【正文】 、鋼尺一般量距直線定線：在一條直線上，確定若干個中間點的工作稱為直線定線。目測定線：測釬、花桿定線；精確定線：經(jīng)緯儀定線。二、鋼尺精密量距鋼尺精密量距常采用懸空丈量：當采用鋼尺懸空量距時，需要加入比長、溫度、垂曲改正。即三項改正。（一）鋼尺尺長方程式：S t=S+ +（t－t0）S式中 S——鋼尺的名義長度； ——鋼尺的尺長改正數(shù)； S t——鋼尺量距時的長度； ——鋼尺線膨脹系數(shù)，105； t——量距時的空氣溫度； t0————鋼尺檢定時的空氣標準溫度；1．比長改正（尺長改正）整段尺長的尺長改正：△K=L0—LML0：整段尺實際長度；LM：整段尺真實長度某一邊L尺長改正：△L K =△K/ LML2．溫度改正某一邊L溫度改正：△L t =（t－t0）L3．垂曲改正整段尺長的垂曲改正：f某一邊L垂曲改正：△f = f L3/ LM3若某一邊傾角為δ，則某一邊L垂曲改正：△f /= △f cos2δ舉例說明：最后邊長應劃為平距：S= Lcosδ或傾斜改正為： （二）鋼尺懸空量距的準備工作鋼尺懸空量距時，應當將經(jīng)緯儀安置在測點上，并在目標點上做出觀測標志，觀測其垂直角δ并記錄。并在丈量前準備拉力計和空氣溫度計。丈量時將儀器制動，并安排前后拉尺手各一名，前后尺讀數(shù)員各一名，記錄員一名。放尺時應保持尺身不動，即零尺端不動，大尺端走。（三）鋼尺懸空量距的步驟及要求1．放尺完成后，應將拉力計連接在零尺端環(huán)上。2．由零尺端讀數(shù)員指揮撐尺、讀數(shù)、記錄。3．讀數(shù)口令由零尺端讀數(shù)員完成，其中令包括三句話，共六個字?！袄饋?！”，要求撐尺員穩(wěn)定并施加到標準拉力?！皽蕚洹?！”，零尺端讀數(shù)員盡快對準某厘米位的整刻度。大尺端讀數(shù)員則將尺身靠近標志，默讀標志數(shù)字（米、分米、厘米）等待讀數(shù)指令?！昂?！”，在聽到第三句口令的瞬間，讀數(shù)員應同時默讀出對準標志的三位讀數(shù)。4．由大尺端讀數(shù)員先報出二位數(shù)，并記錄，后報出大數(shù)即整米數(shù)。再記錄零尺端的讀數(shù)。如表4—2量距記錄計算表。5．當?shù)谝淮握闪坑涗浲瓿珊?，應按照上述方法連續(xù)丈量三次以上，當三次丈量的邊長（標志間長度）互差不超過3㎜時，即取三次丈量成果的平均值，做為最終丈量成果，否則應重新測量。4． 往返丈量相對誤差的計算與精度評定用式（4—8）。第三節(jié) 光電測距鋼尺量距是一項十分繁重、工作效率又很低的測量。尤其在地形復雜的條件下，鋼尺量距將更加困難，甚至無法進行。視距測量操作簡便，適用范圍廣，但測距短，精度低，使用受到限制。隨著光電技術的發(fā)展，出現(xiàn)了以紅外光和激光為載波的光電測距儀，及以無線電為載波的微波測距儀，這一新發(fā)展，使得測距工作在現(xiàn)代化的道路上向前跨了一大步。測距儀按測程分，遠程（25km以上）、中程（10～25km）和短程（10km以內）三類。遠程和中程測距儀，一般是微波或激光測距儀，它用于國家或城市大面積的控制測量。短程的紅外光電測距儀常用于地形測量和各種工程測量中。紅外光電測距儀一般以GaAs（砷化鎵）發(fā)光二級管作為光源。這是因為GaAs發(fā)光二級管具有注入電流小、亮度高、壽命長、耐震、體積小以及能連續(xù)發(fā)光等優(yōu)點，同時又具有當加入交變電壓后，光強將隨所加交變電壓而變化，因而便于實現(xiàn)直接調制光波的優(yōu)點。