1、第五章：直線方向的測量第五章：直線方向的測量直線定向直線定向：確定直線的方向，：確定直線的方向，確定直線與確定直線與一基本方向的夾角一基本方向的夾角直線定向的直線定向的基本方向基本方向：1 真子午線方向真子午線方向：過地球上某點及地球的：過地球上某點及地球的北極和南極的半個大圓北極和南極的半個大圓2 磁子午線方向磁子午線方向：過地球上某點及地球的：過地球上某點及地球的磁北極和磁南極的半個大圓磁北極和磁南極的半個大圓3 坐標縱軸方向坐標縱軸方向：過坐標原點指向北方的：過坐標原點指向北方的直線直線5206263438,6371tantan 或kmRRSRBDBDS兩點真子午線方向間的夾角兩點真子午

2、線方向間的夾角1 ,真子午線方向：真子午線方向：在不同的點上，真子午線方向是不平行的在不同的點上，真子午線方向是不平行的2 ,磁子午線方向磁子午線方向 磁偏角磁偏角：同一點的磁子午：同一點的磁子午線方向與真子午線方向的線方向與真子午線方向的夾角稱為磁偏角，用夾角稱為磁偏角，用表表示。磁子午線北端在真子示。磁子午線北端在真子午線方向以東時為午線方向以東時為東偏東偏， 為為正正，在西偏時為，在西偏時為西偏西偏， 為為負負。我國磁偏角的變。我國磁偏角的變化約在化約在6（西北地區）（西北地區）到到10（東北地區）（東北地區）磁偏角磁偏角真子午線磁子午線北極在不同的點上，磁子午線方向是不平行的在不同的點

3、上，磁子午線方向是不平行的3 坐標縱軸方向坐標縱軸方向北/x東/yoIIIIIIIV在不同的點上，在不同的點上，坐標縱軸方向坐標縱軸方向是平行的是平行的oABDS+_子午線收斂角子午線收斂角確定直線方向的方法確定直線方向的方法方位角方位角: 基本方向基本方向的北端沿順時針方的北端沿順時針方向量到向量到直線直線的角度的角度（0360）基本方向基本方向確定直線方向的方法確定直線方向的方法(a)真方位角真方位角：真子午線方：真子午線方向的北端沿順時針方向向的北端沿順時針方向量到直線的角度量到直線的角度。(b)坐標方位角坐標方位角：坐標：坐標縱線方向的北端沿順縱線方向的北端沿順時針方向量到直線的時針方

4、向量到直線的角度。角度。(c)磁方位角磁方位角：真子午：真子午線方向的北端沿順時線方向的北端沿順時針方向量到直線的角針方向量到直線的角度。度。直線不同方位間的關系直線不同方位間的關系 真方位角與磁真方位角與磁方位角的關系方位角的關系 真方位角與坐真方位角與坐標方位角的關標方位角的關系系mababAAababaA象限角象限角 直線直線與與基本方向基本方向構成的構成的銳角銳角（090）IV北東南西0IIIIII48北西68南東23南西41北東直線的正反方位角直線的正反方位角 直線的直線的正方位角正方位角與直線的與直線的反方位角反方位角： 一條直線有正反兩個方向，在一條直線有正反兩個方向，在起點起點

5、量量得的直線方向為直線的正方向，相應得的直線方向為直線的正方向，相應的方位角為的方位角為正方位角正方位角；反之，在；反之，在 在終點量得的直線方向為直線的反方在終點量得的直線方向為直線的反方向，相應的方位角為反方位角向，相應的方位角為反方位角。直線的正反方位角的關系直線的正反方位角的關系同一直線正反真方位角的關系同一直線正反真方位角的關系同一直線正反坐標方位角的關系同一直線正反坐標方位角的關系180abba180AAabba向方線午子真向方軸縱標坐真子午線方向坐標縱軸方向RababAabAbabaRbaab用羅盤儀測量直線的磁方向用羅盤儀測量直線的磁方向 羅盤儀的構造：由望遠鏡，磁羅盤儀的構造

6、：由望遠鏡，磁針和度盤三部分組成。針和度盤三部分組成。 望遠鏡望遠鏡：望遠鏡是照準設備，：望遠鏡是照準設備，它連接在支架它連接在支架1上，支架與度上，支架與度盤盒盤盒3相連，可隨度盤一起轉相連，可隨度盤一起轉動。動。 磁針：磁針：磁針磁針2支撐在度盤中心支撐在度盤中心的頂針上，可以自由轉動，禁的頂針上，可以自由轉動，禁止時指向磁子午線方向。自動止時指向磁子午線方向。自動螺旋螺旋4可將磁針托起，保護磁可將磁針托起，保護磁針和頂針。磁針的南端有一平針和頂針。磁針的南端有一平衡物，以消除南北磁場差的影衡物，以消除南北磁場差的影響。響。用羅盤儀測量直線的磁方向用羅盤儀測量直線的磁方向1 度盤度盤：度盤

7、隨望遠鏡一起轉動，度盤：度盤隨望遠鏡一起轉動，度盤最小刻劃為最小刻劃為1或或1/2。其注記方式有兩。其注記方式有兩種：種：0起按逆時針增加至起按逆時針增加至360，稱為，稱為“方位羅盤方位羅盤”；零一種把一周分為；零一種把一周分為4個個象限，象限，0處注有處注有“南南”和和“北北”，90注有注有“東東”和和“西西”，可直接讀出磁，可直接讀出磁象限角，稱為象限角，稱為“象限羅盤儀象限羅盤儀”。 安置儀器安置儀器：將羅盤安置在直線的起點，：將羅盤安置在直線的起點，對中，整平后，照準直線的另一端，對中，整平后，照準直線的另一端，然后放下磁針，當磁針靜止后，即可然后放下磁針，當磁針靜止后，即可進行讀數

