最新4-1距离测量与直线定向
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第四章距离测量和直线定线介绍
为了简化计算，在观测中可使中丝读数 v 等于仪器高 i或为比仪器高大或小的整米数， 如 i=1.430m, 可 使 中 丝 读 数 v=1.430m, 这 样 式 （4-11）中-v=0,则高差h=h´。
（二）视距测量的计算
视距测量计算可直接用普通函数计算器 按公式（4-10）和（4-11）计算出测站点至待 定点的水平距离、高差。也可用编程计算器 预先编制成程序进行计算。 D = D´cosα = k l cos2α (4-11) h = h´+ i – v = D tgα + i – v (4-12)
二、视距测量的观测与计算
（一）视距测量
1. 在测站点上安置经纬仪，量取仪器高i，记入手 簿。在另一个点上竖立标尺。 2. 盘左位置瞄准目标尺，读取下丝读数 a、上丝 读数b和中丝读数v。 3. 转动指标水准管微动螺旋，使竖盘指标水准管 气泡居中，读取竖盘读数并记入手簿。 4. 倒转望远镜，用盘右位置瞄准标尺，重复2、3 步骤的观测和记录。称为一个测回。若精度要 求较高，可以增加测回数；若精度要求较低， 一般只用盘左观测半个测回。
D = (D´2-h2)1/2
(4-1)
D ' α
D = D´cosα B h
(4-2)
A
D
图4-3 斜量法
§4-2
视距测量
视距测量属于光学测距中的定角测距，它是 利用望远镜内十字丝平面上的上丝和下丝配合视 距尺，根据几何光学和三角学原理，可以同时测 定两点间的水平距离和高差。 此法具有操作方便、速度快、不受地形起伏 限制。但普通视距精度较低，测距时的相对精度 约为1/200～1/300。因此，常用于低精度的测量工 作。
端点尺
刻线尺钢尺皮尺花杆 Nhomakorabea测钎
距离测量与直线定向—距离测量(工程测量)
一、量距工具钢卷尺 Leabharlann 轻便钢卷尺端点尺 刻线尺
端点尺使用比较方便，但量距精度较刻线尺低一些。
一、量距工具3 .标杆标杆又称花杆，多用木料或铝合金制成，直经约3cm、全长有2m、2.5m及3m等几种规格。间隔20cm涂以红、白相间的油漆。用于目测定线和在倾斜尺段上进行水平丈量时标定尺段点位之用。标杆一定要直，否则标定不准。4 .测钎 测钎用钢筋制成，一端卷成小圆环， 便干串在一起携带；一端磨成尖锥状便于插入土中准确定位。直径3～6mm，长度30～40cm，用油漆涂成红、白相间的色段。 测钎既可作为定线的标志，又是指示尺段端点位置和查记测段数的工具。
三、距离丈量（一）平坦地面上的丈量方法丈量步骤如下： ⑶然后，后尺手持测钎与前尺手一起抬尺前进，依次丈量第二、第三、……第n个整尺段，到最后不足一整尺段时，后尺手以尺的零点对准测钎，前尺手用钢尺对准B点并读数q，则AB两点之间的水平距离为：D=n·l+q n——整尺段数(即后尺手手中的测钎数)；
项目四距离测量和直线定向
距离测量是测量的基本工作之一。确定直线长度的工作称为距离测量。 距离是指地面上两点之间的直线长度，水平面两点之间的距离是水平距离（简称平距），不同高度上两点之间的距离称为斜距。斜距加上倾斜改正后，才能转化为平距。
任务一 距离测量
一、量距工具直接进行距离丈量的工具有钢尺、皮尺、绳尺等，但经常使用的是钢尺及皮尺，极个别情况下用竹尺和绳尺。丈量时还须有其它的辅助工具，如标杆、测钎、垂球等。钢尺量距具有设备简单，作业直观方便、精度相对较高等特点。
二、直线定线（一）目估定线（1）在两点间定线
二、直线定线（二）经纬仪定线如图所示，在直线的A端整置经纬仪（对中、整平），照准B点标杆底部或标志中心，固定照准部，松开望远镜制动螺旋，俯仰望远镜，在AB方向的照准面内按略小于尺段长的各节点打下木桩，并按经纬仪十字丝中心指挥另一人在木桩顶面划十字，表示中心点位置。如果目标远看不清定线，或中心点低洼看不见定线可将经纬仪搬到已定线的节点上设站，并注意对中，然后按前述方法继续走线。
