普通測(cè)量學(xué)第四章距離測(cè)量.ppt

普通測(cè)量學(xué),單位：山東省農(nóng)業(yè)管理干部學(xué)院農(nóng)管系 作者：房元?jiǎng)?電話13156110662 Email:F,第四章 距離測(cè)量1,測(cè)量距離是測(cè)量的基本工作之一，所謂距離是指兩點(diǎn)間的水平長(zhǎng)度。如果測(cè)得的是傾 斜距離，還必須改算為水平距離。按照所用儀器、工具的不同， 測(cè)量距離的方法有 鋼尺直接量距 光電測(cè)距儀測(cè)距 光學(xué)視距法測(cè)距等 測(cè)量直線的距離和方向，是測(cè)量的基本工作之一。距離和方向是確定地面點(diǎn)平面未知的基本量之一。測(cè)量距離的方法有鋼尺和光電測(cè)距。要求學(xué)生掌握以上兩種測(cè)距方法，并可以測(cè)定直線的方向。,第四章 距離測(cè)量2,4.1 鋼尺量距 4.2 普通視距測(cè)量 4.3 光電測(cè)距 4.4 鋼尺量距誤差及其注意事項(xiàng) 4.5 直線定向,4.1 鋼尺量距,4.1.1 鋼尺量距的工具 4.1.2 鋼尺量距的直線定線 4.1.3 一般鋼尺量距的實(shí)施 4.1.4 精密鋼尺量距的實(shí)施,4.1.1 鋼尺量距的工具1,鋼尺 鋼尺是鋼制的帶尺，常用鋼尺寬10mm，厚0.2mm；長(zhǎng)度有20m、30m及50m幾種，卷放在圓形盒內(nèi)或金屬架上。鋼尺的基本分劃為厘米，在每米及每分米處有數(shù)字注記。一般鋼尺在起點(diǎn)處一分米內(nèi)刻有毫米分劃；有的鋼尺，整個(gè)尺長(zhǎng)內(nèi)都刻有毫米分劃。 由于尺的零點(diǎn)位置的不同，有 端點(diǎn)尺和刻線尺的區(qū)別。 端點(diǎn)尺是以尺的最外端作為尺的零點(diǎn)，當(dāng)從建筑物墻邊開(kāi)始丈量時(shí)使用很方便。 刻線尺是以尺前端的一刻線作為尺的零點(diǎn)。 其他工具 測(cè)釬：測(cè)釬用粗鐵絲制成，用來(lái)標(biāo)志所量尺段的起、迄點(diǎn)和計(jì)算已量過(guò)的整尺段數(shù)。 花桿：標(biāo)桿長(zhǎng)2-3m，直徑3-4cm，桿上涂以20cm間隔的紅、白漆，以便遠(yuǎn)處清晰可見(jiàn)，用于標(biāo)定直線 。 垂球：垂球用來(lái)投點(diǎn) 。 彈簧秤：控制拉力 溫度計(jì)：測(cè)定溫度,4.1.1 鋼尺量距的工具2,4.1.2 鋼尺量距的直線定線,當(dāng)所測(cè)距離較長(zhǎng)或地勢(shì)起伏較大時(shí)，為使量距方便，可分段丈量。為使所量線段在同一直線上，須進(jìn)行直線定線，即在直線上標(biāo)定若干點(diǎn)，使這些點(diǎn)在同一直線上。 鋼尺量距的直線定線直線定線的方法有目估定線和經(jīng)緯儀定線。經(jīng)緯儀定線適用于精密量距時(shí)。,4.1.3 一般鋼尺量距的實(shí)施,平坦地區(qū)的距離丈量 傾斜地面的距離丈量 .1平量法 當(dāng)?shù)孛嫫鸱淮髸r(shí) .2斜量法 當(dāng)傾斜地面坡度均勻時(shí), 平坦地區(qū)的距離丈量,采用整尺法量距。當(dāng)直線距離大于一個(gè)整尺段時(shí)，先用目估法標(biāo)定出略小于一個(gè)整尺段的線段。然后一個(gè)尺段一個(gè)尺段的丈量，最后量出小于一個(gè)整尺段的長(zhǎng)度，假若一個(gè)尺段長(zhǎng)為l，則所量水平距離為：D=nl+l。為了提高精度，應(yīng)往、返丈量取平均值。返測(cè)時(shí)應(yīng)重新定線。 量距精度以相對(duì)誤差表示，通?；癁榉肿訛?的分式形式,其值應(yīng)小于1/3000。,4.1.4 精密鋼尺量距的實(shí)施1方法,當(dāng)量距精度要求在1/10000以上時(shí)，要用精密量距法。 步驟 精密量距前應(yīng)先清理場(chǎng)地 用鋼尺概量、經(jīng)緯儀定線定出略小于一整尺段的長(zhǎng)度，并做好標(biāo)記。 然后用檢定過(guò)的鋼尺用彈簧秤加標(biāo)準(zhǔn)拉力，丈量每一線段長(zhǎng)度。