第04章距離測量與直線定向?qū)W習(xí)教案

1、會計學(xué)1第第04章距離章距離(jl)測量與直線定向測量與直線定向第一頁，共51頁。n2) 其它輔助工具n測釬(measuring rod)n標(biāo)桿(measuring bar)n垂球(plumb bob)n精密量距時還需要n彈簧秤n溫度計n尺夾。n測釬用于標(biāo)定尺段，標(biāo)桿用于直線定線，垂球用于在不平坦地面丈量時將鋼尺的端點垂直投影到地面，彈簧秤用于對鋼尺施加規(guī)定(gudng)的拉力，溫度計用于測定鋼尺量距時的溫度，以便對鋼尺丈量的距離施加溫度改正，尺夾用于安裝在鋼尺末端，以方便持尺員穩(wěn)定鋼尺。第1頁/共50頁第二頁，共51頁。n1) 目測定線n目測定線適用于鋼尺量距的一般方法。n設(shè)A、B兩點互相通

2、視，要在A、B兩點的直線上標(biāo)出分段點1、2點。n先在A、B點上豎立標(biāo)桿，甲站在A點標(biāo)桿后約一米處，指揮乙左右移動標(biāo)桿，直到甲從在A點沿標(biāo)桿的同一側(cè)看到A、2、B三支標(biāo)桿成一條線為止。n同法可以定出直線上的其他(qt)點。兩點間定線，一般應(yīng)由遠到近，即先定1點，再定2點。n定線時，乙所持標(biāo)桿應(yīng)豎直，利用食指和姆指夾住標(biāo)桿的上部，稍微提起，利用重心使標(biāo)桿自然豎直。此外，為了不擋住甲的視線，乙應(yīng)持標(biāo)桿站立在直線方向的左側(cè)或右側(cè)。 第2頁/共50頁第三頁，共51頁。n2) 經(jīng)緯儀定線n經(jīng)緯儀定線適用于鋼尺量距的精密方法。n設(shè)A、B兩點互相通視，將經(jīng)緯儀安置在A點，用望遠鏡縱絲瞄準B點，制動照準部，望遠

3、鏡上下轉(zhuǎn)動，指揮在兩點間某一點上的助手，左右移動標(biāo)桿，直至標(biāo)桿像為縱絲所平分(pngfn)。n為減小照準誤差，精密定線時，可以用直徑更細的測釬或垂球線代替標(biāo)桿。n(3) 鋼尺量距的一般方法n1) 平坦地面的距離丈量n丈量工作一般由兩人進行。n清除待量直線上的障礙物后，在直線兩端點A、B豎立標(biāo)桿，后尺手持鋼尺的零端位于A點，前尺手持鋼尺的末端和一組測釬沿AB方向前進，行至一個尺段處停下。第3頁/共50頁第四頁，共51頁。n后尺手用手勢指揮前尺手將鋼尺拉在AB直線上，n后尺手將鋼尺的零點對準A點，當(dāng)兩人同時把鋼尺拉緊后，前尺手在鋼尺末端的整尺段長分劃處豎直插下一根測釬(如果在水泥地面上丈量插不下(

4、b xi)測釬時，也可以用粉筆在地面上劃線做記號)得到1點，即量完一個尺段。n前、后尺手抬尺前進，當(dāng)后尺手到達插測釬或劃記號處時停住，再重復(fù)上述操作，量完第二尺段。n后尺手拔起地上的測釬，依次前進，直到量完AB直線的最后一段為止。n最后一段距離一般不會剛好是整尺段的長度，稱為余長。丈量余長時，前尺手在鋼尺上讀取余長值，則最后A、B兩點間的水平距離為 第4頁/共50頁第五頁，共51頁。n2) 傾斜地面的距離丈量傾斜地面的距離丈量n 平量法平量法n沿傾斜地面丈量距離，當(dāng)?shù)貏萜鸱淮髸r，可將鋼尺拉平丈量。沿傾斜地面丈量距離，當(dāng)?shù)貏萜鸱淮髸r，可將鋼尺拉平丈量。n丈量由丈量由A點向點向B點進行，甲立于

