1、水利工程測量水利工程測量1直線定向直線定向The Line Direction距離丈量距離丈量The Distance Measurement 視距測量視距測量The Stadia第四章第四章 直線定向及距離測量直線定向及距離測量 水利工程測量水利工程測量24-1 4-1 鋼卷尺量距鋼卷尺量距一、距離丈量的工具一、距離丈量的工具 The Tool of Measurement 丈量距離的工具主要有鋼卷尺及皮尺，丈量距離的工具主要有鋼卷尺及皮尺， 其次還有花桿、測釬等輔助工具。其次還有花桿、測釬等輔助工具。（1）鋼卷尺，分端點(diǎn)尺和刻劃尺兩種，如圖）鋼卷尺，分端點(diǎn)尺和刻劃尺兩種，如圖4-9所示。所

2、示。有有15m、20m、30m、50m等等。（2）皮尺，精度稍低，伸縮性較大，使用時不宜浸于水中。）皮尺，精度稍低，伸縮性較大，使用時不宜浸于水中。水利工程測量水利工程測量3（三）、輔助工具三）、輔助工具 花桿是用來標(biāo)定點(diǎn)位及方向，測釬是用來標(biāo)定尺子端點(diǎn)的位置及計(jì)算丈量過的整尺段數(shù)。水利工程測量水利工程測量4二、丈量距離的一般方法二、丈量距離的一般方法 The Common Methods of Distant Measurement 距離丈量可分為平坦地面的距離丈量和斜坡地面距離丈量可分為平坦地面的距離丈量和斜坡地面的距離丈量。的距離丈量。 （一）平坦地面的距離丈量（一）平坦地面的距離丈量

3、方法如下圖所示：方法如下圖所示：水利工程測量水利工程測量5計(jì)算：計(jì)算：AB兩點(diǎn)間的距離公式兩點(diǎn)間的距離公式 D=nl+q 式中：式中： n整尺段數(shù)整尺段數(shù) L 尺子長度尺子長度 q不足一整尺的余長不足一整尺的余長相對誤差：較差與往返丈量長度的平均值之比。相對誤差：較差與往返丈量長度的平均值之比。用用K 表示。表示。 21返往平平返往DDDMDDDDDK水利工程測量水利工程測量6（二）傾斜地面的距離丈量法（二）傾斜地面的距離丈量法1、 平量法：平量法： L=l1+l2+ln2、 斜量法：斜量法： D=Lcos 水利工程測量水利工程測量7三、丈量距離的精密方法三、丈量距離的精密方法The Prec

4、ision Method of Distant Measurement（一）（一）定線定線 按基線兩端點(diǎn)的固定樁用經(jīng)緯儀定線。按基線兩端點(diǎn)的固定樁用經(jīng)緯儀定線。（二）（二）測定樁頂間高差測定樁頂間高差 用水準(zhǔn)儀測定各段樁頂間的高差，用水準(zhǔn)儀測定各段樁頂間的高差，以計(jì)算傾斜改正。以計(jì)算傾斜改正。（三）（三）量距量距 用檢定過的鋼卷尺丈量相鄰木樁之間的距用檢定過的鋼卷尺丈量相鄰木樁之間的距離。記錄每尺段的溫度，往返丈量。離。記錄每尺段的溫度，往返丈量。htlllll0l水利工程測量水利工程測量（四）成果整理（四）成果整理包括：包括： 尺長改正尺長改正溫度改正溫度改正 此處的此處的 指鋼尺的實(shí)際長度

5、指鋼尺的實(shí)際長度 傾斜改正傾斜改正最后得改正后尺段的水平長度為最后得改正后尺段的水平長度為 lll0)(0ttlltlhlh228測量時的鋼尺溫度檢定時的標(biāo)準(zhǔn)溫度鋼尺的溫度線膨脹系數(shù)即尺長改正數(shù)名義長度的差數(shù)際長度與在標(biāo)準(zhǔn)溫度下，鋼尺實(shí)鋼尺的名義長度ttllttllllt00000,水利工程測量水利工程測量9四、鋼尺的檢定與尺長方程式四、鋼尺的檢定與尺長方程式The Verification of Steel Ruler and the Ruler Length Equation 鋼尺長度方程式鋼尺長度方程式1）尺長誤差）尺長誤差 系統(tǒng)系統(tǒng)2）溫度的影響）溫度的影響 部分系統(tǒng)，部分偶然部分系統(tǒng)