丈量同時(shí)應(yīng)測(cè)出鋼尺溫度或現(xiàn)場(chǎng)溫度 并用水準(zhǔn)儀往返測(cè)測(cè)量每一線段兩端點(diǎn)的高差。,4.1.4 精密鋼尺量距的實(shí)施2-數(shù)據(jù)處理,精密量距成果應(yīng)加尺長(zhǎng)改正、溫度改正和高差（傾斜）改正。 1.尺長(zhǎng)改正-鋼尺名義長(zhǎng)度 l0一般不等于實(shí)際長(zhǎng)度，每測(cè)段應(yīng)加入尺長(zhǎng)改正。在標(biāo)準(zhǔn)拉力、標(biāo)準(zhǔn)溫度下鋼尺實(shí)際長(zhǎng)度為l，其差值l為整尺段的尺長(zhǎng)改正，即l= ll0，任一長(zhǎng)度l尺長(zhǎng)改正公式為： ld = l / l0 l 2.溫度改正-受溫度變化影響，鋼尺長(zhǎng)度會(huì)伸縮。當(dāng)量距時(shí)溫度t與檢定時(shí)溫度t0不一致時(shí)，要進(jìn)行溫度改正，其計(jì)算公式為： lt = (t t0) l 式中： 為鋼尺膨脹系數(shù)，為0.0000125/。 3.傾斜改正-設(shè)沿地面量斜距為l，測(cè)得高差為h，將l 改算成水平距離，要加傾斜改正數(shù)，其計(jì)算公式為： lh =d l=h/2l 綜上所述，每一測(cè)段改正后的水平距離為： d=l + ld + lt + lh,4.2 普通視距測(cè)量,原理：利用望遠(yuǎn)鏡內(nèi)的視距裝置配合視距尺，根據(jù)幾何光學(xué)和三角測(cè)量原理，同時(shí)測(cè)定距離和高差的方法。其精度較低，為1/200 1/300，只適用于碎部測(cè)量。 計(jì)算公式如下： 水平距離為：D=Kl cos 高差為：h=D tg + i s， i：儀器高； ：為豎直角值。 如視線水平時(shí) D=Kl， h = i s 視距測(cè)量方法：在測(cè)站A點(diǎn)安置儀器，在測(cè)點(diǎn)B放置水準(zhǔn)尺，盤(pán)左瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺，使豎盤(pán)指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中后，依次讀出豎盤(pán)讀數(shù)、上下中絲讀數(shù)，依據(jù)上述公式計(jì)算水平距離和高差。,4.3 光電測(cè)距,原理：利用儀器發(fā)射電磁波測(cè)量其在被測(cè)距離上往返所用的時(shí)間，從而測(cè)量出距離，其公式為：D= c t，按其測(cè)距原理有脈沖法和相位法測(cè)距兩種。相位法測(cè)距精度較高。 測(cè)距儀分類(lèi)：有微波測(cè)距儀、激光測(cè)距儀和紅外測(cè)距儀。有短程(3km)、中程 (315km)和遠(yuǎn)程 (15km)之分。,4.4 鋼尺量距誤差及其注意事項(xiàng)1,一、定線誤差 二、尺長(zhǎng)誤差 鋼尺必須經(jīng)過(guò)檢定以求得其尺長(zhǎng)改正數(shù)。尺長(zhǎng)誤差具有系統(tǒng)積累性，它與所量距離成正比。精密量距時(shí)，鋼尺雖經(jīng)撿定并在丈量結(jié)果中進(jìn)行了尺長(zhǎng)改正，其成果中仍存在尺長(zhǎng)誤差，因?yàn)橐灰蟪唛L(zhǎng)檢定方法只能達(dá)到0.5mm左右的精度。一般量距時(shí)可不作尺長(zhǎng)改正； 三、溫度誤差 由于用溫度計(jì)測(cè)量溫度，測(cè)定的是空氣的溫度，而不是尺于本身的溫度，在夏季陽(yáng)光曝曬下，此兩者溫度之差可大于5C。因此，量距宜在陰天進(jìn)行，并要設(shè)法測(cè)定鋼尺本身的溫度。,4.4 鋼尺量距誤差及其注意事項(xiàng)2,四、拉力誤差 鋼尺具有彈性，會(huì)因受拉而伸長(zhǎng)。量距時(shí)，如果拉力不等于標(biāo)準(zhǔn)拉力，鋼尺的長(zhǎng)度就會(huì)產(chǎn)生變化。精密量距時(shí)，用彈簧秤控制標(biāo)準(zhǔn)拉力，一般量距時(shí)拉力要均勻，不要或大或小。 五、尺子不水平的誤差 鋼尺一般量距時(shí)，如果鋼尺不水平，總是使所量距離偏大。精密量距時(shí)，測(cè)出尺段兩端點(diǎn)的高差，進(jìn)行傾斜改正。