西南交大工程测量第5章直线定向.pptVIP

第五章 直线定向 土木工程专业 任自珍 电话: 电邮: renzizhen@126.com 同一直线正反真方位角的关系: 同一直线正反坐标方位角的关系: 同一直线正反象限角的关系: 方位角推算例题 罗盘仪的构造：由望远镜，磁针和度盘三部分组成。 望远镜：连接在支架上，可随度盘一起转动。 磁针：磁针支撑在度盘中心顶针上，可自由转动，静止时指向磁子午线方向。 度盘：注记方式有两种： 0o起按逆时针增加至360o，称“方位罗盘”； 把一周分为4个象限，0o处注有“南”和“北”，90o注有“东”和“西”，可直接读出磁象限角，称“象限罗盘仪”。 测量方法：将罗盘安置在直线的起点，对中、整平，照准直线另一端，然后放下磁针，当磁针静止后，即可进行读数。 陀螺仪：由陀螺和经纬仪组合而成的一种定向用仪器。 陀螺：一个悬挂着的能作高速旋转的转子。 特性： 当转子高速旋转时，陀螺仪有两个重要特性： 定轴性：在无外力作用下，陀螺轴的方向保持不变。 进动性：陀螺轴受外力作用时，陀螺轴将按一定的规律产生进动。 定向原理 当陀螺仪的陀螺高速旋转，其转轴不在地面真子午线的铅垂面时，陀螺转轴在地球自转的力矩作用下产生进动，向真子午线和地球自转轴所在的铅垂面靠近，于是陀螺的转轴就可以自动指示出真北方向。 陀螺轴在测站的真北方向两侧作有规律的往复转动，结合经纬仪，跟踪光标的东西逆转点，取其平均值，得出测站的真北方向。 应用 陀螺经纬适用于地下工程中。 * 1、直线定向 2、方位角推算法 3、罗盘仪测磁方位角 4、陀螺经纬仪测真方位角 主要内容 直线定向内容： 1）确定一共同的基本方向； 2）确定直线与基本方向之间的关系。 §5-1 直线定向 A B B’ X Y 直线定向：确定直线的方向。 直线的方向也是确定地面点位置的基本要素之一。 （1）真子午线方向 真子午线是指过地球上某点及地球的北极和南极的半个大圆 通过地面某点的真子午线的切线方向，称为该点的真子午线方向。 真子午线方向可用天文测量方法或陀螺经纬仪测定。 基本方向 真子午线向两极收敛而会集于两极 经度不同的点上，真子午线不平行 子午线收敛角 N S A点 真子午线 真子午线方向 §5-1 直线定向 子午线收敛角：两点真子午线方向间的夹角。即A、B两点真子午线方向与地轴延线相交于D，它们之间的夹角γ。 γ随纬度的增大而增大，并与两点间的距离成正比。 当A、B不在同一纬度时，可取平均纬度代替，两点的横坐标差代替距离。 §5-1 直线定向 基本方向 （2）磁子午线方向 过地球某点与地球南北磁极的半个大圆称为磁子午线。 在地面上某点磁针静止时其针端所指的方向，称为该点的磁子午线方向。 磁子午线方向可用罗盘测定。 地球两极与地磁两极不一致：北磁极：西经100北纬76.1°；南磁极东经139.4°南纬65。8°。 磁偏角 §5-1 直线定向 基本方向 磁偏角：同一点的磁子午线方向与真子午线方向的夹角。用符号δ表示，磁子午线方向北端在真子午线方向以东时为东偏，δ定为“+”，在西时为西偏，δ定为“－”。磁偏角随时间、地点不同而异，我国+6°~-10° §5-1 直线定向 基本方向 磁子午线不宜做精确定向的基本方向，但方法简便，可在独立小区域测量中使用。（磁极位置变化，磁针受局部吸引） §5-1 直线定向 基本方向 （3）坐标纵轴方向 不同点的真子午线方向或磁子午线方向都互不平行，计算很不方便。 采用中央子午线方向为坐标纵轴方向，并以此作为基本方向，各点的基本方向都平行，计算十分方便。 §5-1 直线定向 基本方向 （3）坐标纵轴方向 在中央子午线位置，真子午线方向和坐标纵轴方向重合； 在其他位置，真子午线方向和坐标纵轴方向有一夹角，即收敛角γ 。 §5-1 直线定向 当坐标纵轴方向的北端偏向真子午线方向以东时，γ定为“+”，偏向西时γ定为“－”。 基本方向 （1）方位角 由基本方向的指北端起，按顺时针方向量到直线的水平角为该直线的方位角(Azimuth)，用A表示。所以方位角的定义域为 [0°~360°] 。 确定直线与基本方向之间的角度关系。 §5-1 直线定向 确定直线方向的方法 （真方位角A、磁方位角Am、坐标方位角α） γ：子午线收敛角 δ：磁偏角 AEF:真子午线方位角 AmEF:磁子午线方位角 αEF:坐标方位角 几种方位角的关系 §5-1 直线定向 （2）象限角 直线与基本方向构成的锐角称为直线的象限角[0~90]。 R=A R=180o- A R=360o - A R=A - 180o §5-1 直线定向 正、反方位角（象限角）： 一条直线有正反两个方向。 在起点量得的直线方向为直线的正方向