Fundamentals of Geomatics测测绘绘学学基基础础上一章主要内容上一章主要内容& 角度测量原理角度测量原理& 光学经纬仪光学经纬仪& 水平角及竖直角观测水平角及竖直角观测测量学课件测量学课件Fundamentals of Geomatics测测绘绘学学基基础础测测 绘绘 学学 基基 础础Fundamentals of Geomatics测测绘绘学学基基础础1 1、距离的概念、距离的概念q 距离是指两点之间的地面实际长度距离是指两点之间的地面实际长度q 不同高程的两点间的距离称为不同高程的两点间的距离称为斜距斜距( (slope distanceslope distance) )q 水平面上两点间的距离称为水平面上两点间的距离称为平距平距( (horizontal horizontal distance)distance)q 我国一般用我国一般用米米( (M M M M) )作距离的单位作距离的单位 第五章第五章 距离测量距离测量2 2、距离测量常用方法、距离测量常用方法u 钢尺量距钢尺量距(taping)(taping)u 视距测量视距测量(stadia measurement)(stadia measurement)u 电磁波测距电磁波测距(electromagnetic distance (electromagnetic distance measurement)measurement)Fundamentals of Geomatics测测绘绘学学基基础础测测 绘绘 学学 基基 础础Fundamentals of Geomatics测测绘绘学学基基础础测测 绘绘 学学 基基 础础 Fundamentals of Geomatics测测绘绘学学基基础础1 1、钢尺、钢尺( (steel tapesteel tape) )、皮尺、皮尺( (cloth tapecloth tape) )l毫米分划、厘米分划毫米分划、厘米分划l长度：长度：20m20m、30m30m、50m50ml分类：端点尺、刻线尺分类：端点尺、刻线尺l 尺架式尺架式l 尺盒式尺盒式一、量距的工具一、量距的工具Fundamentals of Geomatics测测绘绘学学基基础础零点10210cm10cm3零点10cm10cm10l 刻线尺刻线尺(engravedengraved line tape tape)(毫米刻划毫米刻划)l 端点尺端点尺(endpoint tape tape) (厘米刻划厘米刻划)一、量距的工具一、量距的工具Fundamentals of Geomatics测测绘绘学学基基础础2 2、辅助工具：、辅助工具：标杆、测钎、垂球、弹簧秤、温度计等标杆、测钎、垂球、弹簧秤、温度计等一、量距的工具一、量距的工具Fundamentals of Geomatics测测绘绘学学基基础础二、一般钢尺量距（厘米级）二、一般钢尺量距（厘米级）1 1、平坦地面的量距方法、平坦地面的量距方法 按按ABAB间目测定线标定的间目测定线标定的直线方向直线方向逐段量距，依次量出各逐段量距，依次量出各 整尺段，最后量出不足整尺段的余长。整尺段，最后量出不足整尺段的余长。30m30m30m30m30m 19.325m169.325mBAFundamentals of Geomatics测测绘绘学学基基础础ABDl1l2l3l4钢尺钢尺垂球垂球二、一般钢尺量距（厘米级）二、一般钢尺量距（厘米级）Fundamentals of Geomatics测测绘绘学学基基础础ABSD h二、一般钢尺量距（厘米级）二、一般钢尺量距（厘米级）Fundamentals of Geomatics测测绘绘学学基基础础3 3、一般钢尺量距精度要求、一般钢尺量距精度要求 量距精度通常用相对误差量距精度通常用相对误差K来衡量：来衡量：二二 、一般钢尺量距（厘米级）、一般钢尺量距（厘米级）Fundamentals of Geomatics测测绘绘学学基基础础三、钢尺检定三、钢尺检定 钢尺的实际长度钢尺的实际长度( (即钢尺两端点刻划间的标准长度即钢尺两端点刻划间的标准长度) )与其名与其名 义长度义长度( (即尺面标注长度即尺面标注长度) )不相等，量距时将产生误差累计。