5、點進行，甲立于A點，指揮乙將尺拉在點，指揮乙將尺拉在AB方向線上。方向線上。n甲將尺的零端對準甲將尺的零端對準A點，乙將鋼尺抬高，并且目估使鋼尺水平，然后用垂球尖將尺段的末端點，乙將鋼尺抬高，并且目估使鋼尺水平，然后用垂球尖將尺段的末端(m dun)投影到地面上，插上測釬。投影到地面上，插上測釬。n若地面傾斜較大，將鋼尺抬平有困難時，可將一個尺段分成幾個小段來平量，如圖中的若地面傾斜較大，將鋼尺抬平有困難時，可將一個尺段分成幾個小段來平量，如圖中的ij段。段。 第5頁/共50頁第六頁，共51頁。n(4) 鋼尺量距的精密方法鋼尺量距的精密方法n用一般方法量距，其相對誤差只能達到用一般方法量距，其

6、相對誤差只能達到1/10001/5000，當(dāng)要求量距的相對誤差更小，當(dāng)要求量距的相對誤差更小時，例如時，例如1/100001/40000，這就要求用精密方法進行丈量。，這就要求用精密方法進行丈量。n精密方法量距的主要工具為：鋼尺、彈簧秤、溫度計、尺夾等。其中鋼尺必須經(jīng)過精密方法量距的主要工具為：鋼尺、彈簧秤、溫度計、尺夾等。其中鋼尺必須經(jīng)過檢驗，并得到其檢定檢驗，并得到其檢定(jindng)的尺長方程式。的尺長方程式。n隨著電磁波測距儀的逐漸普及，現(xiàn)在，測量人員已經(jīng)很少使用鋼尺精密方法丈量距隨著電磁波測距儀的逐漸普及，現(xiàn)在，測量人員已經(jīng)很少使用鋼尺精密方法丈量距離，需要了解這方面內(nèi)容的讀者請參

7、考有關(guān)的書籍。離，需要了解這方面內(nèi)容的讀者請參考有關(guān)的書籍。n(5) 鋼尺量距的誤差分析及注意事項鋼尺量距的誤差分析及注意事項n1) 鋼尺量距的誤差分析鋼尺量距的誤差分析n鋼尺量距的主要誤差來源有下列幾種：鋼尺量距的主要誤差來源有下列幾種：n 尺長誤差尺長誤差n如果鋼尺的名義長度和實際長度不符，則產(chǎn)生尺長誤差。尺長誤差是積累的，丈量如果鋼尺的名義長度和實際長度不符，則產(chǎn)生尺長誤差。尺長誤差是積累的，丈量的距離越長，誤差越大。因此新購置的鋼尺必須經(jīng)過檢定的距離越長，誤差越大。因此新購置的鋼尺必須經(jīng)過檢定(jindng)，測出其尺長改，測出其尺長改正值。正值。n 溫度誤差溫度誤差n鋼尺的長度隨溫度

8、而變化，當(dāng)丈量時的溫度與鋼尺檢定鋼尺的長度隨溫度而變化，當(dāng)丈量時的溫度與鋼尺檢定(jindng)時的標(biāo)準溫度不一時的標(biāo)準溫度不一致時，將產(chǎn)生溫度誤差。按照鋼的膨脹系數(shù)計算，溫度每變化致時，將產(chǎn)生溫度誤差。按照鋼的膨脹系數(shù)計算，溫度每變化1，丈量距離為，丈量距離為30m時對距離影響為時對距離影響為0.4mm。n 鋼尺傾斜和垂曲誤差鋼尺傾斜和垂曲誤差n在高低不平的地面上采用鋼尺水平法量距時，鋼尺不水平或中間下垂而成曲線時，在高低不平的地面上采用鋼尺水平法量距時，鋼尺不水平或中間下垂而成曲線時，都會使量得的長度比實際要大。因此丈量時必須注意鋼尺水平，整尺段懸空時，中都會使量得的長度比實際要大。因此丈

9、量時必須注意鋼尺水平，整尺段懸空時，中間應(yīng)有人托住鋼尺，否則會產(chǎn)生不容忽視的垂曲誤差。間應(yīng)有人托住鋼尺，否則會產(chǎn)生不容忽視的垂曲誤差。第6頁/共50頁第七頁，共51頁。n 定線誤差(wch)n丈量時鋼尺沒有準確地放在所量距離的直線方向上，使所量距離不是直線而是一組折線，造成丈量結(jié)果偏大，這種誤差(wch)稱為定線誤差(wch)。丈量30m的距離，當(dāng)偏差為0.25m時，量距偏大1mm。n 拉力誤差(wch)n 鋼尺在丈量時所受拉力應(yīng)與檢定時的拉力相同。若拉力變化2.6kg，尺長將改變1mm。n 丈量誤差(wch)n丈量時在地面上標(biāo)志尺端點位置處插測釬不準，前、后尺手配合不佳，余長讀數(shù)不準等都會引