用普通水準(zhǔn)測(cè)量的方法是容易達(dá)到的。,4.4 鋼尺量距誤差及其注意事項(xiàng)3,六、鋼尺垂曲和反曲的誤差 鋼尺懸空丈量時(shí)，中間下垂，稱(chēng)為垂曲。故在鋼尺檢定時(shí)，應(yīng)按懸空與水平兩種情況分別檢定，得出相應(yīng)的尺長(zhǎng)方程式，按實(shí)際情況采用相應(yīng)的尺長(zhǎng)方程式進(jìn)行成果整理，這項(xiàng)誤差可以不計(jì)。 在凹凸不平的地面量距時(shí)，凸起部分將使鋼尺產(chǎn)生上凸現(xiàn)象，稱(chēng)為反曲。設(shè)在尺段中 部凸起05m，由此而產(chǎn)生的距離誤差，這是不能允許的。應(yīng)將鋼尺拉平丈量。,4.4 鋼尺量距誤差及其注意事項(xiàng)4,七、丈量本身的誤差 它包括鋼尺刻劃對(duì)點(diǎn)的誤差、插測(cè)釬的誤差及鋼尺讀數(shù)誤差等。這些誤差是由人的感官能力所限而產(chǎn)生，誤差有正有負(fù)，在丈量結(jié)果中可以互相抵消一部分，但仍是量距工作的一項(xiàng)主要誤差來(lái)源。 綜上所述，精密量距時(shí)，除經(jīng)緯儀定線、用彈簧秤控制拉力外，還需進(jìn)行尺長(zhǎng)、溫度和斜改正。而一般量距可不考慮上述各項(xiàng)改正。但當(dāng)尺長(zhǎng)改正數(shù)較大或丈量時(shí)的溫度與標(biāo)準(zhǔn)溫度之差大于8時(shí)進(jìn)行單項(xiàng)改正，此類(lèi)誤差用根尺往返丈量發(fā)現(xiàn)不了。另外尺子拉平不容易做到，丈量時(shí)可以手持一懸掛垂球，抬高或降低尺子的一端，尺上讀數(shù)最小的位置就是尺子水平時(shí)的位置，并用垂球進(jìn)行投點(diǎn)及對(duì)點(diǎn)。,4.5 直線定向,確定地面上兩點(diǎn)之間的相對(duì)位置，僅知道兩點(diǎn)之間的水平距離是不夠的，還必須確定此直線與標(biāo)準(zhǔn)方向之間的水平夾角。確定直線與標(biāo)準(zhǔn)方向之間的水平角度稱(chēng)為直線定向。 4.5.1 標(biāo)準(zhǔn)方向的種類(lèi) 4.5.2 方位角 4.5.3 標(biāo)準(zhǔn)方向之間的關(guān)系 4.5.4 正、反坐標(biāo)方位角 4.5.5坐標(biāo)方位角的推算,4.5.1 標(biāo)準(zhǔn)方向的種類(lèi),1.真子午線方向通過(guò)地球表面某點(diǎn)的真子午線的切線方向。用天文測(cè)量方法或用陀螺經(jīng)緯儀測(cè)定。 2.磁子午線方向通過(guò)地球表面某點(diǎn)的磁子午線的切線方向。磁子午線方向可用羅盤(pán)儀測(cè)定。 3.坐標(biāo)縱軸方向高斯投影中每帶的中央子午線的投影方向。,4.5.2 方位角,由標(biāo)準(zhǔn)方向的北端起，順時(shí)針量至某直線的夾角。其值范圍為0360，有真方位角、磁方位角和坐標(biāo)方位角。,4.5.3 標(biāo)準(zhǔn)方向之間的關(guān)系,1.磁偏角：過(guò)地球上某點(diǎn)的真子午線與磁子午線之間的夾角，以真子午線方向?yàn)闇?zhǔn)，磁子午線東偏為正，西偏為負(fù)，即A=Am。 2.子午線收斂角：過(guò)地球上某點(diǎn)的真子午線與中央子午線之間的夾角，以真子午線方向?yàn)闇?zhǔn)，中央子午線東偏為正，西偏為負(fù)，即A=12 。,4.5.4 正、反坐標(biāo)方位角,直線AB的坐標(biāo)方位角為AB，直線BA的坐標(biāo)方位角為BA, 其關(guān)系為： AB = BA 180(各點(diǎn)的坐標(biāo)縱軸方向互相平行，但各點(diǎn)的真子午線與磁子午線方向則沒(méi)有此特殊關(guān)系)。,4.5.5坐標(biāo)方位角的推算,前= 后+180+左（適用于測(cè)左角） 前= 后+180-右（適用于測(cè)右角）,主要參考資料,書(shū)籍 測(cè)量學(xué)，合肥工業(yè)大學(xué)等合編，1993 建筑工程測(cè)量，李生平，2003 工程測(cè)繪技術(shù)，梁勇等，2000 山東大學(xué)，測(cè)量學(xué)課件