第四章 距離測量

1、第四章 距離測量4-2 距離測量概述距離測量概述u 距離測量距離測量 確定地面點的位置，除了測定水平角和高程外，還要測確定地面點的位置，除了測定水平角和高程外，還要測量地面上兩點間的量地面上兩點間的水平距離水平距離。兩點在水平面上投影的長度稱為該兩點間的水平距離。兩點在水平面上投影的長度稱為該兩點間的水平距離。確定兩點間水平距離的工作稱距離測量。確定兩點間水平距離的工作稱距離測量。 u 距離測量的主要方法距離測量的主要方法 卷尺量距卷尺量距 視距測量視距測量電磁波測距電磁波測距4-2 卷尺測距卷尺測距 u 卷尺測距工具卷尺測距工具卷尺：鋼卷尺、皮尺卷尺：鋼卷尺、皮尺輔助工具：標桿輔助工具：標桿

2、 測釬測釬 垂球垂球 彈簧秤彈簧秤 溫度計溫度計u 直線定線直線定線 當兩點距離比較遠時，測量兩點間的水平距離要分當兩點距離比較遠時，測量兩點間的水平距離要分段進行，即一段一段地量取。在量取的過程中，為了保段進行，即一段一段地量取。在量取的過程中，為了保證每尺段都能沿著兩點間的直線方向進行，根據(jù)需要在證每尺段都能沿著兩點間的直線方向進行，根據(jù)需要在兩端點連線方向上標定若干個中間點，這個過程稱為直兩端點連線方向上標定若干個中間點，這個過程稱為直線定線。線定線。 l 用經(jīng)緯儀定線用經(jīng)緯儀定線經(jīng)緯儀定線適用于鋼尺量距的精密方法。經(jīng)緯儀定線適用于鋼尺量距的精密方法。 用經(jīng)緯儀在兩點間定線用經(jīng)緯儀在兩點

3、間定線 設(shè)設(shè)A A、B B兩點互相通視，將經(jīng)緯儀安置在兩點互相通視，將經(jīng)緯儀安置在A A點，用望遠鏡縱點，用望遠鏡縱絲瞄準絲瞄準B B點，制動照準部，望遠鏡上下轉(zhuǎn)動，指揮在兩點間點，制動照準部，望遠鏡上下轉(zhuǎn)動，指揮在兩點間某一點上的助手，左右移動標桿，直至標桿影像為縱絲所某一點上的助手，左右移動標桿，直至標桿影像為縱絲所平分。為減小照準誤差，精密定線時，可以用直徑更細的平分。為減小照準誤差，精密定線時，可以用直徑更細的測釬或垂球線代替標桿。測釬或垂球線代替標桿。 用經(jīng)緯儀延長直線用經(jīng)緯儀延長直線 將將A A、B B直線延長至直線延長至C C點，將儀器安置于點，將儀器安置于B B點，用盤左瞄準點

4、，用盤左瞄準A A點，制動照準部，倒鏡定出點，制動照準部，倒鏡定出CC點；再用盤右瞄準點；再用盤右瞄準A A點，制點，制動照準部，倒鏡定出動照準部，倒鏡定出CC點，取點，取CCCC的中點，即為精確位的中點，即為精確位于于ABAB直線延長線上的直線延長線上的C C點。這種延長直線的方法稱為經(jīng)緯儀點。這種延長直線的方法稱為經(jīng)緯儀正倒鏡分中法。正倒鏡分中法。作業(yè)要求：作業(yè)要求：直直 目估定線直，保證量距時沿直線進行平平 地面平直 鋼尺水平準準 每尺段端點標志精確，要求對點、投點讀數(shù)要精確 誤差2mml 精密測距方法及作業(yè)要求精密測距方法及作業(yè)要求 精密量距相對精度：1/100001/40000主要用