10、起丈量誤差(wch)，這種誤差(wch)對丈量結(jié)果的影響可正可負，大小不定。在丈量中要盡力做到對點準確，配合協(xié)調(diào)。 n2) 鋼尺的維護n 鋼尺易生銹，丈量結(jié)束后應(yīng)用軟布擦去尺上的泥和水，涂上機油以防生銹。n 鋼尺易折斷，如果鋼尺出現(xiàn)卷曲，切不可用力硬拉。n 丈量時，鋼尺末端的持尺員應(yīng)該用尺夾夾住鋼尺后手握緊尺夾加力，沒有尺夾時，可以用布或者紗手套包住鋼尺代替尺夾，切不可手握尺盤或尺架加力，以免將鋼尺拖出。n 在行人和車輛較多的地區(qū)量距時，中間要有專人保護，以防止鋼尺被車輛碾壓而折斷。n 不準將鋼尺沿地面拖拉，以免磨損尺面分劃。n 收卷鋼尺時，應(yīng)按順時針方向轉(zhuǎn)動鋼尺搖柄，切不可逆轉(zhuǎn)，以免折斷鋼尺

11、。 第7頁/共50頁第八頁，共51頁。n4.2 視距測量視距測量(stadia measurement)n視距測量是一種間接測距方法視距測量是一種間接測距方法;n它利用望遠鏡內(nèi)十字絲分劃板上的視距絲及刻有厘米分劃的視距標(biāo)尺它利用望遠鏡內(nèi)十字絲分劃板上的視距絲及刻有厘米分劃的視距標(biāo)尺(地形塔尺或普通水準尺地形塔尺或普通水準尺)，根據(jù)光學(xué)原理可以同時測定兩點間的水平，根據(jù)光學(xué)原理可以同時測定兩點間的水平距離和高差距離和高差(o ch)；n其中測量距離的相對誤差約為其中測量距離的相對誤差約為1/300，低于鋼尺量距；，低于鋼尺量距；n測定高差測定高差(o ch)的精度低于水準測量和三角高程測量；的精

12、度低于水準測量和三角高程測量；n視距測量廣泛用于地形測量的碎部測量中。視距測量廣泛用于地形測量的碎部測量中。n(1) 視準軸水平時的視距計算公式視準軸水平時的視距計算公式n如圖如圖4-9所示，所示，AB為待測距離，在為待測距離，在A點安置經(jīng)緯儀，點安置經(jīng)緯儀，B點豎立視距尺點豎立視距尺，設(shè)望遠鏡視線水平，瞄準，設(shè)望遠鏡視線水平，瞄準B點的視距尺，此時視線與視距尺垂直。點的視距尺，此時視線與視距尺垂直。 第8頁/共50頁第九頁，共51頁。第9頁/共50頁第十頁，共51頁。第10頁/共50頁第十一頁，共51頁。第11頁/共50頁第十二頁，共51頁。第12頁/共50頁第十三頁，共51頁。第13頁/共

13、50頁第十四頁，共51頁。n4.3 電磁波測距電磁波測距(electro-magnetic distance measuring，簡稱，簡稱EDM)n電磁波測距是用電磁波電磁波測距是用電磁波(光波或微波光波或微波)作為載波，傳輸測距信號，以測量兩點間距離的一種方法。作為載波，傳輸測距信號，以測量兩點間距離的一種方法。nEDM具有測程長、精度高、作業(yè)快、工作強度低、幾乎不受地形限制等優(yōu)點。具有測程長、精度高、作業(yè)快、工作強度低、幾乎不受地形限制等優(yōu)點。n4.3.1 電磁波測距技術(shù)發(fā)展簡介電磁波測距技術(shù)發(fā)展簡介n1948年，瑞典年，瑞典AGA(阿嘎阿嘎)公司公司(現(xiàn)更名為現(xiàn)更名為Geotronic

14、s(捷創(chuàng)力捷創(chuàng)力)公司公司)研制成功了世界上第一臺電磁研制成功了世界上第一臺電磁波測距儀，波測距儀，n它采用白熾燈發(fā)射的光波作載波，應(yīng)用了大量的電子管元件，儀器相當(dāng)笨重且功耗大。它采用白熾燈發(fā)射的光波作載波，應(yīng)用了大量的電子管元件，儀器相當(dāng)笨重且功耗大。n為避開白天太陽光對測距信號的干擾，只能在夜間作業(yè)，測距操作和計算都比較復(fù)雜。為避開白天太陽光對測距信號的干擾，只能在夜間作業(yè)，測距操作和計算都比較復(fù)雜。n1960年世界上成功研制出了第一臺紅寶石激光器和第一臺氦年世界上成功研制出了第一臺紅寶石激光器和第一臺氦-氖激光器，氖激光器，1962年砷化鎵半導(dǎo)體年砷化鎵半導(dǎo)體激光器研制成功。激光器研制成