端点尺使用比较方便，但量距精度较刻线尺低一些。
一、量距工具3 .标杆标杆又称花杆，多用木料或铝合金制成，直经约3cm、全长有2m、2.5m及3m等几种规格。间隔20cm涂以红、白相间的油漆。用于目测定线和在倾斜尺段上进行水平丈量时标定尺段点位之用。标杆一定要直，否则标定不准。4 .测钎 测钎用钢筋制成，一端卷成小圆环， 便干串在一起携带；一端磨成尖锥状便于插入土中准确定位。直径3～6mm，长度30～40cm，用油漆涂成红、白相间的色段。 测钎既可作为定线的标志，又是指示尺段端点位置和查记测段数的工具。
三、距离丈量（一）平坦地面上的丈量方法丈量步骤如下： ⑶然后，后尺手持测钎与前尺手一起抬尺前进，依次丈量第二、第三、……第n个整尺段，到最后不足一整尺段时，后尺手以尺的零点对准测钎，前尺手用钢尺对准B点并读数q，则AB两点之间的水平距离为：D=n·l+q n——整尺段数(即后尺手手中的测钎数)；
项目四距离测量和直线定向
距离测量是测量的基本工作之一。确定直线长度的工作称为距离测量。 距离是指地面上两点之间的直线长度，水平面两点之间的距离是水平距离（简称平距），不同高度上两点之间的距离称为斜距。斜距加上倾斜改正后，才能转化为平距。
任务一 距离测量
一、量距工具直接进行距离丈量的工具有钢尺、皮尺、绳尺等，但经常使用的是钢尺及皮尺，极个别情况下用竹尺和绳尺。丈量时还须有其它的辅助工具，如标杆、测钎、垂球等。钢尺量距具有设备简单，作业直观方便、精度相对较高等特点。
二、直线定线（一）目估定线（1）在两点间定线
二、直线定线（二）经纬仪定线如图所示，在直线的A端整置经纬仪（对中、整平），照准B点标杆底部或标志中心，固定照准部，松开望远镜制动螺旋，俯仰望远镜，在AB方向的照准面内按略小于尺段长的各节点打下木桩，并按经纬仪十字丝中心指挥另一人在木桩顶面划十字，表示中心点位置。如果目标远看不清定线，或中心点低洼看不见定线可将经纬仪搬到已定线的节点上设站，并注意对中，然后按前述方法继续走线。
园林工程测量4 距离测量与直线定向
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2）钢尺精密量距的成果计算 钢尺精密量距时，由于钢尺长度有误差并受量距时的环境 影响，对量距结果应进行尺长改正、温度改正及倾斜改正，得出 每尺段的水平距离，再将每尺段的水平距离汇总得所求直线的全 长，以保证距离测量精度。 （1）尺长改正计算 设钢尺名义长度（尺面上刻划的长度）为ｌ0，其值一般和 实际长度（钢尺在标准温度、标准拉力下的长度）ｌ′不相等， 因而距离丈量时每量一段都需加入尺长改正。对任一长度为ｌ 的尺段，其尺长改正数ΔＬｌ 为：
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4.1.2 距离丈量的一般方法 距离丈量因其精度要求不同以及不同的地形条件，可采用 一般量距方法或精密量距方法进行，现先介绍距离丈量的一般方 法。 1）准备工作 距离丈量的准备工作包括地面点位的标定与直线定线工作 。 （1）地面点位的标定 测量要解决的根本问题就是确定地面点的位臵。在测量工 作中点等控 制点，一般需要保留一段时间，必须在地面上确定其位臵，设立 标志，作为细部测量或其他测量时使用。
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2）距离丈量的一般方法 距离丈量的一般方法是指当丈量精度要求不高时所采用的 量距方法。这种方法量距的精度能达到1／ 1 000～1／ 3 000。 根据地面的起伏状态，可分为平坦地面的距离丈量和倾斜地面的 距离丈量两种形式。 （1）平坦地面的距离丈量 平坦地面的距离丈量根据不同的精度要求，可选用整尺法 和串尺法量距。 ①整尺法量距：在平坦地面，当量距精度要求不高时，可 采用整尺法量距，也就是直接将钢尺沿地面丈量水平距离。可先 进行直线定线工作，也可边定线边丈量。