5、途：鋼筋混凝土、鋼結(jié)構(gòu)等較精密工程的放樣等精密量距時采取的措施：精密量距時采取的措施：1、使用檢定過的鋼尺使用檢定過的鋼尺2、經(jīng)緯儀定線、經(jīng)緯儀定線3、定尺段樁，逐段測量、定尺段樁，逐段測量4、對鋼尺施加固定拉力（使用拉力計或彈簧秤）：、對鋼尺施加固定拉力（使用拉力計或彈簧秤）： 對對30m30m的鋼尺，用的鋼尺，用100N100N的拉力對的拉力對50m50m的鋼尺，用的鋼尺，用150N150N的拉力的拉力。5、對量距結(jié)果加三項改正數(shù)：、對量距結(jié)果加三項改正數(shù)：httlllll0整尺段尺長改正整尺段尺長改正： 0llllkl尺長改正值 0l卷尺名義長度 l-檢定量得長度 溫度改正溫度改正： 0

6、ttllt鋼尺膨脹系數(shù) 0t標準溫度 高差改正高差改正： lhlh22水平距離水平距離 htdllllD0lllu 鋼尺量距的誤差分析鋼尺量距的誤差分析 1、尺長誤差、尺長誤差 鋼尺名義長度和實際長度不符，則產(chǎn)生尺鋼尺名義長度和實際長度不符，則產(chǎn)生尺長誤差，它隨著距離的增長而增大。長誤差，它隨著距離的增長而增大。2、溫度誤差、溫度誤差 鋼尺受溫度影響其長度會變化鋼尺受溫度影響其長度會變化3、拉力誤差、拉力誤差 丈量時拉力要均勻丈量時拉力要均勻4、定線誤差、定線誤差 定線不直使丈量沿折線進行，因而總是使定線不直使丈量沿折線進行，因而總是使丈量結(jié)果偏大丈量結(jié)果偏大5、尺子不水平誤差、尺子不水平誤差

7、6、丈量本身的誤差、丈量本身的誤差 主要包括鋼尺刻劃誤差、對點不準主要包括鋼尺刻劃誤差、對點不準確讀數(shù)誤差以及外界條件影響等。一般來說這種誤差，在確讀數(shù)誤差以及外界條件影響等。一般來說這種誤差，在丈量的過程中可以抵消一部份，但不能完全消除，因此，丈量的過程中可以抵消一部份，但不能完全消除，因此，在測量時要十分仔細認真。在測量時要十分仔細認真。 u鋼尺的維護鋼尺的維護 1、鋼尺易生銹，丈量結(jié)束后應用軟布擦去尺上的泥和水，、鋼尺易生銹，丈量結(jié)束后應用軟布擦去尺上的泥和水，涂上機油以防生銹。涂上機油以防生銹。 2、鋼尺易折斷，如果鋼尺出現(xiàn)卷曲，切不可用力硬拉。、鋼尺易折斷，如果鋼尺出現(xiàn)卷曲，切不可用

8、力硬拉。 3、在行人和車輛較多的地區(qū)量距時，中間要有專人保護，、在行人和車輛較多的地區(qū)量距時，中間要有專人保護，以防止鋼尺被車輛碾壓而折斷。以防止鋼尺被車輛碾壓而折斷。 4、不準將鋼尺沿地面拖拉，以免磨損尺面分劃。、不準將鋼尺沿地面拖拉，以免磨損尺面分劃。 5、收卷鋼尺時，應按順時針方向轉(zhuǎn)動鋼尺搖柄，切不可逆、收卷鋼尺時，應按順時針方向轉(zhuǎn)動鋼尺搖柄，切不可逆轉(zhuǎn)，以免折斷鋼尺。轉(zhuǎn)，以免折斷鋼尺。4-3 視距測量 u 視距測量視距測量 視距測量是一種間接測距方法。它利用望遠鏡內(nèi)的視視距測量是一種間接測距方法。它利用望遠鏡內(nèi)的視距裝置（十字絲分劃板上的視距絲）和水準尺配合使用，距裝置（十字絲分劃板上

9、的視距絲）和水準尺配合使用，根據(jù)幾何光學原理測定距離和高差的方法。根據(jù)幾何光學原理測定距離和高差的方法。 u 優(yōu)缺點及用途優(yōu)缺點及用途優(yōu)點：測量速度快優(yōu)點：測量速度快 不受地形限制不受地形限制缺點：精度低，視距測量的精度約為缺點：精度低，視距測量的精度約為1/3001/300，高差一般為，高差一般為分米級分米級常用于：地形圖的測繪常用于：地形圖的測繪 地形點的距離和高差，工程和高地形點的距離和高差，工程和高程測量不能使用程測量不能使用。u 視線水平時視距測量公式視線水平時視距測量公式視線水平時的視距計算公式為： lklD100測站點A到立尺點B之間的高差為：vihu 視線傾斜時視距測量公式視線