15、功。n與白熾燈比較，激光器的優(yōu)點是發(fā)散與白熾燈比較，激光器的優(yōu)點是發(fā)散(fsn)角小、大氣穿透力強、傳輸?shù)木嚯x遠、不受白天太角小、大氣穿透力強、傳輸?shù)木嚯x遠、不受白天太陽光干擾、基本上可以全天侯作業(yè)。陽光干擾、基本上可以全天侯作業(yè)。n1967年年AGA公司推出了世界上第一臺商品化的激光測距儀公司推出了世界上第一臺商品化的激光測距儀AGA-8。n該儀器采用該儀器采用5mw的氦的氦-氖激光器作發(fā)光元件，白天測程為氖激光器作發(fā)光元件，白天測程為40km，夜間測程達，夜間測程達60km，測距精度，測距精度(5mm+1ppm)，主機重量，主機重量23kg。n我國的武漢地震大隊也于我國的武漢地震大隊也于1

16、969年研制成功了年研制成功了JCY-1型激光測距儀，型激光測距儀，1974年又研制并生產(chǎn)了年又研制并生產(chǎn)了JCY-2型激光測距儀。該儀器采用型激光測距儀。該儀器采用2.5mw的氦的氦-氖激光器作發(fā)光元件，白天測程為氖激光器作發(fā)光元件，白天測程為20km，測距精度，測距精度(5mm+1ppm)，主機重量，主機重量16.3kg。第14頁/共50頁第十五頁，共51頁。n隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，從60年代末70年代初起，采用砷化鎵發(fā)光二極管作發(fā)光元件的紅外測距儀逐漸在世界上流行起來。n與激光測距儀比較，紅外測距儀有體積小、重量輕、功耗小、測距快、自動化程度高等優(yōu)點。n由于紅外光的發(fā)散角比激光大，所以紅

17、外測距儀的測程一般小于15km。n現(xiàn)在的紅外測距儀已經(jīng)和電子經(jīng)緯儀及計算機軟硬件制造在一起，形成了全站儀，并向著自動化、智能化和利用藍牙技術(shù)實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的無線傳輸方向飛速發(fā)展。n電磁波測距儀按其所采用的載波可分為：n用微波段的無線電波作為載波的微波測距儀(microwave EDM instrument)；n用激光作為載波的激光測距儀(laser EDM instrument)；n用紅外光作為載波的紅外測距儀(infrared EDM instrument)，n后兩者又統(tǒng)稱為光電測距儀。n微波和激光測距儀多屬于長程測距，測程可達60km，一般用于大地測量，n而紅外測距儀屬于中、短程測距儀(測程

18、為15km以下)，一般用于小地區(qū)(dq)控制測量、地形測量、地籍測量和工程測量等。n本節(jié)主要介紹光電測距儀的基本原理和測距方法。 第15頁/共50頁第十六頁，共51頁。第16頁/共50頁第十七頁，共51頁。第17頁/共50頁第十八頁，共51頁。第18頁/共50頁第十九頁，共51頁。第19頁/共50頁第二十頁，共51頁。第20頁/共50頁第二十一頁，共51頁。第21頁/共50頁第二十二頁，共51頁。第22頁/共50頁第二十三頁，共51頁。第23頁/共50頁第二十四頁，共51頁。n4.3.3 紅外測距儀及其使用紅外測距儀及其使用(shyng)n紅外測距儀按其照準目標(biāo)的方式可以分成帶望遠鏡和不帶望遠

19、鏡的兩種。紅外測距儀按其照準目標(biāo)的方式可以分成帶望遠鏡和不帶望遠鏡的兩種。n圖圖4-15是南方測繪公司生產(chǎn)的是南方測繪公司生產(chǎn)的ND3000紅外相位式測距儀，紅外相位式測距儀，n它自帶望遠鏡，望遠鏡的視準軸、發(fā)射光軸和接收光軸同軸，它自帶望遠鏡，望遠鏡的視準軸、發(fā)射光軸和接收光軸同軸，n有垂直制動螺旋和微動螺旋，可以安裝在光學(xué)經(jīng)緯儀上或電子經(jīng)緯儀上。有垂直制動螺旋和微動螺旋，可以安裝在光學(xué)經(jīng)緯儀上或電子經(jīng)緯儀上。n測距時，測距儀瞄準棱鏡測距，經(jīng)緯儀瞄準棱鏡測量豎直角，測距時，測距儀瞄準棱鏡測距，經(jīng)緯儀瞄準棱鏡測量豎直角，n通過測距儀面板上的鍵盤，將經(jīng)緯儀測量出的天頂距輸入到測距儀中，通過測距儀

