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1、 工程测量B第第4章章 距离测量与直线定向距离测量与直线定向 2008年11月28日1天津城市建设学院土木系测量教研室第第4章章 距离测量与直线定向距离测量与直线定向距离测量是测量三项基本工作之一距离测量是测量三项基本工作之一.距离测量的方法主要有距离测量的方法主要有:1.钢尺钢尺(皮尺皮尺)量距量距.2.视距测量视距测量 3.光电测距光电测距要确定地面点的平面位置要确定地面点的平面位置,还必须测定直还必须测定直线的方向线的方向,即直线定向即直线定向 2008年11月28日2天津城市建设学院土木系测量教研室视距测量图 2008年11月28日3天津城市建设学院土木系测量教研室利用调制波波长测距B
2、测距仪测距仪反光棱镜反光棱镜S电磁波测距电磁波测距电磁波测距图A 2008年11月28日4天津城市建设学院土木系测量教研室 第第4 4章距离测量与直线定向章距离测量与直线定向 4.1 4.1 钢尺量距钢尺量距 4.2 4.2 视距测量视距测量 4.34.3 红外线测距仪及全站仪红外线测距仪及全站仪 4.44.4 直线定向直线定向 2008年11月28日5天津城市建设学院土木系测量教研室4.1 钢尺量距钢尺量距1.1.钢卷尺钢卷尺 尺长与规格：尺长与规格：2020米、米、3030米、米、5050米，钢质，涂塑或不米，钢质，涂塑或不涂塑。刻度与注记：毫米刻度，注记厘米、分米、米。涂塑。刻度与注记：
3、毫米刻度，注记厘米、分米、米。零分划位置有不同，分零分划位置有不同，分刻线尺刻线尺和和端点尺端点尺两种。两种。4.1.1 4.1.1 量距用的工具量距用的工具:钢卷尺，花杆，测钢卷尺，花杆，测钎钎一般量距方法一般量距方法 量距相对精度量距相对精度1 120002000 1 150005000 精密量距方法精密量距方法 量距相对精度量距相对精度1 11010000000 1 140000400002.2.花杆花杆 定线用（量距时标定直线量距的前进方向）定线用（量距时标定直线量距的前进方向）3.3.测钎测钎 量距时在地面标定尺段端点位置。量距时在地面标定尺段端点位置。2008年11月28日6天津城
4、市建设学院土木系测量教研室端点尺 刻线尺测钎测钎 花杆花杆皮尺皮尺 测绳测绳钢卷尺钢卷尺 2008年11月28日7天津城市建设学院土木系测量教研室4.1.2 4.1.2 直线定线直线定线1.1.两点间目估定线两点间目估定线2.2.两点间互不通视定线两点间互不通视定线3.经纬仪定线经纬仪定线:如果量距要求的精度较高如果量距要求的精度较高,可在其端点可在其端点A安置经安置经纬仪定线纬仪定线.2008年11月28日8天津城市建设学院土木系测量教研室4.1.3 丈量方法（往返丈量丈量方法（往返丈量)）距离用下式计算：距离用下式计算：D=nl+l 式中：式中：l整尺段的长度；整尺段的长度；n丈量的整尺段
5、数；丈量的整尺段数；l零尺段长度。零尺段长度。往返丈量较差往返丈量较差 D=D往往-D返返距离平均值距离平均值 D平平=（D往往-D返返）相对误差相对误差 K=1.在平坦地面丈量在平坦地面丈量 2008年11月28日9天津城市建设学院土木系测量教研室2.2.倾斜地面丈量SDh (1)斜量法斜量法:地面坡度均匀，将量得的倾斜距离地面坡度均匀，将量得的倾斜距离S归算成水平距离归算成水平距离D。高差高差h用水准仪测定。用水准仪测定。或水平距离：水平距离：(2)在倾斜地面平在倾斜地面平量量 2008年11月28日10天津城市建设学院土木系测量教研室量距相对精度可达量距相对精度可达1 1万万 1 4万。
6、万。3.钢尺量距的精密方法钢尺量距的精密方法精密量距时采取的精密量距时采取的措施：措施：1.用检定过的钢尺；用检定过的钢尺；2.经纬仪定线；经纬仪定线；3.钉尺段桩钉尺段桩(概量得概量得)，用水准仪测量桩间高差；，用水准仪测量桩间高差；4.对钢尺施加固定拉力，并测量温度；对钢尺施加固定拉力，并测量温度；5.对量距结果加三项改正数。对量距结果加三项改正数。2008年11月28日11天津城市建设学院土木系测量教研室三项改正数三项改正数4.1.4 钢尺量距的成果整理钢尺量距的成果整理每尺段经改正后的水平距离：每尺段经改正后的水平距离：总的水平距离总的水平距离：2008年11月28日12天津城市建设学
7、院土木系测量教研室4.1.5 钢尺检定钢尺检定 目的：求得钢尺两端点刻划间的实际长度。目的：求得钢尺两端点刻划间的实际长度。方法：用钢尺对一段精确的标准长度进行丈量，从而求方法：用钢尺对一段精确的标准长度进行丈量，从而求得钢尺的得钢尺的尺长改正数尺长改正数。该检定场地也称为。该检定场地也称为“比尺场比尺场”。L比尺场示意图 0 钢尺名义长(m)；t0 标准温度，一般取20；d 尺长改正值(mm)；t 丈量时温度()钢的膨胀系数，1.210-5/；1.1.尺长方程式：尺长方程式：=0+d+(t-t0)0 2008年11月28日13天津城市建设学院土木系测量教研室 4.2 4.2 视距测量视距测量