一般紅外光電測距儀都能自動顯示距離。有的紅外光電測距儀上還附有一套電子計算系統(tǒng)，還能自動顯示與記錄水平距離、高差和坐標增量等。一、電磁波測距原理 圖4—7 光電測距原理 圖47如圖4—7所示，欲測定地面A、B兩點距離S，將紅外光電測距儀主機架設在A點（主站），將反射棱鏡（又稱反光鏡）架在B點（鏡站）。由主機發(fā)出的光束，到達反射棱鏡后再返回主機。因光波在真空中的傳播速度每秒為299792458m177。，如能測定出光在AB間往返時間t，則可按下式計算出距離SS= （4—12）式中，光速c為一常數(shù)，故距離測量的精度取決于時間的精度。若要求測距精度達到177。1cm，1011s，這在目前還難以辦到。為此紅外光電測距儀不是直接去測量時間，而是把距離和時間的關系，轉化為距離與調制光波（調制波）相位移的關系，通過測定其相位移來間接測定時間t，從而確定其距離。二、電磁波測距的步驟及要求電磁波測距的主要步驟，包括垂直角觀測，氣象測量與改正測距及記錄、計算等。具體操作步驟如下：（一）在測點安置儀器，并丈量儀器高和棱鏡高（目標高），檢查無誤后開機。（二）測定空氣溫度和氣壓，并按下式加入氣象改正數(shù) mm式中 M——氣象改正數(shù)，mm； P——觀測時的氣壓值，mm Hg； t ——觀測時的溫度，176。C。目前，使用的測距儀，可以通過輸入氣溫、氣壓后，自動加入氣象改正數(shù)。（三）設置測距參數(shù)（四）松開制動瞄準目標，當聽到信號返回提示時，輕輕制動儀器，并用微動螺絲，調整儀器，精確瞄準目標。（五）輕輕按動測距按鈕，直到顯示測距成果并記錄。測距完成后，應當松開制動，并在關機后收裝儀器。三、電磁波測距時的注意事項：1．使用時主機要輕拿輕放，運輸時應將主機箱裝入防震木箱內，避免摔傷和跌落。2．測距時，應避免在同一條直線上有兩個以上反射體或其它明亮物體，以免測錯距離。3．避免在高壓線下作業(yè)。4．避免儀器直對太陽，在強陽光下作業(yè)時應打傘。5．光強不在“16～35”之間不要測距，以免降低精度或者出錯。6．避免電池過度放電，以免縮短電池壽命。7．到達測站后，應立刻打開氣壓計并放平，避免日曬。，待與周圍溫度一致后，才能讀數(shù)。8．在高差大的情況下，反光鏡必需準確瞄準主機，若瞄準偏差大，則會產生較大的測距誤差。第四節(jié) 直線定向一、直線定向的意義及標準方向線直線定向：確定一條直線與標準方向線的夾角關系稱為直線定向。標準方向線通常有真子午線、磁子午線和直角坐標縱線三種，統(tǒng)稱三北方向線。1．真子午線方向真子午線方向：通過地面上一點，指向地球北極方向稱為該點的真子午線方向，或稱真北方向，它是用天文方法測定的。如圖4—8所示，由于地球上各點的真子午線向南北極收斂，因此，地面上各點的真子午線方向彼此是不平行的。同一緯度上兩個點的真子午線方向夾的角值稱為子午線收斂角，以表示，在高斯投影中，除中央子午線為直線外，其他子午線投影后均為曲線，并向兩極會聚，而直角坐標格網(wǎng)線是彼此平行的直線 ，因此子午線收斂角實際上是子午線與坐標縱線之間的夾角，如圖4—9所示。凡坐標縱線偏在子午線以東者稱東偏，其角值為正；以西者稱為西偏，其角值為負。 圖4—8 子午線收斂角 圖4—9東偏與西偏2．磁子午線方向磁子午線方向：通過地面上一點指向地球北磁極方向稱為該點上的磁子午線方向，或稱磁北方向，它是用羅盤來測定的。如圖4—10所示，某點的磁子午線方向，是指在該點上的磁針自由靜止時的軸子午線方向。