不相等，量距时将产生误差累计。1 1、尺长方程式、尺长方程式( (标准拉力下，尺的长度标准拉力下，尺的长度l 与温度与温度t 的关系的关系) )尺长改正数膨胀系数检定时温度(2020)1.2510-5/ 钢尺在温度t时的实际长度lLt0时时钢尺检定时的实际长度减去钢尺名义长度钢尺检定时的实际长度减去钢尺名义长度lt 钢尺使用时温度钢尺使用时温度Fundamentals of Geomatics测测绘绘学学基基础础2 2、钢尺检定方法、钢尺检定方法l 比长检定法：将标准钢尺和被检定钢尺并排放在平坦地面比长检定法：将标准钢尺和被检定钢尺并排放在平坦地面 上，尺的末端对齐，施以标准拉力，在零分划处读出两尺上，尺的末端对齐，施以标准拉力，在零分划处读出两尺 差数，差数， ，计算出被检定钢尺的尺长方程式。，计算出被检定钢尺的尺长方程式。00FF三、钢尺检定三、钢尺检定Fundamentals of Geomatics测测绘绘学学基基础础l基线检定法基线检定法 基线场：基线场： 平整的地面上相距平整的地面上相距120或或150m的两点埋设固定标志，用精的两点埋设固定标志，用精密测距方法测得其精确长度为标准长度。密测距方法测得其精确长度为标准长度。 步骤：步骤： 用待检定钢尺多次丈量基线长度，推算尺长改正数及尺用待检定钢尺多次丈量基线长度，推算尺长改正数及尺长方程：设基线场长度为长方程：设基线场长度为D，待检钢尺丈量结果为，待检钢尺丈量结果为D，钢尺，钢尺名义长度为名义长度为l0，则尺长改正数，则尺长改正数l为：为：三、钢尺检定三、钢尺检定Fundamentals of Geomatics测测绘绘学学基基础础四、精密钢尺量距（毫米级）四、精密钢尺量距（毫米级）精密钢尺量距相对误差精密钢尺量距相对误差K1/30001/30001 1、量距步骤、量距步骤1 1）定线与概量：）定线与概量： A A点安置经纬仪，瞄准点安置经纬仪，瞄准B B后，用木桩定出中间各点，概量出各后，用木桩定出中间各点，概量出各 点间距略小于一整尺长，桩顶划十字细线。点间距略小于一整尺长，桩顶划十字细线。AABB12345Fundamentals of Geomatics测测绘绘学学基基础础四、精密钢尺量距（毫米级）四、精密钢尺量距（毫米级）Fundamentals of Geomatics测测绘绘学学基基础础2 2、成果计算、成果计算（hAB，D ，l0，lt ）：尺长、温度及倾斜改正）：尺长、温度及倾斜改正 四、精密钢尺量距（毫米级）四、精密钢尺量距（毫米级）Fundamentals of Geomatics测测绘绘学学基基础础3 3、钢尺量距误差与注意事项、钢尺量距误差与注意事项(1) (1) 尺长误差：尺长误差：(2(2）温度误差）温度误差(3(3）拉力误差）拉力误差(4(4）钢尺垂曲误差）钢尺垂曲误差(5) (5) 钢尺倾斜误差钢尺倾斜误差(6) (6) 定线误差定线误差 四、精密钢尺量距（毫米级）四、精密钢尺量距（毫米级）Fundamentals of Geomatics测测绘绘学学基基础础1 1、视距测量原理：、视距测量原理：利用望远镜内的视距装置配合视距尺利用望远镜内的视距装置配合视距尺, ,根据根据 光学和三角几何学原理光学和三角几何学原理, ,同时测定距离和高差的方法同时测定距离和高差的方法 精度：精度：1/200-1/300 1/200-1/300 pp十字丝面十字丝面仪器中心仪器中心 fDAlBNMC视距丝间隔视距丝间隔视距夹角视距夹角5.2 5.2 视距测量视距测量Fundamentals of Geomatics测测绘绘学学基基础础2 2、水平视距测量水平视距测量 pp十字丝面十字丝面仪器中心仪器中心 fDAlBNMC5.2 5.2 视距测量视距测量Fundamentals of Geomatics测测绘绘学学基基础础DABabihlv仪器高仪器高中丝读数中丝读数5.2 5.2 视距测量视距测量Fundamentals of Geomatics测测绘绘学学基基础础3 3、倾斜视距测量原理、倾斜视距测量原理DBMQNOlae（= 3423）5.2 5.2 视距测量视距测量Fundamentals of Geomatics测测绘绘学学基基础础5.3 电磁波测距电磁波测距一、电磁波测距概述一、电磁波测距概述 1、基本原理、基本原理 通过测定电磁波在待测距离两端间往返一次的传通过测定电磁波在待测距离两端间往返一次的传播时间播时间t，利用电磁波在大气中的传播速度，利用电磁波在大气中的传播速度c，来计算，来计算两点间的距离。