16
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4.2 视距测量
视距测量是利用望远镜内的视距装臵及视距尺（或水 准尺），根据几何光学和三角测量的原理，同时测定水平 距离和高差的一种测量方法。在一般的测量仪器，如经纬仪、水 准仪的望远镜内均有视距装臵，如图4.15 所示。在十字丝分划 板上刻制上、下两根对称的两条短线，称视距丝。视距测量时根 据视距丝和中横丝在视距尺或水准尺的读数来进行距离和高差的 计算。
第四章 距离测量和直线定向
倾斜 改正
例题：用尺长方程计算
测 量 学
钢尺实测A—B尺段（如图），测得长度l=29.896m,A、
B两点间高差h=0.272m,测量时的温度t=25.8°C,试求 A—B尺段的水平距离d。膨胀系数1.2510-5℃-1，全长 改正Δl=0.0025m,名义全长l0=30m
lt 30m 0.0025 m 1.25105 C 1 (t 200C) 30m
t
2 f
n 2 2 (n n)
1 1 D ct c 2 2 2f
1 D (n n) 2
n: 整周期数；
n :
不足一个周期的小数
光电测距的注意事项
(1) 防止日晒雨淋，在仪器使用和运输中应注意防震。 (2) 严防阳光及强光直射物镜，以免损坏光电器件。 (3) 仪器长期不用时，应将电池取出。 (4) 测线应离开地面障碍物一定高度，避免通过发热体 和较宽水面上空，避开强电磁场干扰的地方。 (5) 镜站的后面不应有反光镜和强光源等背景干扰。 (6) 应在大气条件比较稳定和通视良好的条件下观测。
难点
尺长方程 视距测量公式的推导
§4－1 钢尺量距
测 量 学
一、量距工具 钢尺是钢尺量距的主要工具， 尺的宽度约10—15mm，厚度 约 0.4mm 。长度有 20m 、 30m 、 50m等多种，常使用的有30m 尺和 50m 尺等。平时卷在盒 内或带手柄的金属尺架上， 故又称钢卷尺。分划以mm为 最小单位。
2）水平距离
D Kl cos 100 0.316 cos 32700m 31.490m
2 2
3）高差
h D tan i v 31.490m tan 327 1.400m 1.400m 1.900m
工程测量第四章--__距离测量与直线定向
第四章 距离测量与直线定向
§4.1 直线定向
§4.2 钢尺量距
§4.3 视距测量
§4.4 光电测距仪
§4.5 全站仪简介
§4-1直线定向
一、直线定向的概念： 测定直线与标准方向间的水平角度的工作称为。 二、标准方向的种类
2
标准方向有三种 真子午线方向（真北 ） 磁子午线方向（磁北 ） 坐标纵轴方向（坐标北）
4
247°20´
3
解：
1 = 46°＋180°－125°10´ = 100°50´ = 100°50´＋180°＋136°30´
α23 =α12＋180°－β2 α34 =α23＋180°＋β3
（417°20´－360°） = 417°20´ >360° = 57°20´ = 57°20´＋180°－247°20´ α45=α34＋180°－β4 = －10° <0° （－ 10°＋360°） = 350°
d f l p
f d l p
f D d f l f p
*
*
f D l f p f 令 K , c f 则有
p
D Kl c
式中 K——视距乘常数，通常K=100；
c ——视距加常数，常数c值接近零 。 故水平距离为
D Kl 100l
乙 甲
（2）经纬仪法定线 在A安臵经纬仪，对中、整平，十字丝竖丝瞄准另一 点B，固定照准部，然后望远镜往下打，指挥另一人在 视线上用测钎定点。 此法可用于一般量距和精密钢尺量距。
二、距离丈量 一般量距方法