6、，部分偶然3）傾斜變化的影響）傾斜變化的影響 系統(tǒng)系統(tǒng)4）拉力的誤差）拉力的誤差 偶然偶然5）鋼尺不水平的誤差）鋼尺不水平的誤差 系統(tǒng)系統(tǒng)6）定線誤差）定線誤差 系統(tǒng)系統(tǒng)7）讀數(shù)誤差）讀數(shù)誤差 偶然偶然水利工程測量水利工程測量10五、距離丈量的誤差及其消減方法五、距離丈量的誤差及其消減方法The Error of Distant Measurement and the Decrease Methods水利工程測量水利工程測量114-24-2 視距測量視距測量 4-2 The Stadia一、視距測量原理一、視距測量原理 The Principle the Stadia 視距測量是利用經(jīng)緯儀望遠(yuǎn)

7、鏡內(nèi)的視距測量是利用經(jīng)緯儀望遠(yuǎn)鏡內(nèi)的視距裝置視距裝置配合配合視距尺，根據(jù)幾何光學(xué)和三角測量原理，同時測定距視距尺，根據(jù)幾何光學(xué)和三角測量原理，同時測定距離和高差的方法。離和高差的方法。 此種方法精度較低，相對誤差僅有（此種方法精度較低，相對誤差僅有（1/200-1/300），優(yōu)點(diǎn)是簡便而速度又較快。），優(yōu)點(diǎn)是簡便而速度又較快。水利工程測量水利工程測量12（一）、視線水平時的距離與高差公式（一）、視線水平時的距離與高差公式DdfvlpiABplfdflpfD距離公式距離公式水利工程測量水利工程測量13 在視線水平時，計(jì)算兩點(diǎn)間的水平距離在視線水平時，計(jì)算兩點(diǎn)間的水平距離公式為：公式為： D= k

8、 l 令：令：cfkpf,D=Kl+C則：則：k視距乘常數(shù)視距乘常數(shù)c視距加常數(shù)視距加常數(shù)常用的內(nèi)對光望遠(yuǎn)鏡的視距常數(shù)在設(shè)計(jì)時使常用的內(nèi)對光望遠(yuǎn)鏡的視距常數(shù)在設(shè)計(jì)時使k=100， c0水利工程測量水利工程測量14（二）、視線傾斜時的距離與高差公式（二）、視線傾斜時的距離與高差公式水利工程測量水利工程測量15如視線無阻擋時，可使如視線無阻擋時，可使 i = S，公式可簡化為：，公式可簡化為：2coscoslKDDSitgDh傾斜距離：傾斜距離：coslklkD所以所以A、B的水平距離：的水平距離：由此可得由此可得A、B兩點(diǎn)高差為：兩點(diǎn)高差為：tgDh水利工程測量水利工程測量16二、視距測量的方法

9、二、視距測量的方法 The Methods of the Stadia1、在測站點(diǎn)安置儀器、在測站點(diǎn)安置儀器,量取儀器高量取儀器高 i 。(測站點(diǎn)至儀測站點(diǎn)至儀器橫軸的高度器橫軸的高度,量至厘米量至厘米)。2、盤左位置瞄準(zhǔn)視距尺，讀取水準(zhǔn)尺的下絲、上、盤左位置瞄準(zhǔn)視距尺，讀取水準(zhǔn)尺的下絲、上絲及中絲讀數(shù)。絲及中絲讀數(shù)。3、使豎盤水準(zhǔn)管氣泡居中，讀取豎盤讀數(shù)，然后、使豎盤水準(zhǔn)管氣泡居中，讀取豎盤讀數(shù)，然后 計(jì)算豎直角。計(jì)算豎直角。4、計(jì)算水平距離。、計(jì)算水平距離。5、計(jì)算高差和高程。、計(jì)算高差和高程。水利工程測量水利工程測量171、視距尺分劃誤差、視距尺分劃誤差2、乘常數(shù)、乘常數(shù)K不準(zhǔn)確的誤差不

