距离测量及直线定向市公开课一等奖省赛课微课金奖课件.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四章 距离测量与直线定向,4.1,钢尺量距,4.2,普通视距测量,4.2,光电测距仪,4.2,直线定向,第1页,距离测量,：,测量地面两点之间,水平距离,。,距离测量,方法,钢尺量距,普通视距,光电测距,第2页,垂球,一、量距工具,钢尺端点尺和刻线尺,钢尺,测,钎,标杆,弹簧秤,第3页,二、钢尺量距普通方法,1、直线定线,标定各尺段端点在同一直线上工作称为,直线定线,。,第4页,2、平坦地面量距,A、B两点间水平距离为：,式中：,n,尺段数；,l,钢尺尺长；,q,不足一整尺余长。,第5页,为了校核、提升精度，还要进行返测，用往、返测长度之差 与全长平均数 之比，并化成份子为1分数来衡量距离丈量精度。这个比值称为,相对误差K,：,平坦地域钢尺量距相对误差,不应大于1/3000,第6页,3、倾斜地面丈量,在困难地域钢尺量距相对误差,不应大于1/1000,当地面坡度较大，不可能将整根钢尺拉平丈量时，则可,将直线分成若干小段,进行丈量。每段长度视坡度大小、量距方便而定。,第7页,三、钢尺量距精密方法（1/10000）,1、经纬仪定线,将经纬仪安置于A点，瞄准B点，然后,在AB视线上,用钢尺量距，依次定出比钢尺一整尺略短尺段端点1，2，。在各尺段端点打入木桩，桩顶高出地面5cm10cm，在每个桩顶刻划十字线，其中一条在AB方向上，另一条垂直AB方向，以其交点作为钢尺读数依据。,A,1,3,2,5,B,4,第8页,2、量距,量距是用经过,检定钢尺,，两人拉尺，两人读数，一人统计及观察温度。,量距时由后尺手用弹簧秤控制施加于钢尺拉力(30 m钢尺，标准拉力为100 N)。前、后读数员应同时在钢尺上读数，估读到0.5mm。,每尺段要移动钢尺三次不一样位置,，三次丈量结果互差不应超出2mm，取三段丈量结果平均值作为尺段最终结果。,随之进行返测，如要进行温度和倾斜更正，还要观察现场温度和各桩顶高差。,第9页,经过检定钢尺长度可用尺长方程示：,温度为t时钢尺实际长度；,钢尺名义长度；,尺长更正值，即温度在 时钢尺全长更正数；,钢尺膨胀系数，普通取,=1.25,钢尺检定时温度；,量距时温度。,四、尺长方程,第10页,五、钢尺量距结果整理,精密量距结果应进行以下三项更正,1、尺长更正,2、温度更正,全长更正数,名义长度,任一尺段,钢尺膨胀系数,t,丈量时温度,t,0,标准温度,第11页,当,为斜距时应换算成平距,d,，则倾斜更正值为：,将上式 项展开成级数：,取第一项,3.倾斜更正,每一尺段更正后水平距离为：,第12页,例题：用尺长方程为,钢尺实测AB尺段（如图），长度,l,=29.896m,A、B两点间高差h=0.272m,测量时温度t=25.8C,试求AB尺段水平距离。,解,：1,）尺长更正,第13页,3,）倾斜更正,4,）A-B尺段水平距离,2,）温度更正,第14页,六、钢尺量距误差及注意事项,1、尺长误差,2、温度误差,3、拉力误差,4、钢尺倾斜误差,5、定线误差,6、丈量误差,返回,第15页,普通视距测量精度普通为,1/2001/300,，但因为操作简便，不受地形起伏限制，可同时测定,距离和高差,，被广泛用于测距精度要求不高地形测量中,。,第16页,一、普通视距测量原理,视距测量是利用,视距丝,配合,标尺,读数来完成。,望远镜十字丝环,视距丝,第17页,对于倒像望远镜：下丝在标尺上读数为a，,上丝在标尺上读数为b，,视距间隔,l,（,l,=a-b），,则水平距离D有：,h,2,固定值,（约3423）,l,2,l,1,1,2,A,D,1,D,2,i,h,2,、视距测量原理,通常情况下k=100,第18页,视准轴水平时,视距,公式为：,测站点到立尺点,高差,为：,i,仪器高，是桩顶到仪器水,平轴高度；,v,中丝在标尺上读数。