8、4.2.1 视距测量概述视距测量概述n视距测量是一种间接测距方法视距测量是一种间接测距方法;它它利利用用望望远远镜镜内内十十字字丝丝分分划划板板上上的的视视距距丝丝及及刻刻有有厘厘米米分分划划的的视视距距标标尺尺(地地形形塔塔尺尺或或普普通通水水准准尺尺)，根根据据光光学学原原理理可可以以同同时时测测定定两两点点间间的的水水平平距离和高差距离和高差.n其其中中测测量量距距离离的的相相对对误误差差约约为为1/3001/300，低低于于钢钢尺尺量距；量距；n测定高差的精度低于水准测量测定高差的精度低于水准测量;n视距测量广泛用于地形测量的视距测量广泛用于地形测量的 碎部测量中。碎部测量中。2008
9、年11月28日14天津城市建设学院土木系测量教研室4.2.2 视准轴水平时的视距计算公式视准轴水平时的视距计算公式AB为待测距离，在A点安置经纬仪，B点竖立视距尺，设望远镜视线水平，瞄准B点的视距尺，此时视线与视距尺垂直。2008年11月28日15天津城市建设学院土木系测量教研室4.2.3 三角高程测量公式三角高程测量公式(1)水平距离公式:(2)初算高差:(3)高差公式:2008年11月28日16天津城市建设学院土木系测量教研室 4.3 4.3 红外测距的测距原理红外测距的测距原理 基本公式:c0光在真空中的速度光在真空中的速度ng光在大气中传输的折射率光在大气中传输的折射率t光波在光波在A
10、B间往返传输时间间往返传输时间 2008年11月28日17天津城市建设学院土木系测量教研室 4.4 直线定向4.4.1 直线定向的概念确定地面上两点之间的相对位置，仅知道两点之间的水平距离是不够的，还必须确定此直线与标准方向之间的水平夹角。确定直线与标准方向之间的水平角度称为直线定向。2008年11月28日18天津城市建设学院土木系测量教研室标准方向的种类 1 真子午线方向 通过地球表面某点真子午线的切线方向，称为该点的真子午线方向，真子午线方向是用天文测量方法或用陀螺经纬仪测定的。2 磁于午线方向 磁子午线方向是磁针在地球磁场的作用下，磁针自由静止时其轴线所指的方向。磁子午线方向可用罗盘仪测
11、定。2008年11月28日19天津城市建设学院土木系测量教研室标准方向的种类 3 坐标纵轴方向(中央子午线方向)第一章已述及，我国采用高斯平面直角坐标系，每一6带或3带内都以该带的中央子午线为坐标纵轴方向。因此，该带内直线定向，就用该带的坐标纵轴方向作为标准方向。如假定坐标系，则用假定的坐标纵轴(X轴)作为标准方向。2008年11月28日20天津城市建设学院土木系测量教研室4.4.2 表示直线方向的方法 测量工作中，常采用方位角来表示直线的方向。由标准方向的北端起，顺时针方向量到某直线的夹角，称为该直线的方位角，其角值从0 36 360。由不同的标准方向所得到的方位角，分别为：真方位角：A 磁
12、方位角：Am 坐标方位角：标标准准方方向向O OP P 2008年11月28日21天津城市建设学院土木系测量教研室坐标方位角与磁方位角的关系 若已知某点的磁偏角与子午线收敛角，则坐标方位角与磁方位角之间的换算式为 为磁坐偏角 2008年11月28日22天津城市建设学院土木系测量教研室 当标准方向为坐标纵轴当标准方向为坐标纵轴(中央子午线中央子午线)方向时，直线的方方向时，直线的方位角称为位角称为坐标方位角坐标方位角(，简称方向角，简称方向角)。X XY YA AB B ABAB例例1 1：已知已知 CDCD=787820202424，JKJK=32632612123030，求求 DCDC，KJ
13、KJ：各点的坐标纵轴方向都是平行的，所以，一条直线有各点的坐标纵轴方向都是平行的，所以，一条直线有两个相差两个相差180180的方位角，互称为正、反方位角。的方位角，互称为正、反方位角。1 1、正、反方位角关系、正、反方位角关系 BABA ABAB BABA=ABAB 180180解：解：DCDC=25825820202424 KJKJ=14614612123030 4.4.3 正、反坐标方位角及其推算 2008年11月28日23天津城市建设学院土木系测量教研室 2323 1212 B1B1已知：已知：ABAB=76762020，B B=1851854242，1 1=2112110808，2
14、2=1501504545 求：求：B1B1、1212、23231 12 2A AB B ABAB 1 1 2 2 B B解：解：B1=B1=BA+BA+B B =AB+AB+B B-180-180 =76=762020+1851854242-180-180 =82 =820202 12=12=1B+1B+1=1=B1-180B1-180+1=1131=1131010 23=23=21+21+2=2=12-18012-180+2=832=835555方位角推算公式：方位角推算公式：方位角的推算 如出现大于360应减去360如出现负值，应加上360 2008年11月28日24天津城市建设学院土木系测量教研室4.4.4 坐标正反算OyxAB1 1、坐标正算：根据已知边长和方位角，由已知点、坐标正算：根据已知边长和方位角，由已知点 坐标计算待定点坐标坐标计算待定点坐标 2008年11月28日25天津城市建设学院土木系测量教研室2 2、坐标反算：已知两点坐标反求某边的边长和方、坐标反算：已知两点坐标反求某边的边长和方位角位角OyxAB注：计算出的注：计算出的 ABAB ，应根据应根据X X、Y Y的正负，的正负，判断其所在的象限。判断其所在的象限。2008年11月28日26天津城市建设学院土木系测量教研室