10、傾斜時視距測量公式視線傾斜時的視距計算公式為： 22cos100coscosMNklLD測站點A到立尺點B之間的高差為：viDhtanu 視距測量誤差來源視距測量誤差來源 1、讀數(shù)誤差，、讀數(shù)誤差，視距絲讀數(shù)誤差是影響視距測量的重要因視距絲讀數(shù)誤差是影響視距測量的重要因素，視距越遠，誤差越大，所以，讀數(shù)時一定要仔細、準素，視距越遠，誤差越大，所以，讀數(shù)時一定要仔細、準確，并要認真消除誤差確，并要認真消除誤差。2、豎直角觀測誤差，、豎直角觀測誤差，豎直角觀測誤差對視距的影響將隨豎直角觀測誤差對視距的影響將隨著豎直角的增大而增加。著豎直角的增大而增加。3、視距尺傾斜所引起的誤差、視距尺傾斜所引起的

11、誤差4、視距常數(shù)不準確的誤差，、視距常數(shù)不準確的誤差，5、外界條件的誤差、外界條件的誤差 u電磁波測距的分類電磁波測距的分類 1)電磁波測距儀按其所采用的載波可分為：電磁波測距儀按其所采用的載波可分為： 用微波段的無線電波作為載波的用微波段的無線電波作為載波的微波測距儀微波測距儀 用激光作為載波的用激光作為載波的激光測距儀激光測距儀 用紅外光作為載波的用紅外光作為載波的紅外測距儀紅外測距儀 后兩者又統(tǒng)稱為光電測距儀（均采用光波作為載波）后兩者又統(tǒng)稱為光電測距儀（均采用光波作為載波） 微波和激光測距儀多屬于長程測距，測程可達微波和激光測距儀多屬于長程測距，測程可達60km60km，一般用，一般用

12、于大地測量；而紅外測距儀屬于中、短程測距儀于大地測量；而紅外測距儀屬于中、短程測距儀( (測程為測程為15km15km以以下下) )，一般用于小地區(qū)控制測量、地形測量、地籍測量和工程測，一般用于小地區(qū)控制測量、地形測量、地籍測量和工程測量等。（微波和激光測距儀的測程較大，多用于大地測量，紅外量等。（微波和激光測距儀的測程較大，多用于大地測量，紅外測距儀多用于小范圍內(nèi)的距離測量，我們在工程上用得較多的是測距儀多用于小范圍內(nèi)的距離測量，我們在工程上用得較多的是這一種）這一種） 一一 光電測距的原理光電測距的原理 直角棱鏡反射器有三個特點：1)反射器的入射光線和反射光線的方向相反，且線徑互相平行。利

13、于瞄準目標2)可以根據(jù)測程的長短增減棱鏡的個數(shù)。3)反射器有本身的規(guī)格參數(shù)。反射器與測距儀配合使用，不要隨意更換。測程短 1km 測程長3km二二 光電測距儀及其使用光電測距儀及其使用 一、紅外測距儀的類型一、紅外測距儀的類型紅外測距儀紅外測距儀，是以發(fā)射紅外光的光，是以發(fā)射紅外光的光源裝備的光電測距儀。源裝備的光電測距儀。1.1.類型：類型：1 1）按測程：短程測距儀，中程測）按測程：短程測距儀，中程測距儀，遠程測距儀，超遠程測距儀。距儀，遠程測距儀，超遠程測距儀。2）按基本功能的類型有：）按基本功能的類型有：1)專用型專用型：只用于測量距離。：只用于測量距離。2)半站型半站型：測距儀與光學