20、面板上的鍵盤，將經(jīng)緯儀測量出的天頂距輸入到測距儀中，n可以計算出水平距離和高差。可以計算出水平距離和高差。n圖圖4-16為與儀器配套的棱鏡對中桿與支架，它用于放樣測量非常方便。為與儀器配套的棱鏡對中桿與支架，它用于放樣測量非常方便。 第24頁/共50頁第二十五頁，共51頁。n圖4-17是徠卡公司生產(chǎn)的DI1000紅外相位式測距儀，n它不帶望遠鏡，發(fā)射光軸和接收光軸是分立的，n儀器通過專用連接裝置安裝到徠卡公司生產(chǎn)的光學(xué)經(jīng)緯儀或電子經(jīng)緯儀上。n測距時，當(dāng)經(jīng)緯儀的望遠鏡瞄準(mio zhn)棱鏡下的照準覘牌時，n測距儀的發(fā)射光軸就瞄準(mio zhn)了棱鏡，n使用儀器的附加鍵盤將經(jīng)緯儀測量出的天

21、頂距輸入到測距儀中，n即可計算出水平距離和高差。 第25頁/共50頁第二十六頁，共51頁。n(1) DI1000的主要技術(shù)指標(biāo)的主要技術(shù)指標(biāo)n1) 紅外光源波長：紅外光源波長：0.865mn2) 測尺長及對應(yīng)的調(diào)制頻率測尺長及對應(yīng)的調(diào)制頻率n 精測尺長精測尺長=20m，f=7.492700MHzn 粗測尺長粗測尺長=2000m， f= 74.92700kHzn3) 測程：測程：800m(單棱鏡單棱鏡)n 1600m(三棱鏡三棱鏡)n4) 標(biāo)稱精度：正常測距標(biāo)稱精度：正常測距(按圖按圖4-18的的“DIST”鍵鍵)為為 (5mm+5ppm)n 跟蹤跟蹤(gnzng)測距測距(按圖按圖4-18的的

22、“TRK”鍵鍵)為為 (10mm+5ppm)n5) 測量時間：正常測距測量時間：正常測距 4.5s10sn 跟蹤跟蹤(gnzng)測距測距 初始測距初始測距3s，以后每次測距，以后每次測距0.3sn6) 顯示：帶有燈光照明的顯示：帶有燈光照明的7位數(shù)字液晶顯示，最小顯示距離位數(shù)字液晶顯示，最小顯示距離1mmn7) 工作溫度范圍：工作溫度范圍：-20+50n 儲存溫度范圍：儲存溫度范圍：-40+70n8) 功率消耗：開機但不測距時功率消耗：開機但不測距時1W(0.09A/12V)n 測距或測試時測距或測試時2.4W(0.2A/12V)n9) 供電：鎳鎘供電：鎳鎘(NiCd)可充電電池，可充電電池

23、，12V直流電，在電池充滿電直流電，在電池充滿電(電池用完后必須連續(xù)充電池用完后必須連續(xù)充電電14個小時個小時)的情況下的情況下nGEB76迷你電池，容量迷你電池，容量0.5Ah，重，重0.4kg，可以連續(xù)測距，可以連續(xù)測距500次或者連續(xù)測距次或者連續(xù)測距8個小時個小時(假假設(shè)每分鐘測距一次設(shè)每分鐘測距一次)第26頁/共50頁第二十七頁，共51頁。第27頁/共50頁第二十八頁，共51頁。第28頁/共50頁第二十九頁，共51頁。第29頁/共50頁第三十頁，共51頁。第30頁/共50頁第三十一頁，共51頁。第31頁/共50頁第三十二頁，共51頁。第32頁/共50頁第三十三頁，共51頁。n(4)