一般量距方法 适用条件：当量距精度要求为1/2000～1/3000时采用。 定线方法：目测法或经纬仪法。 w当地面平坦时,可将钢尺拉平,直接量测水平距离; w对于倾斜地面，一般采用 “平量法” ; w当地面两点之间坡度均匀时也可采用“斜量法”. 1、平坦地面的距离丈量 丈量：在地面平坦量距，可将钢尺拉平、拉直、用力 均匀，并整尺段地丈量，要进行往返丈量。
§4.1 直线定向
§4.2 钢尺量距
§4.3 视距测量
§4.4 光电测距仪
§4.5 全站仪简介
§4-1直线定向
一、直线定向的概念： 测定直线与标准方向间的水平角度的工作称为。 二、标准方向的种类
2
标准方向有三种 真子午线方向（真北 ） 磁子午线方向（磁北 ） 坐标纵轴方向（坐标北）
4
247°20´
3
解：
1 = 46°＋180°－125°10´ = 100°50´ = 100°50´＋180°＋136°30´
α23 =α12＋180°－β2 α34 =α23＋180°＋β3
（417°20´－360°） = 417°20´ >360° = 57°20´ = 57°20´＋180°－247°20´ α45=α34＋180°－β4 = －10° <0° （－ 10°＋360°） = 350°
d f l p
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f D d f l f p
*
*
f D l f p f 令 K , c f 则有
p
D Kl c
式中 K——视距乘常数，通常K=100；
c ——视距加常数，常数c值接近零 。 故水平距离为
D Kl 100l
乙 甲
（2）经纬仪法定线 在A安臵经纬仪，对中、整平，十字丝竖丝瞄准另一 点B，固定照准部，然后望远镜往下打，指挥另一人在 视线上用测钎定点。 此法可用于一般量距和精密钢尺量距。
二、距离丈量 一般量距方法
一般量距方法 适用条件：当量距精度要求为1/2000～1/3000时采用。 定线方法：目测法或经纬仪法。 w当地面平坦时,可将钢尺拉平,直接量测水平距离; w对于倾斜地面，一般采用 “平量法” ; w当地面两点之间坡度均匀时也可采用“斜量法”. 1、平坦地面的距离丈量 丈量：在地面平坦量距，可将钢尺拉平、拉直、用力 均匀，并整尺段地丈量，要进行往返丈量。
距离测量与直线定向工程测量
lt l0 l0 (t t0 )l0
式中： lt——温度为t时的钢尺实际长度 l0——长尺名义长度
Δl0——钢尺尺长改正值 α——钢尺膨胀系数，一般为 1.15×10-5～ 1.25×10-5
t0——钢尺检定时的温度 t——量距时的温度
例如 lt 30 0.006 1.25 10 5 (t 20oC) 30
钢尺量距劳动强度大，工作效率低，精度不高。光电 测距仪具有测程远、精度高、作业速度快等优点。
(1)按载波分类
微波测距仪 激光测距仪
红外测距仪 ｝光电测距
(2)按测程分类 短程 D 3km 中程 3km D 15km 远程 D 15km
第20页/共38页
(3)按测距精度分：
Ⅰ级：︱mD︱≦5mm Ⅱ级：5mm≦ ︱mD︱ ≦ 10mm
第15页/共38页
§4.2 视距测量
• 视距测量是一种间接测距方法，它是利用望远镜 内十字丝分划板上的视距丝（上、下丝）及标尺
一(平、水距视准离线尺和水)，高平根差时据的的光一视学种距原简测理易量同方计时法算测公定式两地面点间水
D kl 100l
hAB i v
第16页/共38页
二、视线倾斜时的视距测量计算公式
例：A、B两点间用钢尺量距，往测距离为189.386m，返 测距离为189.325m，则其相对误差为：
189.386 189.325 K
1
＜
189.356
3100
第8页/共38页
1 3000
2.倾斜地面量距方法
(1)平量法
(2)斜量法
D Lcos L2 h2
α
第9页/共38页
钢尺检定与尺长方程式 1.钢尺检定
• (3)用中丝对仪器高（以使），调竖盘指标水准管气泡 居中(有竖盘指标自动补偿器的经纬仪，无需此项操作)， 读取竖盘读数，再计算竖直角。