10、準(zhǔn)確的誤差3、豎直角測角誤差、豎直角測角誤差4、視距絲讀數(shù)誤差、視距絲讀數(shù)誤差5、視距尺傾斜對視距測量影響、視距尺傾斜對視距測量影響6、外界氣象條件對視距測量影響、外界氣象條件對視距測量影響三、視距測量誤差分析三、視距測量誤差分析 The Error of the Stadia 水利工程測量水利工程測量184-3 4-3 直線定向直線定向 4-3The Line Direction確定一直線的方向，即確定直線與標(biāo)準(zhǔn)方確定一直線的方向，即確定直線與標(biāo)準(zhǔn)方向之間的角度關(guān)系。向之間的角度關(guān)系。一、標(biāo)準(zhǔn)方向一、標(biāo)準(zhǔn)方向 The Standard Distant 1、真子午線方向、真子午線方向真子午線是

11、過地面某點(diǎn)真子午面與地球表面交線的方向。真子午線是過地面某點(diǎn)真子午面與地球表面交線的方向。真子午線方向是通過地面上某點(diǎn)并指向地球南北極的方向。指真子午線方向是通過地面上某點(diǎn)并指向地球南北極的方向。指向北極的稱真北方向，指向南極的稱真南方向。可用天文測量向北極的稱真北方向，指向南極的稱真南方向?？捎锰煳臏y量的方法測定。的方法測定。2、磁子午線方向、磁子午線方向當(dāng)磁針靜止時指針?biāo)傅姆较驗(yàn)榇抛游缇€方向。當(dāng)磁針靜止時指針?biāo)傅姆较驗(yàn)榇抛游缇€方向。指向北方指向北方的稱磁北方向，拽向南方的稱磁南方向。可用羅盤儀測定。的稱磁北方向，拽向南方的稱磁南方向?？捎昧_盤儀測定。3、坐標(biāo)縱軸方向、坐標(biāo)縱軸方向 坐標(biāo)

12、縱軸北端所指方向?yàn)樽鴺?biāo)北方向。坐標(biāo)縱軸北端所指方向?yàn)樽鴺?biāo)北方向。水利工程測量水利工程測量19磁偏角是指真子午線方向與磁子午線方向的夾角。東磁偏角是指真子午線方向與磁子午線方向的夾角。東偏是指磁針北端所指方向偏于真子午線以東。規(guī)定為偏是指磁針北端所指方向偏于真子午線以東。規(guī)定為正。西偏則相反。正。西偏則相反。子午線收斂角是指地面上兩點(diǎn)子午線方向間的子午線收斂角是指地面上兩點(diǎn)子午線方向間的 夾角。夾角。常用方位角和象限角來表示直線方向。常用方位角和象限角來表示直線方向。從直線起點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)方向北端起，順時針方向量到直從直線起點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)方向北端起，順時針方向量到直線的水平夾角。線的水平夾角。 角值范圍是角

13、值范圍是0360。 由標(biāo)準(zhǔn)方向的不同，方位角有：真方位角（由標(biāo)準(zhǔn)方向的不同，方位角有：真方位角（A）、磁方位角）、磁方位角（Am）、坐標(biāo)方位角（）、坐標(biāo)方位角（）。）。真子午線0真 北 方 向縱坐標(biāo)軸0軸 (坐 標(biāo) 北 )磁 北 方 向0磁子午線水利工程測量水利工程測量20從直線起點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)方向北端或南端起，順時針從直線起點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)方向北端或南端起，順時針方向或方向或逆時針逆時針量到直線的銳角，用量到直線的銳角，用R表示。角值范圍是表示。角值范圍是090。（見下表）（見下表）直線直線方向象限象限角與坐標(biāo)方向角的關(guān)系O1北東=RO2南東=180 RO3南西 =180+RO4北西=360R水利工程測量水利工程測量21 式中： 磁偏角，即真北方向與磁北方向的夾角； 子午線收斂角，即真北方向與坐標(biāo)北方向的夾角。 一直線的正、反坐標(biāo)方位角互差180， 即： 注：當(dāng)計(jì)算結(jié)果大于360，則應(yīng)減360。水利工程測量水利工程測量22mmAAAA1802112例：設(shè)已測得各直線的坐標(biāo)方位角分別為 372525、1733730、2261820、3344855，試分別求出它們的象限角和反坐標(biāo)方位角。 解： R1= 372525 1反= 372525+180= 2172525 R2=180 1733730=7 2230 2反= 1733730+180= 2533730 R3=