第四章距離測量

1、距離測量的方法鋼尺、視距、電磁波和GPS測量第四章第四章 距離測量距離測量一一. 鋼尺量距的方法鋼尺量距的方法o 一）、量距的工具一）、量距的工具 鋼尺：鋼制的帶尺，基本分劃為厘米，每米及每分鋼尺：鋼制的帶尺，基本分劃為厘米，每米及每分米處有數(shù)字注記。毫米刻劃。米處有數(shù)字注記。毫米刻劃。 長度20m，30m，50m鋼尺分類：端點(diǎn)尺；刻線尺。鋼尺分類：端點(diǎn)尺；刻線尺。皮尺：皮尺：o 二）、地面點(diǎn)的標(biāo)志二）、地面點(diǎn)的標(biāo)志測量工作主要是決定點(diǎn)的位置，因此重要的點(diǎn)必須測量工作主要是決定點(diǎn)的位置，因此重要的點(diǎn)必須在地面上用標(biāo)志標(biāo)定下來。在地面上用標(biāo)志標(biāo)定下來。n 1標(biāo)志點(diǎn)：木樁、石樁、混凝土樁；標(biāo)志點(diǎn)：

2、木樁、石樁、混凝土樁；n 2標(biāo)志物：標(biāo)桿（花桿）、測釬、垂球；標(biāo)志物：標(biāo)桿（花桿）、測釬、垂球；n 3點(diǎn)之記。點(diǎn)之記。2) 輔助工具三）、直線的定線三）、直線的定線o 1概念：概念：由于所丈量的邊長大于整尺長而在欲量直線的方向上做一些標(biāo)記以表明直線的走向稱為直線定線。 2. 方法：o 1) 目測定線o 2) 經(jīng)緯儀定線o 3目估法定線目估法定線n 1）兩端點(diǎn)間定線（在）兩端點(diǎn)間定線（在A、B兩點(diǎn)間確定一點(diǎn)兩點(diǎn)間確定一點(diǎn)C）在A、B上豎立標(biāo)桿，一測量員在A點(diǎn)后沿著AB方向瞄向B點(diǎn)，另一測量員在中間移動(dòng)另一標(biāo)桿至AB視線上，確定C點(diǎn)。要求AC、BC距離小于一整尺長。n 2）兩點(diǎn)延長線上定線）兩點(diǎn)延

3、長線上定線直線定線的示意圖直線定線的示意圖兩點(diǎn)間定線兩點(diǎn)間定線延長直線A C1 C C2B4. 經(jīng)緯儀定線經(jīng)緯儀定線 經(jīng)緯儀定線是在直線的一個(gè)端點(diǎn)安置經(jīng)緯儀后，對中、整平，用望遠(yuǎn)鏡十字絲豎絲瞄準(zhǔn)另一個(gè)端點(diǎn)目標(biāo)，固定照準(zhǔn)部。觀測員指揮另一測量員持測釬由遠(yuǎn)及近，將測釬按十字絲縱絲位置垂直插入地下，即得到各分段點(diǎn)。經(jīng)緯儀定線經(jīng)緯儀定線四）、量距的方法四）、量距的方法o 1一般丈量（丈量精度只要求到厘米）一般丈量（丈量精度只要求到厘米）n 1）平坦地面（直接丈量）平坦地面（直接丈量） 用鋼尺一段一段地丈量，盡量用整尺段，僅末段用用鋼尺一段一段地丈量，盡量用整尺段，僅末段用零尺段丈量。采用往返丈量的方法

4、（目的：防止出錯(cuò)；零尺段丈量。采用往返丈量的方法（目的：防止出錯(cuò)；提高精度），要求其相對誤差提高精度），要求其相對誤差1/2000，取平均值作最，取平均值作最后的成果。后的成果。 丈量工作一般由兩人進(jìn)行。丈量工作一般由兩人進(jìn)行。 清除待量直線上的障礙物后，在直線的兩端點(diǎn)清除待量直線上的障礙物后，在直線的兩端點(diǎn)A、B上豎立標(biāo)桿，后尺手持鋼尺的零端點(diǎn)位于上豎立標(biāo)桿，后尺手持鋼尺的零端點(diǎn)位于A點(diǎn)，前尺點(diǎn)，前尺手持鋼尺的末端和一組測釬沿手持鋼尺的末端和一組測釬沿AB方向前進(jìn)，行至一個(gè)方向前進(jìn)，行至一個(gè)尺段處停下。尺段處停下。后尺手用手勢指揮前尺手將鋼尺拉在后尺手用手勢指揮前尺手將鋼尺拉在AB直線上，后