14、經(jīng)緯儀組：測距儀與光學經(jīng)緯儀組合在一起，稱為半站型儀器。合在一起，稱為半站型儀器。3)全站型全站型：測距儀與光電經(jīng)緯儀組：測距儀與光電經(jīng)緯儀組合的儀器，或者測距儀與光電經(jīng)緯合的儀器，或者測距儀與光電經(jīng)緯儀結(jié)合為一體化儀器，稱為全站型儀結(jié)合為一體化儀器，稱為全站型儀器，簡稱全站器。儀器，簡稱全站器。二、二、D3000紅外測距儀的技術(shù)指標紅外測距儀的技術(shù)指標 1.測距精度：測距精度： m=(a+bD) m=(5mm+5ppm.Dkm ) 2.測程：測程：在滿足測距精度的條件下測距儀可能測得的最大距離。在滿足測距精度的條件下測距儀可能測得的最大距離。 1.2km3.2km。與大氣狀況及反射器棱鏡數(shù)有

15、關(guān)。與大氣狀況及反射器棱鏡數(shù)有關(guān)。 三、三、D3000紅外測距儀主要設(shè)備紅外測距儀主要設(shè)備 1.測距儀主機：外貌：前面板，操作面板。測距儀主機：外貌：前面板，操作面板。 2.反射器 單棱鏡、三棱鏡反射器3.蓄電池、充電器 4.氣象儀器四、四、D3000紅外測距儀的一般使用紅外測距儀的一般使用 1.1.基本操作基本操作( (半站型半站型) )1)1)經(jīng)緯儀和反射器的安置。經(jīng)緯儀和反射器的安置。 2)2)測距儀的安置。測距儀的安置。(1)(1)安裝電池。安裝電池。(2)(2)把測距儀裝載在經(jīng)緯儀的支柱上把測距儀裝載在經(jīng)緯儀的支柱上。3)3)瞄準反射器。瞄準反射器。(1)(1)經(jīng)緯儀瞄準反射器。經(jīng)緯

16、儀瞄準反射器。覘牌中心。覘牌中心。(2)(2)測距儀瞄準反射器。測距儀瞄準反射器。4)4)開機檢查。開機檢查。5)5)測距。測距。正常測距、跟蹤測距、連續(xù)測距、平均測距。正常測距、跟蹤測距、連續(xù)測距、平均測距。6)6)測量氣象元素。測量氣象元素。7)7)關(guān)機收測。關(guān)機收測。 2.2.紅外測距儀使用中的注意問題：紅外測距儀使用中的注意問題： 測線環(huán)境要求：大氣透明度比較好，測線沒有障測線環(huán)境要求：大氣透明度比較好，測線沒有障礙物；測線上只架設(shè)一個反射器，不得存在多個反射礙物；測線上只架設(shè)一個反射器，不得存在多個反射器；測線上沒有強烈光源，太陽光不得對射測距儀。器；測線上沒有強烈光源，太陽光不得對

17、射測距儀。三三 光電測距成果處理光電測距成果處理 一、儀器改正。一、儀器改正。主要內(nèi)容：加常數(shù)改正。主要內(nèi)容：加常數(shù)改正。 測距儀在一條已知邊的測距結(jié)果總與已知邊相差的一個固定值，就測距儀在一條已知邊的測距結(jié)果總與已知邊相差的一個固定值，就是測距儀的加常數(shù)，用是測距儀的加常數(shù)，用C表示。表示。 C值可通過檢定測距儀值可通過檢定測距儀(包括反射器包括反射器)得到。得到。 二、氣象改正。二、氣象改正。1.氣象改正原理公式氣象改正原理公式2.氣象改正實用公式：測距儀光源不同，參考氣象元素不同，按原氣象改正實用公式：測距儀光源不同，參考氣象元素不同，按原理公式推證的實用公式也不同。理公式推證的實用公式

18、也不同。1)D3000紅外測距儀的氣象改正的實用公式紅外測距儀的氣象改正的實用公式氣壓單位氣壓單位kpa，溫度單位攝氏，溫度單位攝氏，Dtp單位毫米，單位毫米，Dokm以單位公里。以單位公里。183nnDDootp19316.27312.79396.278tpDDokmtp4-5 光電測距的平距歸算光電測距的平距歸算1.概念一般情況下，光電測距邊兩端點不可能同高程，光電測距邊是一條傾斜邊。把傾斜的測距邊化算為端點同高程的直線距離的工作，稱為平距化算。2.平距化算的輔助參數(shù)：1)地球曲率影響參數(shù)：C=16.19Dkm。2)折光角：k=0.13， r=2.10Dkm3)豎直角：263222DRRABRBAC273222DRkkRDkRAB3.平距化算