式中： lt——温度为t时的钢尺实际长度 l0——长尺名义长度
Δl0——钢尺尺长改正值 α——钢尺膨胀系数，一般为 1.15×10-5～ 1.25×10-5
t0——钢尺检定时的温度 t——量距时的温度
例如 lt 30 0.006 1.25 10 5 (t 20oC) 30
钢尺量距劳动强度大，工作效率低，精度不高。光电 测距仪具有测程远、精度高、作业速度快等优点。
(1)按载波分类
微波测距仪 激光测距仪
红外测距仪 ｝光电测距
(2)按测程分类 短程 D 3km 中程 3km D 15km 远程 D 15km
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(3)按测距精度分：
Ⅰ级：︱mD︱≦5mm Ⅱ级：5mm≦ ︱mD︱ ≦ 10mm
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§4.2 视距测量
• 视距测量是一种间接测距方法，它是利用望远镜 内十字丝分划板上的视距丝（上、下丝）及标尺
一(平、水距视准离线尺和水)，高平根差时据的的光一视学种距原简测理易量同方计时法算测公定式两地面点间水
D kl 100l
hAB i v
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二、视线倾斜时的视距测量计算公式
例：A、B两点间用钢尺量距，往测距离为189.386m，返 测距离为189.325m，则其相对误差为：
189.386 189.325 K
1
＜
189.356
3100
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1 3000
2.倾斜地面量距方法
(1)平量法
(2)斜量法
D Lcos L2 h2
α
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钢尺检定与尺长方程式 1.钢尺检定
• (3)用中丝对仪器高（以使），调竖盘指标水准管气泡 居中(有竖盘指标自动补偿器的经纬仪，无需此项操作)， 读取竖盘读数，再计算竖直角。
距离测量与直线定向
-
X +
两
方
向
重
合
Y 高斯投影带
测绘教研室
21
up down return
4.5.2 方位角
定义：由基本方向北端顺时针量至直线的水平角
种类：真方位角、磁方位角、坐标方位角
换算关系：
真北
A Am
A P
Am
Am
O
Am
A
测绘教研室
22
up down return
测绘教研室
16
up down return
§4-4 光电测距仪的检验
该章节内容自学
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a
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测绘教研室
§4-5 直线定向
4.5.1 基本方向 4.5.2 方位角 4.5.3 方位角推算 4.5.4 象限角 4.5.5 坐标的计算
中南林业a科技大学
Hom18e
4.5.1 基本方向
一、真北方向
测绘教研室
11
up down return
§4-3 电磁波测距仪测距
测绘教研室
4.3.1 测距仪概述 4.3.2 测距原理 4.3.3 测程与精度
中南林业a科技大学
Hom12e
4.3.1 测距仪概述
➢ 定义：以电磁波为载波传输测距信号的测距仪器 ➢ 优点：测程远、精度高、操作简便、效率高、劳动强度低等 ➢ 分类：
②视距测量 ③光电测距 ④GPS测距
测绘教研室
2
up down return
§4-1 钢尺量距
测绘教研室
4.1.1 量距工具 4.1.2 直线定线 4.1.3 钢尺量距
中南林业a科技大学
Hom3e
4.1.1 量距工具
距离测量和直线定向
