经纬仪视距测量计算
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一、视距测量的概念视距测量是根据几何光学原理,利用仪器望远镜筒内的视距丝在标尺上截取读数,应用三角公式计算两点距离,可同时测定地面上两点间水平距离和高差的测量方法。
视距测量的优点是,操作方便、观测快捷,一般不受地形影响。
其缺点是,测量视距和高差的精度较低,测距相对误差约为1/200~1/300。
尽管视距测量的精度较低,但还是能满足测量地形图碎部点的要求,所以在测绘地形图时,常采用视距测量的方法测量距离和高差。
二、视距测量的计算公式(一)望远镜视线水平时测量平距和高差的计算公式如图4-7 所示,测地面两点的水平距离和高差,在点安置仪器,在点竖立视距尺,当望远镜视线水平时,水平视线与标尺垂直,中丝读数为,上下视距丝在视距尺上的位置读数之差称为视距间隔,用表示。
1、水平距离计算公式设仪器中心到物镜中心的距离为,物镜焦距为,物镜焦点到点的距离为,由图4-7可知两点间的水平距离为,根据图中相似三角形成比例的关系得两点间水平距离为:(4-7)式中:为视距乘常数,用表示,其值在设计中为100。
为视距加常数,仪器设计为0。
则视线水平时水平距离公式:(4-8)式中—视距乘常数其值等于100。
—视距间隔。
2、高差的计算公式:两点间的高差由仪器高和中丝读数求得,即:(4-9)式中:—仪器高,地面点至仪器横轴中心的高度。
(二)望远镜视线倾斜时测量平距和高差的公式在地面起伏比较大的地区进行视距测量时,需要望远镜倾斜才能照准视距标尺读取读数,此时视准轴不垂直于视距标尺,不能用式4-8计算距离和高差。
如图4-8所示,下面介绍视准轴倾斜时求水平距离和高差的计算公式。
视线倾斜时竖直角为,上下视距丝在视距标尺上所截的位置为,,视距间隔为,求算、两点间的水平距离。
首先将视距间隔换算成相当于视线垂直时的视距间隔之距离,按式4-8求出倾斜视线的距离′,其次利用倾斜视线的距离′和竖直角计算为水平距离。
因上下丝的夹角很小,则认为∠和∠为90°,设将视距尺旋转角,根据三角函数得视线倾斜时水平距离计算式为式(4-10),两点高差计算公式为式(4-11)。
第四章经纬仪及其使用教学目的:1.掌握角度测量的原理和方法;2.掌握光学经纬仪的构造和读盘读数方法;3.了解经纬仪的检验和校正方法;教学重点:1.经纬仪的对中、整平、读数;2.角度测量的原理、角度的数据计算;3.各种误差对测角的影响;教学难点:1.难点主要是经纬仪的检验和校正;2.经纬仪的读数;教学资料:园林测量教材、教学课件教学方法:讲授法、讲解法、实训操作讲授新课第一节光学经纬仪的构造经纬仪分为:光学经纬仪和电子经纬仪;光学经纬仪:是利用几何光学的放大、反射、折射等原理进行读盘读数;电子经纬仪:是利用物理光学、电子学和光电转换等原理显示读盘读数,是近代电子技术高度发展的产物之一;经纬仪精度:DJ1,DJ2,DJ6等级别,D—“大地测量”,J—“经纬仪”,1,2,6表示经纬仪一测回方向观测中误差的秒数;一、光学经纬的构造经纬仪包括:基座、照准部、水平度盘(一)、照准部部分:具有的构件:平盘水准管、光学对中器、支架、横轴、垂直度盘、望远镜、度盘读数镜;简述(二)、度盘部分:包括:垂直度盘和水平度盘;简述(三)、基座部分:基座上有三个脚螺旋,用来整平仪器,调平仪器的步骤:先根据基座上的圆水准器粗平,然后根据照准部上的平盘水准管精平,而且基座底板中心有连接螺旋孔;简述二、读盘读数装置及读数方法1、测微尺读数装置:参考P64页2、平行玻璃测微器读数装置:参考P页65三、经纬仪的使用一、经纬仪的安置:包括对中和整平1、对中:目的:是要把仪器的纵轴安置到测站得铅垂线上;分为:用垂球页;原理图:对中和用光学对中器对中;具体的步骤参见P662、整平:目的:是使经纬仪的纵轴铅垂,从而使水平度盘和横轴处于水平页;位置,垂直度盘位于铅垂面内;具体步骤见P66二、目标点上的照准标志及瞄准方法:进行角度测量时,地面的目标点必须设立照准标志,才能进行瞄准。