由于磁北極位于西經(jīng)110176。，北緯74176。；磁南極位于東經(jīng)114176。，南緯69176。，故磁極與地球兩極不重合，某點的磁子午線方向與真子午線方向之間的夾角稱為磁偏角,以δ表示。當磁子午線北端偏向真子午線以東者稱為東偏,角值δ為正；偏向真子午線以西者稱為西偏，角值δ為負，如圖4—11所示。例如南京某地磁偏角δ為－5176。15′，表示該地的磁子午線偏向真子午線以西5176。15′180。我國各地磁偏角的范圍在－10176?！?176。之間。 3．坐標縱線方向在高斯平面直角坐標系和獨立平面直角坐標系內，把坐標格網(wǎng)縱軸線稱為坐標縱線方向，或稱x軸方向。 圖4—10磁偏角 圖4—11磁偏角正負二、直線方向的表示方法表示直線的方向：方位角、象限角。1．方位角方位角：從標準方向線的北端起，順時針量至某一直線的夾角，稱為該直線的方位角，角值為0176?！?60176。如圖4—12所示，直線OA、OB、OC、OD的方位角分別為70176。21′、145176。30′、235176。40′、330176。12′。當標準方向為真子午線時，稱為真方位角；當標準方向為磁子午線時，稱為磁方位角；坐標方位角：從坐標縱軸的北端順時針量至某一直線的夾角，稱為該直線的坐標方位角，簡稱方位角。角值由0176?！?60，通常用= = 磁 + △如焦作某地磁偏角δ為－3176。 （4—15） 使用上式時，必須注意δ與γ值本身應取的符號。把△=δ－稱為坐標磁偏角。同一條直線上的正反方位角相差180176。，即正=反177。180176。 （4—16）3．象限角象限角：從標準方向的北端或南端起，順時針或逆時針至某一直線所夾的銳角，稱為該直線的象限角，角值均在0176?！?0之間，用符號R表示，北東70176。21′或NE70176。21′，也可以表示為N70176。21′E。象限角與坐標方位角的換算關系Ⅰ：=R Ⅱ：+R =1800Ⅲ：R =1800 Ⅳ：+R =3600 第五章 控制測量概述及坐標計算第一節(jié) 控制測量概述根據(jù)測量工作的基本原則，測繪地形圖或工程放樣，都必須先在整體范圍內進行控制測量，然后在控制測量的基礎上進行碎部測量或施工放樣。因此控制測量的目的就是為地形圖測繪和各種工程測量提供控制基礎和起算基準?？刂泣c：在地面上測定具有較高精度的平面坐標和高程的點位，稱為控制點?？刂茰y量：精確測定控制點的平面坐標和高程的工作稱為控制測量?？刂凭W(wǎng)：控制點所構成的幾何圖形稱為控制網(wǎng)。碎部測量：利用控制點測定地物地貌特征點位置的工作稱為碎部測量?？刂茰y量：平面控制測量和高程控制測量。平面控制測量的任務：在某地區(qū)或全國范圍內布設平面控制網(wǎng)，精密測定控制點的平面位置。高程控制測量的任務：在某地區(qū)或全國范圍內布設高程控制網(wǎng)，精密測定控制點的高程一、國家控制測量國家測繪部門按照逐級控制逐級加密的原則，在全國范圍內布設了一系列控制點，由這些控制點組成全國統(tǒng)一的控制網(wǎng)，用最精密的儀器和最嚴密的方法測定其坐標和高程構成骨架，而后，先急后緩，分期分區(qū)逐級布設低一級控制網(wǎng)。國家平面控制網(wǎng)建立的主要方法：三角測量、精密導線測量及GPS定位測量。三角測量是將相鄰控制點連接成三角形，組成網(wǎng)狀，稱平面三角控制網(wǎng)，三角形的頂點稱為三角點，如圖形5—1（）所示。