1－提柄 2－提柄固定螺丝 3－仪器高标志 4－电池 5－键盘 6－三角基座 制动控制杆 7－底板 8－脚螺旋 9－圆水准器校正螺丝 10－圆水准器 11－显示器 12－物镜 13－管式罗盘插口 14－光学对中器调焦环 15 － 光学对中器分划板 16－光学对中器目镜 17－水平制动钮 18－水平微动 钮 19－数据输出插口 20－外接电源插口 21－照准部水准器 22－照准部 水准器校正螺丝 23－垂直微动钮 24－垂直微动手轮 25－望远镜目镜 26 －望远镜调焦环 27－粗照准器 28－仪器中心标志
由象限角R求方 位角
＝R ＝180°－R ＝180°+ R ＝360°－R
用罗盘仪测定磁方位角
主要由磁针、刻度盘和瞄准 设备等组成。磁针支在刻度盘中 心的顶针上，可自由转动，当静 止时，指出磁北方向。
罗盘仪
N
300
1－望远镜 ２－支架 ３－度 盘 ４－磁针 ５－磁针制动螺 旋 图4－19
四、距量测量的步骤
将测距仪和反射镜分别安置于待测距离的两 端，仔细地对中。 测距仪接通电源后照准反射镜，检查经反射 镜反回的光强信号，合乎要求后即可开始测 距。为避免错误和减少照准误差的影响，可 进行若干个测回的观测。 测距读数值记入手簿中，接着观测竖直角并 记入手簿的相应栏内。 由温度计和气压计读取大气温度和气压值。 按气温和气压进行气象改正，按测线的竖直 角进行倾斜改正，最后求得测线的水平距离。
1/
精度
200 1 200~ /300
适用范围 野外踏勘、选点和小 比例尺地形图的测绘 地形测量中的碎部测量 导线测量，一般 建筑轴线丈量 精密导线测量，工业 厂房主要轴线的测量 测程：2KM～20KM 精度：(3mm+2PPM)
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§4.2 视距测量(stadia measurement)
视距测量是一种间接测距方法; 它利用望远镜内十字丝分划板上的视距丝及刻有厘米分划的视距标尺(地形塔尺
或普通水准尺)，根据光学原理可以同时测定两点间的水平距离和高差； 其中测量距离的相对误差约为1/300，低于钢尺量距； 测定高差的精度低于水准测量和三角高程测量； 视距测量广泛用于地形测量的碎部测量中。 (1) 视准轴水平时的视距计算公式 如图4-9所示，AB为待测距离，在A点安置经纬仪，B点竖立视距尺，设望远镜
夹时，可以用布或者纱手套包住钢尺代替尺夹，切不可手握尺盘或尺架加力， 以免将钢尺拖出。 ④ 在行人和车辆较多的地区量距时，中间要有专人保护，以防止钢尺被车辆碾 压而折断。 ⑤ 不准将钢尺沿地面拖拉，以免磨损尺面分划。 ⑥ 收卷钢尺时，应按顺时针方向转动钢尺摇柄，切不可逆转，以免折断钢尺。
同济大学出版社 制作 覃辉
变1mm。 ⑥ 丈量误差
丈量时在地面上标志尺端点位置处插测钎不准，前、后尺手配合不佳，余长读 数不准等都会引起丈量误差，这种误差对丈量结果的影响可正可负，大小不定。 在丈量中要尽力做到对点准确，配合协调。
2) 钢尺的维护 ① 钢尺易生锈，丈量结束后应用软布擦去尺上的泥和水，涂上机油以防生锈。 ② 钢尺易折断，如果钢尺出现卷曲，切不可用力硬拉。 ③ 丈量时，钢尺末端的持尺员应该用尺夹夹住钢尺后手握紧尺夹加力，没有尺
4-1距离测量与直线定向同济大学出版社制作 覃辉④ 定线误差
丈量时钢尺没有准确地放在所量距离的直线方向上，使所量距离不是直线而是 一组折线，造成丈量结果偏大，这种误差称为定线误差。丈量30m的距离，当偏 差为0.25m时，量距偏大1mm。
⑤ 拉力误差 钢尺在丈量时所受拉力应与检定时的拉力相同。若拉力变化2.6kg，尺长将改
视线水平，瞄准B点的视距尺，此时视线与视距尺垂直。
同济大学出版社 制作 覃辉
同济大学出版社 制作 覃辉
同济大学出版社 制作 覃辉
同济大学出版社 制作 覃辉
同济大学出版社 制作 覃辉
同济大学出版社 制作 覃辉
结束语
谢谢大家聆听！！！
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