5、尺手將鋼尺的零點(diǎn)對準(zhǔn)直線上，后尺手將鋼尺的零點(diǎn)對準(zhǔn)A點(diǎn)，當(dāng)兩人同時(shí)把鋼尺拉緊后，前尺手在鋼尺末端的整尺段長分劃處豎直插點(diǎn)，當(dāng)兩人同時(shí)把鋼尺拉緊后，前尺手在鋼尺末端的整尺段長分劃處豎直插下一根測釬下一根測釬(如果在水泥地面上丈量插不下測釬時(shí)，也可以用粉筆在地面上如果在水泥地面上丈量插不下測釬時(shí)，也可以用粉筆在地面上劃線做記號劃線做記號)得到得到1點(diǎn)，即量完一個(gè)尺段。點(diǎn)，即量完一個(gè)尺段。前、后尺手抬尺前進(jìn)，當(dāng)后尺手到達(dá)插測釬或劃記號處時(shí)停住，再重復(fù)上述前、后尺手抬尺前進(jìn)，當(dāng)后尺手到達(dá)插測釬或劃記號處時(shí)停住，再重復(fù)上述操作，量完第二尺段。后尺手拔起地上的測釬，依次前進(jìn)，直到量完操作，量完第二尺段。后

6、尺手拔起地上的測釬，依次前進(jìn)，直到量完AB直直線的最后一段為止。線的最后一段為止。最后一段距離一般不會(huì)剛好是整尺段的長度，稱為余長。丈量余長時(shí)，前尺最后一段距離一般不會(huì)剛好是整尺段的長度，稱為余長。丈量余長時(shí)，前尺手在鋼尺上讀取余長值，則最后手在鋼尺上讀取余長值，則最后A、B兩點(diǎn)間的水平距離為兩點(diǎn)間的水平距離為 ：DAB=n尺段長+余長 n 2）傾斜地面）傾斜地面o 平量法o沿傾斜地面丈量距離，當(dāng)?shù)貏萜鸱淮髸r(shí)，可將鋼尺拉平丈量。o丈量由A點(diǎn)向B點(diǎn)進(jìn)行，甲立于A點(diǎn)，指揮乙將尺拉在AB方向線上。o甲將尺的零端對準(zhǔn)A點(diǎn)，乙將鋼尺抬高，并且目估使鋼尺水平，然后用垂球尖將尺段的末端投影到地面上，插上測

7、釬。o若地面傾斜較大，將鋼尺抬平有困難時(shí)，可將一個(gè)尺段分成幾個(gè)小段來平量，如圖中的ij段。五五)鋼尺的檢定鋼尺的檢定o 一、尺長方程式一、尺長方程式o 精確的鋼尺在出廠時(shí)或進(jìn)行重要測量時(shí)均應(yīng)檢定，其長度用尺長方程式表示：式中： 鋼尺在溫度t時(shí)的實(shí)際長度； 鋼尺名義長度； 尺長改正數(shù)； 鋼尺的線膨脹系數(shù)； 鋼尺檢定的標(biāo)準(zhǔn)溫度； 鋼尺實(shí)測時(shí)的溫度。)(00ttlllLt0l舉例舉例鋼尺長鋼尺長 30米米基線長基線長 29.9854米米實(shí)測實(shí)測 29.9874 米米溫度溫度 28C尺長方程式為尺長方程式為 l =30 + (-0.0020 ) + 301.25 10-5 ( t 28 )o 丈量要求

8、o鋼尺有毫米分劃、須經(jīng)檢定，有尺長方程式、用彈簧秤加標(biāo)準(zhǔn)拉力、每尺段丈量三次，距離互差應(yīng)不超過23mm。o 主要工具鋼尺、彈簧秤、溫度計(jì)、尺夾等o 檢驗(yàn)鋼尺尺長方程式o 量距時(shí)用彈簧秤施加鑒定時(shí)的拉力(15kg)o 距離加溫度與尺長改正六）精確丈量（丈量精度至毫米）成果整理：成果整理：1、計(jì)算尺長改正數(shù)、計(jì)算尺長改正數(shù)2、計(jì)算溫度改正數(shù)、計(jì)算溫度改正數(shù)3、計(jì)算傾斜改正數(shù)、計(jì)算傾斜改正數(shù)4、計(jì)算改正后長度、計(jì)算改正后長度測測名名dLLC 1）（測測02ttdC 測測dhC223 321測CCCdd 七）直線丈量的誤差來源七）直線丈量的誤差來源o 直線丈量的精度:最差1/3000中等1/5000最