,l,1,l,2,2,h,2,1,D1,D2,A,i,h,2,2、视准轴水平时距离和高差公式,第19页,3、视准轴倾斜时距离和高差公式,图中,设,则,o,A,i,D,a,a,b,B,v,b,L,h,原理：,第20页,倾斜距离,L,为：,或,o,A,i,D,a,a,b,B,v,b,L,h,计算：,水平距离,D,为：,高差,h,为：,第21页,例题：,如上图，在A点量取经纬仪高度,i,=1.400m，望远镜照准B点标尺，中丝、上丝、下丝读数分别为,v=,1.400m，,b=,1.242m，,a=,1.558m，,=327,试求A、B两点间水平距离和高差。,解：1）尺间距,2）水平距离,3）高差,第22页,4、视距测量误差及注意事项,另外还有：标尺分划误差、竖直角观察误差、,视距常数误差等。,1.读数误差,2.标尺不竖直误差,3.外界条件影响,视距测量差,返回,第23页,电磁波测距仪,是用电磁波（光波或微波）作为 载波传输测距信号以测量两点间距离一个方法。,电磁波测距仪分类：,1、,光电测距仪,（可见光、红外光、激光）,2、,微波测距仪,（无线电波、微波）,红外测距仪,第24页,电磁波测距仪优点：,1、测程远、精度高。,2、受地形限制少,等优点。,3、作业快、工作强度低。,建筑工程测量中应用较多是短程,红外光电测距仪。,第25页,光电测距仪是经过测量光波在待测距离D上,往、返传输,时间t,2D,，计算待测,距离D,：,式中：,c,光波在空气中传输速度,一、测距原理,第26页,二、测距方法,光电测距仪按照t,2D,不一样测量方式，,可分为：,脉冲式（直接测定时间）,相位式（间接测定时间）,第27页,1、脉冲式,脉冲式光电测距仪是将发射光波光强调制成,一定频率尖脉冲，经过测量发射尖脉冲在待测,距离上往返传输时间来计算距离。,脉冲测距原理图,：脉冲振荡频率,q,：计数器计得时钟,脉冲个数,计数器只能记忆整数个时钟脉冲，不,足一周期时间被丢掉了。测距精度较,低，普通在“米”级，最好达“分米”级。,第28页,2、相位式,相位式光电测距仪是将发射光强调制成,正弦波形式，经过测量正弦光波在待测距,离上往、返传输相位移来解算时间。,将返程正弦波以棱镜站为中心对称,展开后图形：,第29页,因为,，所以,则：,式中 ，,取,，则不一样调制频率,对应,测尺长见下表：,调制频率,测尺长,10m,20m,100m,1km,2km,调制频率越大，测尺长度越短。,第30页,相位式测距仪基本工作原理图：,1、由发射系统发射一个调制光波，同时至检相器；,2、调制光波在待测距离上传输，反射镜反射后，经接,收系统进入检相器；,3、检相器将发射信号与接收信号进行相位比较，测出,相位差 ；,4、每改变频率,f 后调制光波，测出一个 ，组合后经,微处理器计算显示结果。,第31页,三、测程及测距仪精度：,1、测程：测距仪一次所能测最远距离。,短程测距仪,测程小于5km；,中程测距仪,测程在5km-30km；,远程测距仪,测程在30km以上。,第32页,2、测距仪精度：,式中：m,D,测距中误差，单位为mm；,a 固定误差，单位为mm；,b 百分比误差；,D 以km为单位距离。,RED mini短程红外测距仪精度为,当距离D为0.6km时，,测距精度是,m,D,=5.8mm,。,(通常写作,ppm,),第33页,四、RED mini红外测距仪,各种反射棱镜,经纬仪与测距仪配接,测距仪功效键盘,1、仪器介绍：,第34页,经纬仪瞄准觇牌中心视线与测距仪瞄,准反射棱镜中心视线保持平行。,调整经纬仪望远镜，使十字,丝对 准反射棱镜觇牌中心,调整测距仪望远镜，使十字丝对准反射棱镜中心,第35页,2、距离计算：,1）仪器常数更正,（,测距仪乘常数R和加常数K）,加常数K=L L（mm）,乘常数R单位是mm/km,对于观察值为L距离，其常数更正值为：,第36页,2）气象更正,RED mini测距仪气象更正公式为：,式中：,L,t,气象更正值，单位为mm；,P测站气压，单位为mmHg，,1 mmHg=133.322Pa；,t测站温度，单位为,C；,L距离，单位为km。