测角时的照准标志:包括测钎:适用于较近的目标;标杆:适用于较远的目标;架在三脚架上的占牌:远近均可;3、瞄准:用望远镜瞄准标志的方法和步骤:⑴目镜调焦:通过调焦使十字丝像最清晰;⑵瞄准目标:通过望远镜上的瞄准器(缺口和准星)来瞄准目标,并旋紧制动螺旋;⑶物镜调焦:使目标像清晰;⑷消除视差:左、右或上、下微移眼睛,观察目标与十字丝之间是否有相对移动;⑸精确瞄准:用水平微动螺旋,使十字丝纵丝对准目标;4、读数:读数前应调整反光镜的位置与开合角度,使读数显微镜视场内亮度适当,然后转动读数显微镜进行对光,使读数窗成像清晰,再读数。
轻松学会经纬仪对输电线路工程测量1 经纬仪概况经纬仪是架空线路基础工程主要测量仪器之一,可用来测量水平角度、竖直角度、距离和高程。
经纬仪的种类很多,它的结构也是多种多样的,一般常用的普通经纬仪有游标和光学两种。
目前,输配电线路工程测量中主要用RTK或全站仪测量,但还是部分施工单位采用经纬仪测量。
经纬仪测量大多采用光学经纬仪和电子经纬仪。
本次主要针对经纬仪测量进行详细阐述,若需学习其他测量方法的我们将在今后找机会再作介绍。
线路工程上常用的光学经纬仪有DJ1、DJ2、DJ6 等几种类型。
“D”、“J”分别为大地测量和经纬仪的汉语拼音第一个字母,数字“1”、“2”、“6”是表示仪器的精度等级,即该类仪器的一测回水平方向中的误差,以秒为单位来表示。
数字越小,仪器精度越高。
1.望远镜反光手轮2.读数显微镜3.照准部水准管4.照准部制动螺旋5.轴座固定螺旋6.望远镜制动螺旋7.光学瞄准器8.测微轮9.望远镜微动螺旋10.换像手轮11.照准部微动螺旋12.水平度盘变换手轮13.脚螺旋14.竖盘反光镜15.竖盘指标水准管观察镜16.竖盘指标水准管微动螺旋17.光学对中器目镜18.水平度盘反光镜2 经纬仪对中对中就是将经纬仪水平度盘的中心安置在测站点的铅垂线上。
方法步骤如下:1.测站点上安置经纬仪,目估大致对中;(记)2.旋转光学对点器的目镜,使分划板清晰;3.拉出或推进对中器的物镜管,使测站点的标志成像清晰;4.双手各提脚架一条腿前后、左右摆动眼观对中器寻找目标,使测站点标志的影像精确位于分划板小圆圈的中心。
3 经纬仪的整平整平的目的是使仪器的竖轴处于竖直位置,水平度盘处于水平位置,其操作步骤如下:1)使基面处于水平状态,(记)来回调节三角架的三条腿的长短,使基面圆水准器的气泡落在小圆圈内。
(粗平)注意:调节三脚架架腿时,要使用双手操作,避免因操作用力不当,大幅度地晃动仪器会出现损坏仪器的现象。
同时,要注意三脚架的三个腿要踩实。
实验四、经纬仪导线测量与导线坐标计算一、实验目的1.学会在地面上用经纬仪标定直线及用普通钢尺精密丈量距离方法。
2.学会导线外业的基本测量工作。
3.学会用罗盘仪测定直线的磁方位角。
二、实验计划1. 实验时数4学时。
2. 每实验小组由4到5人组成。
1人观测,1人记录,2人扶尺,依次轮流进行。
3. 每组在实验场地上选定4到5个导线点,组成闭合导线,进行量距、测角。
4. 用罗盘仪测定起始直线的磁方位角,进行导线坐标计算。
雅安地区磁偏角为西偏2度24分。
据此推算起始边方位角。
三、仪器与工具1. 由仪器室借领:电子经纬仪1台、50 m钢尺1把、测钎2根、水泥钉6个、钉锤1把、记录板1个、计算器一个,罗盘仪1台。