24、測相誤差測相誤差n測相誤差包括自動數(shù)字測相系統(tǒng)的誤差，測相誤差包括自動數(shù)字測相系統(tǒng)的誤差，n測距信號在大氣傳輸中的信噪比誤差測距信號在大氣傳輸中的信噪比誤差n信噪比為接收到的測距信號強度與大氣中雜散光的強度之比信噪比為接收到的測距信號強度與大氣中雜散光的強度之比n前者決定于測距儀的性能與精度，后者與測距時的自然環(huán)境有關(guān)，前者決定于測距儀的性能與精度，后者與測距時的自然環(huán)境有關(guān)，n例如空氣的透明程度、干擾因素的多少、視線離地面及障礙物的遠近。例如空氣的透明程度、干擾因素的多少、視線離地面及障礙物的遠近。n(5) 儀器對中誤差儀器對中誤差n光電測距是測定測距儀中心至棱鏡中心的距離，光電測距是測定測

25、距儀中心至棱鏡中心的距離，n因此儀器對中誤差包括測距儀的對中誤差和棱鏡的對中誤差。因此儀器對中誤差包括測距儀的對中誤差和棱鏡的對中誤差。n用經(jīng)過校準的光學(xué)對中器對中，此項誤差一般不大于用經(jīng)過校準的光學(xué)對中器對中，此項誤差一般不大于2mm。n4.3.5光電測距儀使用注意事項光電測距儀使用注意事項n(1) 紅外測距儀是使用鎳鎘可充電電池紅外測距儀是使用鎳鎘可充電電池(dinch)作為供電電源，作為供電電源，n由于鎳鎘電池由于鎳鎘電池(dinch)具有記憶效應(yīng)，所以一定要確認電池具有記憶效應(yīng)，所以一定要確認電池(dinch)的電量已經(jīng)全部的電量已經(jīng)全部用完后用完后n才可以充電，否則電池才可以充電，否

26、則電池(dinch)的容量會逐漸減小而損壞電池的容量會逐漸減小而損壞電池(dinch)；n(2) 光電測距儀屬于精密貴重儀器，運輸、攜帶、裝卸、操作過程中光電測距儀屬于精密貴重儀器，運輸、攜帶、裝卸、操作過程中n都必須十分小心。運輸和攜帶中要防震、防潮，裝卸和操作中要注意連接牢固、都必須十分小心。運輸和攜帶中要防震、防潮，裝卸和操作中要注意連接牢固、n電源插接正確、嚴格按操作程序使用儀器，搬站時必須將儀器裝箱。電源插接正確、嚴格按操作程序使用儀器，搬站時必須將儀器裝箱。n(3) 有陽光的天氣必須撐傘保護儀器，在通電作業(yè)時，有陽光的天氣必須撐傘保護儀器，在通電作業(yè)時，n嚴防陽光及其它強光直射接收

27、物鏡，更不能將接收物鏡對準太陽，嚴防陽光及其它強光直射接收物鏡，更不能將接收物鏡對準太陽，n以免損壞接收鏡內(nèi)的光敏二極管。以免損壞接收鏡內(nèi)的光敏二極管。第33頁/共50頁第三十四頁，共51頁。n(4) 設(shè)置測站(c zhn)時要避免強電磁場的干擾，例如在變壓器、高壓線附近不宜設(shè)站。n(5) 氣象條件對光電測距有較大的影響。n不宜在陽光強烈、視線靠近地面或者高溫(35以上)的環(huán)境條件下觀測。n4.4 直線定向n確定地面直線與標(biāo)準方向間的水平夾角稱為直線定向(line orientation)。n(1) 標(biāo)準方向的分類n1) 真子午線方向(true meridian direction)n地表任一

28、點P與地球旋轉(zhuǎn)軸所組成的n平面與地球表面的交線稱為nP點的真子午線(true meridian)，n真子午線在P點的切線方向稱為nP點的真子午線方向。n可以應(yīng)用天文測量(astrometry)方法n或者陀螺經(jīng)緯儀(gyro theodolite)n來測定地表任一點的真子午線方向。第34頁/共50頁第三十五頁，共51頁。n2) 磁子午線方向(magnetic meridian direction)n地表任一點與地球磁場南北極連線所組成的平面(pngmin)與地球表面交線稱為點的磁子午線(magnetic meridian)，磁子午線在點的切線方向稱為點的磁子午線方向?？梢詰?yīng)用羅盤儀(compas

29、s)來測定，在點安置羅盤，磁針自由靜止時其軸線所指的方向即為點的磁子午線方向。n3) 坐標(biāo)縱軸方向(ordinates axis direction)n過地表任一點且與其所在的高斯平面(pngmin)直角坐標(biāo)系或者假定坐標(biāo)系的坐標(biāo)縱軸平行的直線稱為點的坐標(biāo)縱軸方向。 第35頁/共50頁第三十六頁，共51頁。第36頁/共50頁第三十七頁，共51頁。第37頁/共50頁第三十八頁，共51頁。n(4) 用羅盤儀測定磁方位角用羅盤儀測定磁方位角n1) 羅盤儀的構(gòu)造羅盤儀的構(gòu)造n羅盤儀羅盤儀(compass)是測量直線磁方位是測量直線磁方位角的儀器，如圖角的儀器，如圖4-23所示。所示。n該儀器構(gòu)造簡單，