在平面三角控制網(wǎng)中，量出一條邊的長度，測出各三角形的內角，然后用三角學中的正弦定理逐一推算出各三角形的邊長，再根據(jù)起始點的坐標和起始邊方位角以及各邊的邊長，推算出各控制點的平面坐標，這種測量方法稱為三角測量。精密導線測量是將一系列相鄰控制點連成折線，如圖形5—1（b）所示。采用精密儀器測角并用測距儀測距，然后根據(jù)已知坐標和坐標方位角精確地計算出各點的平面位置，這種測量稱為精密導線測量。精密導線已成為國家高級網(wǎng)的布設形式之一，因為它比三角測量方便、迅速、靈活。GPS定位是衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)的簡稱。GPS定位測量具有高精度、全天候、高效率、多功能、操作簡便的特點，可同時精確測定點的三維坐標（X，Y，H），與常規(guī)控制測量（三角測量、三邊測量、導線測量）相比，有許多優(yōu)點。目前，經(jīng)典的平面控制測量正逐漸被GPS定位測量所取代。 （） (b) 圖5—1 三角網(wǎng)與導線國家控制網(wǎng)根據(jù)它的精度不同，分為一、二、三、四等。一等三角網(wǎng)為條帶形的鎖狀，稱一等三角鎖，沿著經(jīng)緯線方向縱橫交叉地布滿全國，形成統(tǒng)一的骨干控制網(wǎng)。在一等鎖環(huán)內逐級布測二、三、四等三角網(wǎng)。一等三角網(wǎng)的精度最高，除作低等級的平面控制外，還為研究地球形狀和大小以及人造衛(wèi)星的發(fā)射等科研問題提供資料；二等三角網(wǎng)作為三、四等三角測量的基礎；三、四等三角網(wǎng)是測圖時加密控制點和其他工程測量之基礎。各點均埋設有標石，豎立覘標。這些控制點將長期保存，作為全國一切測量工作的基本依據(jù)。新中國成立后，我國的測繪工作者通過艱苦奮斗，按照中華人民共和國大地測量法式和規(guī)范，在全國布測了一、二等三角點和導線點約五萬個；根據(jù)地形測圖和工程測量的需要，在一、二等網(wǎng)內加密了數(shù)以萬計的三、四等三角點。在我國幅員遼闊的土地上，已經(jīng)形成了一個以三角網(wǎng)和精密導線網(wǎng)混合組成的高精度的平面控制體系。1982年我國測繪工作者采用了大型電子計算機計算全國大地控制網(wǎng)，將一百多萬個原始數(shù)據(jù)輸入計算機，解算了三十一萬個矛盾方程組，解出了十六萬個未知數(shù)，從而完成了五萬個三角點和導線點的大地平面坐標計算任務。其計算規(guī)模之大不僅在我國前所未有，在國際上也實屬罕見。這些控制測量成果在我國四個現(xiàn)代化的建設中，起著十分重要的作用。國家高程控制網(wǎng)是用水準測量方法建立的，所以又稱為國家水準網(wǎng)。國家水準網(wǎng)按控制次序和施測精度分為一、二、三、四等，其中一、二等構成全國高程控制的骨干，三、四等直接為測圖和工程提供高程控制點。一等水準網(wǎng)：沿地質構造穩(wěn)定、交通不太繁忙、地勢平緩的交通路線布設構成網(wǎng)狀，環(huán)線周長1000～2000㎞，視地形條件而定。二等水準網(wǎng)：是國家高程控制的全面基礎，在一等水準環(huán)內沿主要公路、鐵路及河流布設，環(huán)線周長500～750㎞。三、四等水準網(wǎng)：在高等水準環(huán)內進一步加密。三等水準網(wǎng)布設成附合路線，并盡量交叉，環(huán)線長不超過300㎞，單獨的附合路線不超過200㎞。四等水準一般以附合路線形式布設在高等水