,第37页,3）倾斜更正,L经过常数更正和气象更正后距；,经纬仪测定测线竖直角。,第38页,五、光电测距注意事项,(1),预防日晒雨淋，在仪器使用和运输中应注意防震。,(2),严防阳光及强光直射物镜，以免损坏光电器件。,(3),仪器长久不用时，应将电池取出。,(4),测线应离开地面障碍物一定高度，防止经过发烧体,和较宽水面上空，避开强电磁场干扰地方。,(5),镜站后面不应有反光镜和强光源等背景干扰。,(6),应在大气条件比较稳定和通视良好条件下观察。,返回,第39页,确定直线与,标准方向,之间水平角度称为直线定向。,标准方向,真子午线方向,磁子午线方向,坐标纵轴方向,第40页,一、标准方向分类,1、真子午线方向,经过地球表面某点,真子午线切线方向,，称为该点真子午线方向。,真子午线切线方向,P,1,P,2,第41页,真子午线方向,是用天文测量方法或用陀螺经纬仪测定。,陀螺仪GP1-2A,第42页,2磁子午线方向,磁子午线方向是磁针在地球磁场作用下，,磁针自由静止时其轴线所指方向,。,A,P,P,P北极,P磁北极,第43页,磁子午线方向可用罗盘仪测定。,DQL-1型森林罗盘仪,DQL-1B型森林罗盘仪,第44页,3坐标纵轴方向,我国采取高斯平面直角坐标系，6带或3带都以该带中央子午线为坐标纵轴，所以取,坐标纵轴方向,作为标准方向。,x,y,o,P,1,P,2,高斯平面直角坐标系,第45页,二、直线方向表示方法,1、,方位角,1）方位角定义,从直线起点,标准方向北端,起，,顺时针,方向量至直线水平夹角，称为该直线方位角；其角值范围为,0 360,。,1,2,标准方向北端,方位角,2,2,2,2,2,第46页,标准方向,真子午线方向,磁子午线方向,坐标纵轴方向,真方位角（A）,磁方位角（A,m,）,坐标方位角（,）,2,磁北,真北,坐标北,A,m,A,1,第47页,因为地面各点真北（或磁北）方向互不平行，用真（磁）方位角表示直线方向会给方位角推算带来不便，所以,在普通测量工作中，常采取坐标方位角来表示直线方向,。,x,y,o,P,1,P,2,坐标北与真北关系,第48页,2）几个方位角之间关系,2,磁北,真北,坐标北,A,m,A,1,磁偏角,真北方向与磁北方向之间夹角；,子午线收敛角,真北方向与坐标北方向之间夹角。,当磁北方向或坐标北方向偏于真北方向东侧时，,和,为正；偏于西侧时，,和,为负。,第49页,3）正、反坐标方位角,直线1-2：点1是起点，点2是终点。,12,正,坐标方位角；,21,反,坐标方位角。,21,12,x,y,o,x,x,1,2,直线2-1：,所以一条直线正、反坐标方位角互差180,第50页,2、象限角,某直线象限角是由直线起点标准方向北端或南端起，沿顺时针或逆时针方向量至该直线,锐角,，用R表示。,直线,R与关系,O1,O2,O3,O4,（北）,（西）,y（东）,（南）,x,o,R,O1,R,O3,R,O2,R,O4,O1,O2,O3,O4,1,2,3,4,O1,=R,O1,O2,=180R,O2,O3,=180 R,O3,O,4=360R,O4,第51页,三、坐标方位角推算,12,已知，经过连测求得12边与23边连接角为,2,（右角）、23边与34边连接角为,3,（左角），现推算,23,、,34,。,1,2,3,4,x,x,x,23,34,12,2,3,前进方向,第52页,1,2,3,4,x,x,23,12,2,21,前进方向,x,34,3,32,由图中分析可知：,第53页,推算坐标方位角通用公式：,注意：,计算中，若,前360,，减360；,若,前,360,（41720360）,=,5720,45,=,34,180,4,0,（10360）,=,350,=,10050,=46180,12510,=10050180,13630,=,10,=5720180,24720,返回,前进方向,第55页,