確定兩個點的相對位置關系，除要測量這兩點間的相關距離外，還需測定這兩點所構成的直線的方向。該方向的方向值的測定必須要以某個選定的標準方向為參照。測定直線方向值的過程即是方向測量。

地面點標志

在測量工作開始之前，需要在待測定的點上需要設立標志，然后再進行觀測。這些地面點標志可分為臨時性和性兩類。

1、臨時性標志

對于精度要求不高，也不需要長期保存的點，視測量現場情況，可以用長約20~30cm，粗3~6cm的木樁打入地中，樁頂釘一小釘作為該點位的標志。為了 便于觀測時照準，在臨時性點上要設立。如圖2-1上設立的是花桿，長2m或3m，其直徑3～4cm，桿上涂以20cm間隔的紅白漆，以便在遠處清晰可 見。

2、性標志

需長期保存，精度要求高的點，應用石樁或水泥樁埋設。樁頂應刻有十字作為點的標志。其上一般應設有木制或鋼制占標（見圖2-2）。

圖2-1 臨時性標志

圖2-2 性標志

表示直線方向的方法

1、標準方向

在測量過程中一般采用真北方向、磁北方向或坐標北向為標準方向（見圖2-3）

圖2-3 三北方向及方位角關系

（1）真北方向（正北方向）

真北方向既真子午線北向，又稱正北方向，為過地球上一點指向地球地理北極的方向。由于北極星在天空中的位置變化極其微小，故而，在測量時，通常以指向北極星的方向為真北方向。

（2）磁北方向（磁子午線方向）

磁北方向既磁子午線北向，為過地球上一點指向地球磁北極的方向，亦既磁針靜止時，磁北針所指方向。

（3）坐標北向

坐標北向系指我國采用的高斯平面直角坐標系縱軸X軸的正向。在施工測量中，也可采用施工坐標系的X軸正向作為坐標北向。

2、三北方向的關系

由于地球的磁北極與地理北極不一致，因此，在地球任意一點上的磁北方向與真北方向一般說來都不重合，兩者所夾角度稱磁偏角△。相對真北方向而言，磁北方向在真北方向東邊△為正，反之為負。

同時由于各種因素對地磁場的影響，所以各地的磁偏角也是不同的。其變化范圍常常有幾分至幾度不等，即使在同一天內的同一地方，也常常會有幾分的變化。我國 各地磁偏角除新疆、南疆的少數地區為東偏外，其它地區的磁偏角均為負值。在測量過程中，選用磁北方向作為標準方向就精度而言是不高的，只能作粗略依據，故 一般只在地質勘探工程及測區不大、精度要求不高的工程測量中采用。

高斯平面直角坐標系的坐標北向與真北方向的夾角為子午線收斂角。相對真北方向而言，坐標北向在真北方向東邊時子午線收斂角為正，在西邊時為負。

另外，通常將磁北方向與坐標北向的夾角稱磁坐偏角，磁北方向在坐標北向東邊磁坐偏角G為正，反之為負。

、、三者之間的關系式(見圖2-3)為

（2-1）

在同一幅地形圖中，有時同時注有三北方向及其關系，以供實際需要選用。

方位角

在測量過程中，地面上任一直線的方向是用方位角來表示的。

方位角系指自選定的標準方向的北端起順時針轉向選定直線的水平夾角。其大小在0~360°之間。如選定的標準方向為磁北方向，則該方位角為磁方位角，用表示；標準方向為正北方向，即為真方位角，表示；標準方向為坐標北向，則為坐標方位角用表示。

由圖2-3可知，、、三者之間的關系式為

（2-2）

如已知某地為西偏5°30′，為東偏2°，某直線AB的磁方位角為135°

則該直線的真方位角及坐標方位角分別為

135°+（－5°30′）=129°30′

129°30′－2°30=127°30′

圖2-4 正反方位角

對同一直線而言，按直線方向的不同所計算的方位角就有正反方位角之分。如圖2-4所示，有某直線段AB，設A為起點，B為終點，則直線方向是A→B，我們就把稱為正方位角，稱為反方位角，兩者相差180°（圖2-4中所示為坐標方位角）。由于方位角總是正值，因此正反方位角可用公式表示為

（2-3）

式中的值與的值有關，如果，式中為減號，否則為加。以保證的值域在內。

如圖2-5所示，當所測相鄰邊的水平夾角在前進方向ABC的左邊時，叫左轉角，以表示。根據可以推算出：

（2-4）

圖2-5 方位角計算

當所測相鄰邊的水平夾角在前進方向ABC的右邊時，叫右轉角，以表示。同樣根據可以推算出：

（2-5）

因此，可將其寫成通用公式為：

（2-6）

當然，在上述計算過程中，應保證計算得到的方位角為正值。

用羅盤測磁方位角

1、羅盤儀的構造

羅盤儀的種類很多，但其構造大同小異。我國常用的羅盤有八角羅盤和五四羅盤兩種。下面介紹地質工作中常用的八角羅盤。

八角羅盤由磁針、度盤和照準設備等主要配件組成（見圖2-6）。磁針中心裝有鑲有瑪瑙的凹圓形軸窩，以便支于度盤中心的鋼頂針上，并可靈敏地自由轉動。當磁針擺動靜止時，其北端即指向磁北方向；在停止使用時，可利用制動器把磁針托起，使其貼緊在玻璃蓋上固定之。

圖2-6 八角羅盤

由于磁針受磁極引力的影響較大，在北半球的國家里，磁針北端會向下傾斜，不便于測量。所以，一般都在磁針南端繞以銅絲，以使磁針受力平衡，位于水平狀態。

羅盤儀的刻度盤是銅或鋁制的圓盤，一般最小分劃值為1°或30′，按0°→360°逆時針方向刻劃，以便于直接讀取磁方位角。此外，在度盤上還附有改正螺絲，若轉動它，刻度盤就隨之而轉動，可以起到改正度盤讀數的作用。

照準設備為裝在0°→180°方向上的一對折疊式覘板，與裝在盒蓋上的反光鏡配合使用。

此外，底盤上還裝有圓水準器和傾斜指示器。水準器供安置度盤水平之用，羅盤盒的底面裝有操縱測斜指示器的手柄，轉動手柄可使管水準器與測斜指示器同時轉動，供測傾斜角時使用。

羅盤儀的主要用途是測定精度要求不高的磁北方向、磁方位角和地面坡度的傾斜角。

2、磁方位角的測定方法

圖2-7 目標高于水平視線

圖2-8 目標低于水平視線

（1）觀測目標高于水平視線

從反光鏡中可以看到目標，此時把覘板豎直，兩手托住羅盤，緊靠觀測者腹部，將度盤零度方向對準目標，觀察反光鏡，保持身體不動，左右移動頭部使長覘板像的 中線與反光鏡中線重合，再轉動身體，直至長覘板和目標的像同時被反光鏡中線平分，并保持水準器的氣泡居中，即可按磁針北端讀取磁方位角，如圖2-7所示。

（2）觀測目標低于水平視線

測量時將羅盤零刻度線靠向自己，180°刻度線對準目標，并使水準器氣泡居中，從長覘板上的經過鏡子下方的透明橢圓孔的中線來照準。按磁針南端來讀取磁方位角。如圖2-8所示。

另外，直接測定各直線的真方位角，屬于天文測量的任務。

信息標題：方向與角度測量教程

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