两点间的距离。 如图所示：如图所示：Fundamentals of Geomatics测测绘绘学学基基础础2、电磁波测距仪定义、电磁波测距仪定义以电磁波为载波传输测距信号的测距仪器统称为电磁波测距仪。以电磁波为载波传输测距信号的测距仪器统称为电磁波测距仪。3、按其所采用的载波不同分类、按其所采用的载波不同分类微波测距仪：采用微波段的无线电波作为载波。微波测距仪：采用微波段的无线电波作为载波。光电测距仪：光波作载波，又分为激光测距仪、红外测距仪。一般光电测距仪：光波作载波，又分为激光测距仪、红外测距仪。一般测绘工作中多用红外测距仪。测绘工作中多用红外测距仪。4、短程测距仪按精度分级、短程测距仪按精度分级测距标准差测距标准差级测距仪：级测距仪：级测距仪：级测距仪：测距仪级：测距仪级：一、电磁波测距概述一、电磁波测距概述Fundamentals of Geomatics测测绘绘学学基基础础二、测距成果的整理概述二、测距成果的整理概述 测量的距离应化算为测点间的水平距离才能被应用。测量的距离应化算为测点间的水平距离才能被应用。 仪器系统误差改正：加常数改正，乘常数改正、周期仪器系统误差改正：加常数改正，乘常数改正、周期误差改正；误差改正；大气折射率变化引起的改正；大气折射率变化引起的改正； 归算改正：倾斜改正、归算到参考椭球面上的改正、归算改正：倾斜改正、归算到参考椭球面上的改正、投影到高斯平面上的改正。投影到高斯平面上的改正。某些类型的测距仪，通过设置比例因子，在一定范围内某些类型的测距仪，通过设置比例因子，在一定范围内可自动进行一些改正及计算。可自动进行一些改正及计算。Fundamentals of Geomatics测测绘绘学学基基础础三、全站仪和自动全站仪三、全站仪和自动全站仪1、全站仪、全站仪 定义：定义：全站仪集电子经纬仪、光电测距仪和微处理器于一体的全全站仪集电子经纬仪、光电测距仪和微处理器于一体的全站型电子速测仪的简称。站型电子速测仪的简称。 基本功能：基本功能：在照准目标后，通过微处理器的控制，利用键盘的操在照准目标后，通过微处理器的控制，利用键盘的操作键，能完成测距、水平方向和天顶距地读数、观测数据显示、作键，能完成测距、水平方向和天顶距地读数、观测数据显示、存储、斜距化算成平距、计算出坐标和高程（要有已知数据）存储、斜距化算成平距、计算出坐标和高程（要有已知数据）Fundamentals of Geomatics测测绘绘学学基基础础数据记录与传输：数据记录与传输：全站仪观测数据的记录，通过电缆传给电全站仪观测数据的记录，通过电缆传给电脑，目前大多用这种形式。脑，目前大多用这种形式。全站仪程序功能：全站仪程序功能：测站定向和极坐标法测量或坐标点放样；测站定向和极坐标法测量或坐标点放样；支导线测量和计算；自由设站，计算测站点的坐标；对边测支导线测量和计算；自由设站，计算测站点的坐标；对边测量；悬高测量；面积测量及计算等量；悬高测量；面积测量及计算等坐标测量坐标测量三、全站仪和自动全站仪（续）三、全站仪和自动全站仪（续）Fundamentals of Geomatics测测绘绘学学基基础础三、全站仪和自动全站仪（续）三、全站仪和自动全站仪（续）2、自动全站仪（测量机器人）、自动全站仪（测量机器人）Fundamentals of Geomatics测测绘绘学学基基础础l本章学习重点：本章学习重点： 1 1、钢尺量距方程。、钢尺量距方程。 2 2、视距测量的应用。、视距测量的应用。 3 3、全站仪的功能、全站仪的功能总总 结结