂直位置相应的尺间隔 倾斜距离 水平距离 （2）高差 高差主值 则有 或cos0KlKlS2cosKlD cos0ll 2sin21sincossinKlKlShSD2022-6-23第四节 光电测距 概述 相位法测距原理 光电测距的技术指标和主要附件 电磁波测距改正计算 NTS362R全站仪测距2022-6-23相位法光电测距仪的基本工作原理 发射信号接收信号2022-6-23相

5、位法光电测距仪的基本工作原理 调制光全程的相位变化值为 对应的距离值为S往S返)2(22NN)(2)(21NNS2022-6-23相位法光电测距仪的基本工作原理 可以被看作一根“光尺”的长度。光电测距仪就是用这根“光尺”去测量距离。括号中的 表示“光尺”的整尺段数， 为不足一个“光尺”长的余长。且有 实际上，相位式光电测距仪中的相位计只能测定全程相位移尾数 ，而无法测定整周期数。 N22022-6-23相位法光电测距仪的基本工作原理 为了解决扩大测程与提高精度的矛盾，可以采用一组测尺配合测距，以短测尺(又称精测尺)保证精度，用长测尺(又称粗测尺)保证测程，这就如同钟表上用时、分、秒针互相配合来

6、确定十二小时内的准确时间一样。 fcu22222uS2022-6-23光电测距仪的主要技术指标 标称精度：在一定条件下能达到的精度。 光电测距仪的标称精度表达式为： 式中：a非比例误差；b比例误差； s测距长度。 测程：在满足测距精度的条件下，测距仪所能达到的最大测量距离。 测尺频率：采用载波相位法测距的测距仪一般有3个以上测尺频率，其中一个是精测频率，其余都是粗测频率。 测距时间：测距时间是指按下测距仪测距功能键，到测定距离的反应时间。不同的测距仪测距时间不同，一般在12秒。S)b(am2022-6-23光电测距仪的主要附件：反射棱镜 测距时，反射棱镜安置在欲测距离的另一端，作用是将测距仪发

7、出的电磁波或激光脉冲反射回到测距仪。立方角锥棱镜反射棱镜原理2022-6-23光电测距仪的主要附件：棱镜框与基座2022-6-23光电测距仪的主要附件：其他附件 温度计 气压计 对讲机2022-6-23电磁波测距改正计算：加常数riKKDD 为仪器等效发射面偏离仪器对中线的距离，称为仪器加常数，一般为0，但可能会因电路参数漂移而产生变化，因此需要定期检验。 为反射棱镜等效反射面偏离反射棱镜对中线的距离，称为棱镜常数。反射棱镜常数根据棱镜的型号不同而不同，通常为030mm,并且不会在使用过程中变化。仪器加常数和棱镜常数改正，一般是在测量工作前在仪器上设置，测距时全站仪内置的计算程序自动改正，得到

8、加了仪器常数和棱镜常数的实际距离。iKrK2022-6-23电磁波测距改正计算：乘常数改正 针对由于测距仪的频率发生变化引起的误差而加的改正数。 频率变化对测量距离的影响，与被测距离D成正比，因此该项改正叫做乘常数改正。 实践中一般通过在基线场与精确距离对比求定该常数。N)(NfCN)(ND22fdffdfN)(NfCD-D2-d2022-6-23电磁波测距改正计算：气象改正 针对气象要素（如温度、气压等）的变化而引起光速的变化而加的改正数。 气象改正一般是在测量场地实地测量气压、温度值输入全站仪，此后测量的距离即是经过气象改正的距离。精度要求不高或者温度气压接近标准值时，可不考虑此项改正。2