9、高1/10000（加各項(xiàng)改正）o 直線丈量的誤差來源：o 1尺長誤差如果鋼尺的名義長度和實(shí)際長度不符，則產(chǎn)生尺長誤差。尺長誤差是積累的，丈量的距離越長，誤差越大。因此新購置的鋼尺必須經(jīng)過檢定，測出其尺長改正值。o 2鋼尺垂曲的誤差：鋼尺懸空丈量時(shí)中間下垂而產(chǎn)生的誤差。若鋼尺垂曲而又不加考慮，則其誤差是系統(tǒng)性的，使所測邊長增大，應(yīng)加以改正。o 3定線誤差分段丈量時(shí)，距離也應(yīng)為直線，定線偏差使其成為折線，與鋼尺不水平的誤差性質(zhì)一樣使距離量長了。前者是水平面內(nèi)的偏斜，而后者是豎直面內(nèi)的偏斜。當(dāng)然這項(xiàng)誤差也是很容易控制的。o 4拉力誤差拉力的誤差較小，經(jīng)過分析，其最大的誤差影響約為距離的1/1.6萬，

10、其性質(zhì)可正可負(fù)，在實(shí)際精密丈量中可彈簧秤加標(biāo)準(zhǔn)拉力。o 5丈量本身的誤差丈量本身的誤差包括很多方面，如：對點(diǎn)誤差、插測釬的誤差、讀數(shù)誤差、湊整誤差等影響，這些誤差本身并不大，其性質(zhì)又可正可負(fù)，因此總的影響很小。o 6溫度誤差鋼尺的長度隨溫度而變化，當(dāng)丈量時(shí)的溫度與鋼尺檢定時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)溫度不一致時(shí)，將產(chǎn)生溫度誤差。按照鋼的膨脹系數(shù)計(jì)算，溫度每變化1，丈量距離為30m時(shí)對距離影響為0.4mm。 7. 風(fēng)等條件的影響視距測量視距測量二二. .視距測量視距測量視距測量視距測量利用測量望遠(yuǎn)鏡的視距絲，間接測定利用測量望遠(yuǎn)鏡的視距絲，間接測定 距離和高差的方法。距離和高差的方法。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：測量速度快，不受

11、地 形限制。不足：不足：精度低，距離相對誤 差一般約為1/300，高 差一般為分米級。用途：用途：主要用于地形圖測繪 (地形點(diǎn)的距離與高差)。nDbanab100（尺間隔）讀數(shù)要求：讀數(shù)要求：上下絲讀數(shù)a、b讀至毫米，中絲 讀至厘米， 儀器高 i 量至厘米。1.視距公式：視距公式：2.高差公式：高差公式：一一).).視線水平時(shí)視距測量公式視線水平時(shí)視距測量公式liHhHHlihAAB二二).).視線傾斜時(shí)視距測量公式視線傾斜時(shí)視距測量公式2cos100coscos100cosnSDnSnn則(4-2-8) 1.視距公式：視距公式：liDlihhDhtantan2.高差公式：高差公式：高差主值

12、(4-2-9)AB高差n為水準(zhǔn)尺與視線垂直時(shí)的尺間隔 n三三.視距測量觀視距測量觀測和計(jì)算測和計(jì)算觀測：觀測：在測站安置經(jīng)緯儀，對中、整平、量儀器高； 在測點(diǎn)豎水準(zhǔn)尺，瞄準(zhǔn)(要求三絲都能讀數(shù))。讀數(shù)：讀數(shù)：每個(gè)測點(diǎn)讀四個(gè)讀數(shù) 上絲讀數(shù) a a 讀至毫米 下絲讀數(shù) b b 讀至毫米 中絲讀數(shù) 讀至厘米 豎盤讀數(shù) L L 讀至分三三).).視距測量觀測和計(jì)算視距測量觀測和計(jì)算 視距測量通常只測盤左（或盤右），測量前要對豎盤指標(biāo)差進(jìn)行檢驗(yàn)與校正。視距測量表視距測量表liDHhHHliDhbaDAAptantancos1002計(jì)算公式計(jì)算公式B測距儀測距儀反光棱鏡反光棱鏡CtS211、定義：以電磁波為載波來傳輸測距信號的距離測量。三三.電磁波測距電磁波測距o 2、分類 1）按載波分：微波測距，光電測距（激光測距，紅外測距）。 2）按測距原理分：脈沖式測距，相位式測距。3）按結(jié)構(gòu)分：分離式（單測距式）、組合式。4）按測程分：短程測距儀（測程15km）。5）按精度分：I級：mD5mm， II級：5mm mD10mm， III級： 10mm mD20mm 。3、優(yōu)點(diǎn)： 精度高，工效高，勞動(dòng)強(qiáng)度小，受地形條件限制小，測量簡便，測程長，自動(dòng)化程度高。4.電磁波測距基本原理 通過測定電磁波在待測兩點(diǎn)的距離上往返一次的傳播時(shí)間t，