8、。進行讀數。用羅盤儀測量直線的磁方向用羅盤儀測量直線的磁方向3 讀數讀數：對于方位羅盤，當物鏡靠近：對于方位羅盤，當物鏡靠近0時，用北時，用北端直接讀出磁方位角；反之，用磁針南端讀數。端直接讀出磁方位角；反之，用磁針南端讀數。示例示例：如圖，過：如圖，過a點的真子午線方向為坐標點的真子午線方向為坐標縱軸方向，在圖上畫出縱軸方向，在圖上畫出ab,bc,ca三直線的真三直線的真方位角和坐標方位角，并列出各邊真方位角方位角和坐標方位角，并列出各邊真方位角與坐標方位角的關系與坐標方位角的關系bac北用陀螺經緯儀測量直線的真方位角 陀螺儀是由陀螺和經緯儀組合而成的一種定向用儀器。 陀螺儀有兩個重要特性：

9、 定軸性定軸性：在無外力作用下，陀螺軸的方向保持不變。 進動性進動性：陀螺軸受外力作用時，陀螺軸將按一定的規律產生進動。陀螺經緯儀的構造1 陀螺經緯儀由以下幾部分組成：（）靈敏部：陀螺儀的核心部分是陀螺馬達1，安裝在陀螺房2中，通過懸掛柱3由懸掛帶4掛在儀器頂部，有兩根導流絲5和懸掛帶4及旁路結構為馬達供電，懸掛柱上裝有反光鏡6。陀螺經緯儀的構造2（二）光學觀測系統：與支架固連的光標線7，經過反光棱鏡和反光鏡反射后，通過透鏡成像在分化板8上。在目鏡內可見到圖522的影像。陀螺經緯儀的構造3（三）鎖緊和限幅裝置：用于固定靈敏部和限制它的擺動。轉動儀器的外部手輪，通過凸輪9帶動鎖緊裝置10升降，使

10、靈敏部被托起（鎖緊)或放下（擺動）陀螺北方向的測定1 （一)準備工作：在測線的一端，對中整平，用羅盤儀使望遠鏡近似指北，觀測目鏡與望遠鏡目鏡在同一側。打開電源箱，接好電纜，操作鈕旋到“照明”位置，檢查電池電壓，電表指針應在紅區，即可開始工作。陀螺北方向的測定2（二）粗定向：可用羅盤使視線大致指北。也可用陀螺儀按下列方法進行：操作鈕旋向“啟動”，指示燈亮。當馬達達到額定轉速，指示燈滅。稍后1分鐘即可慢慢放下靈敏部，在觀測目鏡中可看到光標像在擺動。旋轉照準部進行跟蹤，使光標保持與分化板零線重合。當光標出現短暫停留，表示也到達逆轉點，使光標與分化板零線重合，讀取經緯儀水平度盤讀數u1 。 當光標到達

11、另一逆轉點，讀水平度盤讀數u2 托起靈敏部，自動陀螺。 取平均，將照準部轉到平均直位置。精度3陀螺北方向的測定3(三）精確定向（逆轉點法） 啟動陀螺馬達，達到額定轉速慢慢放下，并限幅。 用微動螺旋跟蹤，使分化板零線緊跟光標。 到達逆轉點時，讀取水平度盤讀數陀螺北方向的測定4 連續跟蹤5個逆轉點 取5個點的平均值： 32145333422231131221221221NNNNuuuNuuuNuuuNT三 陀螺經緯儀的檢驗和校正1（一）靈敏部零位的檢驗和校正 懸帶零位：在馬達沒有啟動情況下放下靈敏部，靈敏部因受懸掛帶和導流絲的彈性作用下，也會產生擺動，其平衡位置稱懸帶零位。該零位應與分化板上“0”

12、線重合，否則存在零位偏差。零位檢驗方法：整平，不啟動馬達放下靈敏部，觀察光標擺動，當到達端點時，在分化板上讀取5次數，讀至0.1格，按下式計算零位偏差零位偏差應小于0.5格。精密定向前后應進行次項檢驗)343(121543210aaaaaa三 陀螺經緯儀的檢驗和校正2（二）儀器常數的測定測線的陀螺方位角計算：設測線的方向值為X,陀螺北的方向值為NT,則測線的陀螺方位角為AT=X-NT儀器常數測定：可在已知真方位角的直線上進行，測出該直線的陀螺方位角，則儀器常數為A-AT進行測量之前和之后應進行此測定，取平均值進行陀螺方位角改正.四 用陀螺經緯儀測量直線方位角的程序1 在直線起點安置經緯儀，對中

13、整平，盤左盤右一測回測量直線的方向值X12 安置陀螺經緯儀（或羅盤）粗定向3 測前零位檢驗4 逆轉點法精密定向，得陀螺北得方向值5 測后零位檢驗6 再盤左盤右一測回測量直線的方向值X2 X2 X1應小于20，最后取均值7 計算直線的陀螺方位角AT=X-NT8 計算直線的真位角A=AT+ 方位角測量一般應不少于3次221XXX五 記錄和計算1測線 觀測者 記錄者 日期儀器項目左方讀數中值右方讀數周期測線方向測前零位-8.436s測前測后8.8+0.3(-8.2)盤左184 42 .6盤左184 42 .5(+8.7)+0.35-8.0盤右 42.5盤右 42.5+8.6+0.25(-8.1)平均184 42 .55平均184 42 .5-(8.2)平均值 184 42.52平均+0.30五 記錄和計算2項目左方讀數中值右方讀數周期測線方向逆轉點讀數358 36.78m45s測線方位角計算(358 38.0)359 59 .50121.0測線方向值