30、使用方便，但精度該儀器構(gòu)造簡單，使用方便，但精度不高，外界不高，外界(wiji)環(huán)境對儀器的影環(huán)境對儀器的影響較大，如鋼鐵建筑和高壓電線都會響較大，如鋼鐵建筑和高壓電線都會影響其精度。影響其精度。n當(dāng)測區(qū)內(nèi)沒有國家控制點可用，需要當(dāng)測區(qū)內(nèi)沒有國家控制點可用，需要在小范圍內(nèi)建立假定坐標(biāo)系的平面控在小范圍內(nèi)建立假定坐標(biāo)系的平面控制網(wǎng)時，可用羅盤儀測量磁方位角，制網(wǎng)時，可用羅盤儀測量磁方位角，作為該控制網(wǎng)起始邊的坐標(biāo)方位角。作為該控制網(wǎng)起始邊的坐標(biāo)方位角。n羅盤儀的主要部件有磁針、刻度盤、羅盤儀的主要部件有磁針、刻度盤、望遠鏡和基座。望遠鏡和基座。n 磁針：磁針用人造磁鐵制成，磁磁針：磁針用人造磁鐵

31、制成，磁針在度盤中心的頂針尖上可自由轉(zhuǎn)動針在度盤中心的頂針尖上可自由轉(zhuǎn)動。為了減輕頂針尖的磨損，在不用時。為了減輕頂針尖的磨損，在不用時，可用位于底部的固定螺旋升高杠桿，可用位于底部的固定螺旋升高杠桿，將磁針固定在玻璃蓋上。，將磁針固定在玻璃蓋上。第38頁/共50頁第三十九頁，共51頁。n 刻度盤：用鋼或鋁制成的圓環(huán)，隨望遠鏡一起轉(zhuǎn)動，每隔10有一注記，按逆時針方向從0注記到360，最小分劃為1或30?？潭缺P內(nèi)裝有一個圓水準器或者兩個相互垂直的管水準器，用手控制氣泡居中，使羅盤儀水平。n 望遠鏡：羅盤儀的望遠鏡與經(jīng)緯儀的望遠鏡結(jié)構(gòu)基本相似，也有物鏡對光、目鏡對光螺旋和十字絲分劃板等，其望遠鏡的

32、視準軸與刻度盤的0分劃線共面，如圖4-24所示。n 基座：采用(ciyng)球臼結(jié)構(gòu)，松開球臼接頭螺旋，可擺動刻度盤，使水準氣泡居中，度盤處于水平位置，然后擰緊接頭螺旋。 n 望遠鏡：羅盤儀的望遠鏡與經(jīng)緯儀的望遠鏡結(jié)構(gòu)基本相似，也有物鏡對光、目鏡對光螺旋和十字絲分劃板等，其望遠鏡的視準軸與刻度盤的0分劃線共面，如圖4-24所示。n 基座：采用(ciyng)球臼結(jié)構(gòu)，松開球臼接頭螺旋，可擺動刻度盤，使水準氣泡居中，度盤處于水平位置，然后擰緊接頭螺旋。 n2) 用羅盤儀測定直線磁方位角的方法n欲測直線AB的磁方位角，將羅盤儀安置在直線起點A，掛上垂球?qū)χ?，n松開球臼接頭螺旋，用手前、后、左、右轉(zhuǎn)動

33、刻度盤，使水準器氣泡居中，擰緊球臼接頭螺旋，n使儀器處于對中和整平狀態(tài)。松開磁針固定螺旋，讓它自由轉(zhuǎn)動，然后轉(zhuǎn)動羅盤，用望遠鏡照準B點標(biāo)志，待磁針靜止后，按磁針北端(一般為黑色一端)所指的度盤分劃值讀數(shù)，即為AB邊的磁方位角角值，如圖4-25所示。n使用時，要避開高壓電線和避免鐵質(zhì)物體接近羅盤，在測量結(jié)束后，要旋緊固定螺旋將磁針固定。第39頁/共50頁第四十頁，共51頁。第40頁/共50頁第四十一頁，共51頁。第41頁/共50頁第四十二頁，共51頁。第42頁/共50頁第四十三頁，共51頁。n(2) 陀螺經(jīng)緯儀的構(gòu)陀螺經(jīng)緯儀的構(gòu)造造n圖圖4-28是國產(chǎn)是國產(chǎn)JT15陀陀螺 經(jīng) 緯 儀螺 經(jīng) 緯

