距离测量

第二章距离测量和直线定向第二章距离测量和直线定向2.1距离测量距离——指两点间的水平直线距离。一、量距工具钢卷尺、布卷尺（皮尺）、测绳、光电测距仪和光学视距仪辅助工具：测钎和花杆钢尺按长度分：2m、20m、30m、50m等；按零分划位置：a)端点尺——零点位于尺端（拉环的外缘）b)刻线尺——具有零分划线。二、直线定线当两点的距离大于钢尺长度时，需分段丈量。分段点必须位于同一直线上，将分段点标定于同一直线上的工作称为直线定线。目估法——用三点一线的原理将分段点标定于同一直线。两点间互不通视定线三、钢尺量距（一）平坦地面的距离丈量将尺子放于地面上进行。为了提高量距精度和防止丈量中出现错误，丈量工作应往返各一次。量距精度以相对误差表示，并将其换算为分子为1的分数形式。一般规定，往、返测相对误差应不大于1/2000，在量距困难的地区，其相对误差也不应大于1/1000。如精度满足要求，可取往、返测距离的平均值作为丈量的最后结果。示例平均返lll往1、平量法适合于地面起伏不大时，将待测距离分段，然后用钢尺拉平丈量。丈量时将尺子一端抬高，并用目估法使尺子大致水平，然后用测钎将尺子的端点投到地面上。（二）倾斜地面的距离丈量2、斜量法当倾斜地面的坡度变化均匀时，可以沿着斜坡丈量出AB的斜距L，测出地面的倾角δ，则水平距离l为：l=L*cosδ。如果未测倾角δ，而是测定了A、B两点间的高差h，l=L+△l–Δl为按高差计算的倾斜改正数，永远为负值。LABhll1l2l3l4ABlδ钢尺量距：劳动强度大、效率低，精度只能达到1/1000-1/5000。光电测距：测程远、精度高、操作简便、作业速度快和劳动强度低。四、光电测距（1）测距仪的分类：a)按载波：光电测距——以激光和红外光为载波的测距仪；电磁波测距仪——以微波为载波的测距仪。b)光电测距仪按测定传播时间：相位式测距仪和脉冲式测距仪。c)按测程：远程（20km）、中程（5-20km）和短程（5km以下）三类。远程一般为激光测距仪，中、短程一般为红外光电测距仪。四、光电测距a)按载波：光电测距——以激光和红外光为载波的测距仪；电磁波测距仪——以微波为载波的测距仪。b)光电测距仪按测定传播时间：相位式测距仪和脉冲式测距仪。c)按测程：远程（20km）、中程（5-20km）和短程（5km以下）三类。远程一般为激光测距仪，中、短程一般为红外光电测距仪。四、光电测距（1）测距仪的分类通过测定光波在两点间传播的时间来计算距离。如图，欲测定A、B两点之间的水平距离l，可将光电测距仪架设于A点，将反光镜架设于B点，通过测定光波或微波在被测距离l上往返所需的时间t和光波或微波在空气中的传播速度c，可求得距离l。ABctl21(2)光电测距仪的工作原理四、光电测距3412•利用被测目标对脉冲激光产生的漫反射，直接测定光脉冲在待测距离上往返传播的时间t，进而求得距离。精度较低，误差约为0.5m左右。脉冲式测距仪•是通过测定连续调制光波在待测距离上往返传播所产生的相位延迟，间接测定传播时间t，从而求得待测距离l。精度较高。相位式测距仪光电测距仪测距标称精度的表示：Amm+BxDkm其中A表示固定误差B表示比例误差系数，(与测距长度有关))(kmmmDBA2.2直线定向确定地面上两点在平面上的相对位置：（1）两点之间的距离（2）两点间直线的方向。ABα直线定向直线定向——确定一直线与标准方向间角度关系的工作。标准方向直线ABABα1、真子午线方向（真北方向）地球表面某点的真子午线的切线方向，称为该点的真子午线方向。真子午线北短所指的方向为真北方向，它可以用天文观测的方法来确定。2、磁子午线方向（磁北方向）地球表面某点上磁针所指的方向。磁针北端所指的方向为磁北方向，可用罗盘仪测定。一、标准方向的种类3、坐标纵线方向（坐标北方向）测量工作中采用高斯直角坐标系，坐标纵线北端所指的方向为坐标北方向。一、标准方向的种类“三北”方向——真子午线方向（真北方向）磁子午线方向（磁北方向）坐标纵线方向（坐标北方向）磁偏角——某点的磁子午线方向与真子午线方向之间的夹角。用δ表示。子午线收敛角——地球表面某点的真子午线方向与该点坐标纵线方向之间的夹角。用γ表示。一、标准方向的种类在测量工作中常采用方位角或象限角表示直线的方向。1、方位角由标准方向的北端顺时针方向量到某直线的夹角。方位角的变化范围0°-360°。二、表示直线方向的方法1方位角真方位角——以真子午线方向为标准方向，用A表示；磁方位角——以磁子午线方向为标准方向，用Am表示；坐标方位角——以坐标纵线方向为标准方向的，用α表示。AAB=αAB+γAmAB=αAB-δ+γ由于任何地点的坐标纵线都是平行的，因此，任何直线的正坐标方位角和它的反方位角均相差180°。αab=αba±180°由于真子午线之间或磁子午线之间相互并不平行，所以真方位角和磁方位角不存在上述关系。坐标方位角正反方位角注：大于360°，应减去360°2、象限角直线与标准方向线所夹的锐角称为象限角。象限角的取值范围为0°-90°，用R表示。平面直角坐标系分为四个象限，以Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示。由于象限角可以自北端或南端量起，所以表示直线的方向时，不仅要注明其角度大小，而且要注明其所在象限。方位角和象限角可以互相换算。1、距离测量的基本方法2、光电测距的基本原理3、直线定向4、标准方向的种类5、方位角的概念6、正反方位角的关系小结第二章距离测量和直线定向复习思考题1何谓水平距离，已知倾斜距离如何求水平距离?2用钢尺往、返丈量了一段距离，其平均值为176.82m，要求量距的相对误差为1/2000，?3为什么要进行直线定向?怎样确定直线方向?4何谓方位角与象限角?5何谓子午线收敛角和磁偏角?已知某地的磁偏角为-5°15′，直线AB的磁方位角为134°10′，试求AB直线的真方位角。6已知αＡＢ＝５０°１０′，ＲＣＤ°１５′Ｗ，试求RＡＢ和αＣＤ。