2. 自备:、铅笔、小刀、计算用纸、测角与测距记录纸。
四、实验方法与步骤1. 指导教师讲解本次实习的内容和方法。
2. 在实习场地上选定比较平坦、相距60 m ~ 80 m的边长的多边形,构成一闭合导线,打入小铁钉(或油漆绘标记)。
3. 进行直线定线。
欲精密丈量直线AB的距离,首先清除直线上的障碍物,然后安置经纬仪于A点上,瞄准B点,用经纬仪进行定线。
用钢尺进行概量,在视线上依次定出此钢尺一整尺略短的A1、12、23……等尺段。
在各尺段端点粉笔绘标记,4.丈量距离用检定过的钢尺丈量相邻两点之间的距离。
丈量组一般由5入组成,2人拉尺,2人读数,1人指挥兼记录。
丈量时,拉伸钢尺置于相邻两点,并使钢尺有刻划线一侧贴近标志。
拉平、拉紧、拉直。
两端的读尺员同时根据点位读取读数,估读到0.1mm记入手簿。
每尺段要移动钢尺位置丈量三次,三次测得的结果的较差视不同要求而定,一般不得超过5mm,否则要重量。
如在限差以内,则取三次结果的平均值,作为此尺段的往测观测成果。
本次实习不考虑三项改正问题,每个尺段相加即为总边长。
每个边应往返丈量。
在记录表中进行成果整理和精度计算。
直线丈量相对误差要小于1/2000。
如果丈量成果超限,要分析原因并进行重量,直至符合要求为止。
第四章 距离测量与直线定向确定地面点位必须知道两点之间的距离,两点之间的距离有斜距和水平距离。
测量上所说的距离通常指水平距离,即地面上两点的连线在水平面上的投影长度。
如图4-1所示。
为测求两点间的距离而进行的工作叫距离测量。
其方法因量距精度要求不同和地面起伏状况的不同有所区别。
常用的测距方法有:钢卷尺量距、视距测量、光电测距。
第一节 钢尺量距钢尺量距是用钢卷尺沿地面直接丈量两地面点间的距离。
钢尺量距简单,经济实惠,但工作量大,受地形条件限制,适合于平坦地区的距离测量。
一、量距工具主要量距工具为钢尺,还有测钎、垂球等辅助工具。
钢尺又称钢卷尺,由带状薄钢条制成。
如图4-2(a )所示为手柄式,图4-2(b )为盒式钢卷尺。
钢尺长度有20m ,30m ,50m 几种。
尺的最小刻画为1cm 、5mm 或1mm ,在分米和米的刻画处,分别注记数字。
按尺的零点位置可分为刻线尺和端点尺两种。
刻线尺是从尺上里端刻的一条横线作为零点,如图图4-2 钢尺量距工具(a ) (b )(c ) (d )图4-1 水平距离概念图4-3 钢尺分划0 刻线尺(b )4-3(a )所示。
端点尺是从尺的端点为零开始刻划,如图4-3(b )所示。
使用钢尺时必须注意钢尺的零点位置,以免发生错误。
测钎是用粗铁丝制成,如图4-2(c )所示。
长为30cm 或40cm ,上部弯一小圈,可套入环中,在小圈上系一醒目的红布条,在丈量时用它标定尺终端地面位置。
垂球是由金属制成的似圆锥形,上端系有细线,是对点的工具,如图4-2(d )。
二、尺长方程式由于钢尺制造误差、温度变化的影响,致使钢尺的名义长度(尺上注明的长度)不等于该尺的实际长度,用这样的钢尺量距,其结果含有一定误差。
因此在精密量距工作中必须对使用的钢尺进行检定,求出钢尺在标准拉力、温度条件下的实际长度,钢尺鉴定可送到国家计量机构去检定,经检定的钢尺,在鉴定书中给出钢尺的尺长方程式,即钢尺尺长与温度变化的函数关系式。
用经纬仪测量视距及高差、高度的原理步骤及方法和实例一、三脚架架设操作步骤及方法1、架设前,先把三脚架的三条腿拉出张开,三脚架的高度和测量者的下巴高度相等,然后钮紧。
2、对准被测物的方向,将三脚架有前支架支在标桩前向两脚处(约50cm),再把后两脚左右分开,使支架底盘中点能对准地面上的标桩,并尽量让三脚架的底座大概水平,然后将两脚支好。