34、儀 ( g y r o theodolite)的結(jié)構(gòu)圖的結(jié)構(gòu)圖，n使用它測定地面任一使用它測定地面任一點的真子午線方向的點的真子午線方向的精度可以達到精度可以達到15。n陀螺經(jīng)緯儀由陀螺經(jīng)緯儀由DJ6經(jīng)經(jīng)緯儀和陀螺儀組成，緯儀和陀螺儀組成，陀螺儀安裝陀螺儀安裝(nzhung)在在DJ6經(jīng)經(jīng)緯儀上的連接支架上緯儀上的連接支架上。n陀螺儀由擺動系統(tǒng)、陀螺儀由擺動系統(tǒng)、觀察系統(tǒng)和鎖緊限幅觀察系統(tǒng)和鎖緊限幅機構(gòu)組成。機構(gòu)組成。 第43頁/共50頁第四十四頁，共51頁。n陀螺(tulu)儀由擺動系統(tǒng)、觀察系統(tǒng)和鎖緊限幅機構(gòu)組成。n1) 擺動系統(tǒng)n擺動系統(tǒng)包括懸吊帶16、導(dǎo)線15、轉(zhuǎn)子(馬達)10、轉(zhuǎn)子底

35、盤7等，它們是整個陀螺(tulu)儀的靈敏部件。轉(zhuǎn)子要求運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，重心要通過懸吊帶的對稱軸，可以通過轉(zhuǎn)子底盤上的六個螺釘進行調(diào)節(jié)。懸吊帶采用特種合金材料制成，斷面尺寸為0.560.03mm，拉斷力為2.4kg，實際荷重為0.78kg。n2) 觀測系統(tǒng)n觀測系統(tǒng)是用來觀察擺動系統(tǒng)的工作情況的。照明燈泡13將靈敏部件上的雙線光標(biāo)12照亮，通過成像透鏡組19使雙線光標(biāo)成像在分劃板18上，以便在觀察窗中觀察。n3) 鎖緊限幅機構(gòu)n鎖緊限幅機構(gòu)包括凸輪4、限幅盤5、轉(zhuǎn)子底盤7、鎖緊圈8，用凸輪4使限幅盤沿導(dǎo)向軸3向上滑動，使限幅盤5托起轉(zhuǎn)子的底盤靠在與支架連接的鎖緊圈8上。限幅盤上的三個泡沫塑料塊6在下

36、放轉(zhuǎn)子部分時，能起到緩沖和摩擦限幅的作用。n(3) 陀螺(tulu)經(jīng)緯儀的操作方法n陀螺(tulu)儀轉(zhuǎn)子的額定旋轉(zhuǎn)速度21500轉(zhuǎn)/分，可以形成很大的內(nèi)力矩，如果操作不正確，很容易毀壞儀器，因此，正確使用陀螺(tulu)儀非常重要。n在需要測定真子午線方向的點上安置好經(jīng)緯儀后，應(yīng)按下列步驟操作陀螺(tulu)經(jīng)緯儀：n1) 粗定向：將儀器附帶的羅盤儀安裝在支架上的定位盤20上，旋轉(zhuǎn)經(jīng)緯儀照準部，使視線方向指向近似的真子午線北方向(誤差12)，將經(jīng)緯儀的水平微動螺旋旋至行程的中間位置，制動照準部，取下羅盤儀。第44頁/共50頁第四十五頁，共51頁。n2) 安置陀螺儀：將陀螺儀安裝到支架(zhji)上的定位盤20上，旋緊固連螺環(huán)21，接好電源線，打開電源開關(guān)，啟動陀螺轉(zhuǎn)子，信號燈亮，當(dāng)其轉(zhuǎn)速達到額定轉(zhuǎn)速后(大約需要3分鐘)信號燈熄滅(有些儀器是信號燈顏色改變，具體參見儀器使用手冊)。緩慢旋松鎖緊機構(gòu)，將擺動系統(tǒng)平穩(wěn)放下，在陀螺儀的觀察窗中觀察陀螺的進動方向和速度，如果陀螺的進動速度很慢，就可以開始進行觀測。觀測方法有逆轉(zhuǎn)點法和中天法。n3) 觀