9、022-6-23NTS362R全站仪测距2022-6-23NTS362R全站仪测距步骤 选择测距模式 仪器参数设置 选择反射体类型 棱镜常数设置 设置大气改正 距离测量2022-6-23第五节 直线定向 标准方向（基本方向）的种类 表示直线方向的方法 几种方位角之间的关系 正反坐标方位角 坐标方位角的推算2022-6-23 标准方向的种类 真子午线方向(真北） 通过地球表面某点的真子午线的切线方向。 磁子午线方向（磁北） 磁针在地球磁场的作用下，自由静止时其轴线所指的方向。 坐标纵轴方向（坐标北） 过地面某点平行于该高斯投影带中央子午线的方向。2022-6-23表示直线方向的方法方位角 方位角

10、由过直线起点的标准方向起，顺时针量至某直线所经过的水平角，称为方位角。角值由0 360。 真方位角A由真子午线北端起算的方位角，称为真方位角。 磁方位角Am由磁子午线北端起算的方位角，称为磁方位角。 坐标方位角由坐标纵轴北端起算的方位角，称为坐标方位角。由于同一个高斯投影带内，各点的坐标纵轴方向相互平行，不同直线之间坐标方位角的推算比较方便，坐标方位角最常用，一般简称为方位角。2022-6-23几种方位角之间的关系 真方位角与磁方位角之间的关系 磁偏角：过地面点某点的真子午线与磁子午线之间的夹角。 磁北方向偏于真北方向以东，称东偏，取正值；否则取负值。 A = Am + 真方位角与坐标方位角之

11、间的关系 子午线收敛角：过地面点的真子午线方向与中央子午线之间的夹角。 坐标纵轴方向偏于真子午线方向以东，称东偏， 取正值；否则取负值。 A= + 2022-6-23正反坐标方位角直线有方向，直线的方向是相对的。如A、B两点间的直线，若将AB作为正方向，则BA就是反方向；也可将BA作为正方向，那么AB就是反方向。一条直线可按正反两个方向来定向。按正方向定向的方位角称为正方位角；否则称为反方位角。正反坐标方位角之间相差1802022-6-23坐标方位角的推算（1） 为右角 为左角2022-6-23坐标方位角的推算（2） 已知 ，测得 ， ， 试求其他各边的坐标方位角。 解： 03611A1152

12、11121331805422018921801892180152110361180212231112A5422022022-6-23 =153627+495456+2032736+823814-24752+1144825-180=2833746 18018018018018054321ABDCCDCABA3231212022-6-23思考题思考题 名词解释名词解释:直线定线、直线定向、棱镜常数、直线定线、直线定向、棱镜常数、真方位角、磁方位角、坐标方位角、正坐标真方位角、磁方位角、坐标方位角、正坐标方位角、反坐标方位角方位角、反坐标方位角 确定直线的方向可选用哪三种方向作为标准确定直线的方向可

13、选用哪三种方向作为标准方向？方向？ 常见的方位角有哪些？它们之间有什么关系？常见的方位角有哪些？它们之间有什么关系？2022-6-23作业（作业（1） 已知地面上已知地面上A A点的磁偏角为点的磁偏角为-3-31010，子午线收敛角为子午线收敛角为+1+10505，由罗盘仪测，由罗盘仪测得直线得直线ABAB的磁方位角为的磁方位角为63634545，试求，试求直线直线ABAB的坐标方位角。的坐标方位角。 并绘出关系略并绘出关系略图。图。2022-6-23作业（2） 如图所示，已知AB边的坐标方位角AB=13748，多边形各内角的观测值标在图中，请推算多边形各边的坐标方位角。2022-6-23 作业（作业（3）：已知测站）：已知测站A点高程为点高程为30.00m，仪器高为，仪器高为1.50m，视线水平时，竖盘读数为，视线水平时，竖盘读数为90，望远镜上仰时，望远镜上仰时竖盘读数减小。视距测量观测成果如下表，请竖盘读数减小。视距测量观测成果如下表，请完成计算。完成计算。目标目标上丝读数上丝读数尺间隔尺间隔(m)竖盘读数竖盘读数 竖直角竖直角 中丝读数中丝读数(m)平距平距D(m)高差高差h(m)高程高程H(m)下丝读数下丝读数11 94883 181.651 07222 13487 361.510 88631 78682 041.471 2342022-6-23感谢您的关注!