3、三脚架架好后,打开经纬仪箱,左手抓住仪器支架,右手托住仪器底部,放在三脚架上,并使仪器架底座的方向与三脚架座的方向一致,旋上下面的旋钮。
(注意:未旋上旋钮前,左手不能松开仪器)1、经纬仪对中时,双手握住三脚架两面左右支架,前后左右移动,目光通过光学对中器(可以向外拉或旋转,来调节清楚)寻找中心桩,(可将脚放在中心桩处)进行对中。
(中心桩在前向前移动,中心桩在后向后移动,中心桩在左向右移动,中心桩在右向左移动。
)2、光学对中器对准中心桩后,将三个支架用脚轻踩一下。
三、经纬仪整平的操作步骤及方法12、粗整平:用微调整三角支架升降使仪器圆水准器的水泡调至居中;方法:可用精整平的方法,用长条水准管两次来调整圆水准器的水泡。
调整水平泡的技巧:如果水泡在水准器中心的左边,则三脚架螺旋逆时针转,如果在右边,则顺时针转。
法来调节。
3、精整平:精调调整仪器三脚螺旋旋钮,使横向水准管的水泡居中。
精调的方法:第一步,仪器支架与前面两个三脚螺旋旋钮调致平行后,用两手同时向内或向外慢慢旋转前面两个三脚螺旋旋钮,使水准管水泡调到中央;第二步,把仪器旋转90度。
使仪器支架与第三个三脚螺旋旋钮在一直线上,调整第三个三脚螺旋旋钮,向内或向外慢慢旋转,使水准管水泡调到中央,以上二步骤反复进行,直至横向水准管的水泡全部居中为止。
四、测量视距1、对中、整平以后,把望远镜对向被测目标,旋转目镜调焦手轮(靠近眼的黑旋钮),使十字线清晰。
2、把望远镜上的光学瞄准器准星大致对准被测点,转动望远镜上望远镜调焦手轮(远离眼的银色旋钮)使被测点使远处测量物最清晰,并在十字线附近。
第四章→第二节→视距测量一、视距测量的概念视距测量是根据几何光学原理,利用仪器望远镜筒内的视距丝在标尺上截取读数,应用三角公式计算两点距离,可同时测定地面上两点间水平距离和高差的测量方法。
视距测量的优点是,操作方便、观测快捷,一般不受地形影响。
其缺点是,测量视距和高差的精度较低,测距相对误差约为1/200~1/300。
尽管视距测量的精度较低,但还是能满足测量地形图碎部点的要求,所以在测绘地形图时,常采用视距测量的方法测量距离和高差。
二、视距测量的计算公式(一)望远镜视线水平时测量平距和高差的计算公式如图4-7 所示,测地面两点的水平距离和高差,在点安置仪器,在点竖立视距尺,当望远镜视线水平时,水平视线与标尺垂直,中丝读数为,上下视距丝在视距尺上的位置读数之差称为视距间隔,用表示。
1、水平距离计算公式设仪器中心到物镜中心的距离为,物镜焦距为,物镜焦点到点的距离为,由图4-7可知两点间的水平距离为,根据图中相似三角形成比例的关系得两点间水平距离为:(4-7)式中:为视距乘常数,用表示,其值在设计中为100。
为视距加常数,仪器设计为0。
则视线水平时水平距离公式:(4-8)式中—视距乘常数其值等于100。
—视距间隔。
2、高差的计算公式:两点间的高差由仪器高和中丝读数求得,即:(4-9)式中:—仪器高,地面点至仪器横轴中心的高度。
(二)望远镜视线倾斜时测量平距和高差的公式在地面起伏比较大的地区进行视距测量时,需要望远镜倾斜才能照准视距标尺读取读数,此时视准轴不垂直于视距标尺,不能用式4-8计算距离和高差。
如图4-8所示,下面介绍视准轴倾斜时求水平距离和高差的计算公式。
视线倾斜时竖直角为,上下视距丝在视距标尺上所截的位置为,,视距间隔为,求算、两点间的水平距离。
首先将视距间隔换算成相当于视线垂直时的视距间隔之距离,按式4-8求出倾斜视线的距离′,其次利用倾斜视线的距离′和竖直角计算为水平距离。
因上下丝的夹角很小,则认为∠和∠为90°,设将视距尺旋转角,根据三角函数得视线倾斜时水平距离计算式为式(4-10),两点高差计算公式为式(4-11)。