第五章：距離測量

1、 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系第五章 距離測量與直線定向 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系一般認為一般認為1 1、2 2為直接測距，為直接測距，3 3、4 4、5 5為間接測距。為間接測距。1.鋼尺量距2.電磁波測距3.三角測量法4.視距測量法5.衛(wèi)星測距主要指用鋼卷尺量距距離測量：測定地面點之間的水平距離 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系利用調(diào)制波波長利用調(diào)制波波長 測距測距電磁波測距圖B測距儀反光棱鏡S電磁波測距A 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系AbsinsinbSAB三角測量法間接測距，通過測量三角測量法間接測距，通過測量b b、 、 ，求邊長求邊長S SABAB： 用正弦定律：用正弦定律

2、：三角測量法測距圖交會角一般要求交會角一般要求3030 150 150 。S SABAB精度取決于基線精度取決于基線b b及角度及角度 、 的測量精度。的測量精度。河AB三角測量法間接測距 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系5.1 鋼尺量距鋼尺量距1.鋼卷尺鋼卷尺 尺長與規(guī)格：尺長與規(guī)格：20米、米、30米、米、50米，鋼質(zhì)，涂塑或不涂塑。米，鋼質(zhì)，涂塑或不涂塑。 刻度與注記：毫米刻度，注記厘米、分米、米。零分劃位刻度與注記：毫米刻度，注記厘米、分米、米。零分劃位 置有不同，分置有不同，分刻線尺刻線尺和和端點尺端點尺兩種兩種。 一、一、 量距用的工具量距用的工具: 鋼卷尺，花桿，測釬鋼卷尺，花桿，

3、測釬 一般量距方法一般量距方法 量距相對精度量距相對精度12000 15000 精密量距方法精密量距方法 量距相對精度量距相對精度110000 1400002.花桿花桿 定線用（量距時標定直線量距的前進方向）定線用（量距時標定直線量距的前進方向）3.測釬測釬 量距時在地面標定尺段端點位置。量距時在地面標定尺段端點位置。 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系端點尺 刻線尺測釬測釬 花桿花桿皮尺皮尺 測繩測繩鋼卷尺鋼卷尺 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系5.1 鋼尺量距鋼尺量距 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系|21返往返往距離平均值往返距離較差DDDDK 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系htdlllld0l

4、ll精密量距時采取的措施：精密量距時采取的措施： 1.1.用檢定過的鋼尺；用檢定過的鋼尺； 2.2.經(jīng)緯儀定線；經(jīng)緯儀定線； 3.3.定尺段樁定尺段樁( (概量得概量得) )，測尺段樁間高差；，測尺段樁間高差； 4.4.對鋼尺施加固定拉力；對鋼尺施加固定拉力； 5.5.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)： = = 0 0+ + d d+ + (t-t(t-t0 0) ) 0 0。L比尺場示意圖 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系3illll 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系oiiollll tiioilttliiitillll 22iiiDlh 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系例：用一檢定

5、過的30米鋼尺沿傾斜地面丈量AB距離，數(shù)據(jù)見 下表。該鋼尺的尺長方程式如下，請整理量距成果。 mCtmmm30)20(102 .18 .1305(注：鋼尺膨脹系數(shù)=0.00001150.0000125為鋼尺溫度變 化1度時，單位長度的變化量。)尺段長度及量距精度計算 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系5.2 視距測量視距測量視距測量利用經(jīng)緯儀(或水準儀)的視距絲，間接測 定距離和高差的方法。 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系一.視線水平時視距測量公式2111fab22fbfabpfbfp221lpfbffD221)(121221)(flpfbflpfbffD121221 ,)(flpfbfcpfbf

6、fKcKlDbbbabpp1plfD1fDDMNl1.視距公式：lKlD100 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系一.視線水平時視距測量公式1.視距公式：lKlD1002.高差公式:sihsih 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系二.視線傾斜時視距測量公式2.2.高差公式：高差公式：高差主值高差主值 A AENEMNMlcoscoscoscoslMNENME1.視距公式：2cos cos cosklklDDtan DhsihhsiDtanAB高差 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系觀測：在測站安置經(jīng)緯儀，對中、整平、量儀器 高 i i(至厘米)； 在測點豎水準尺，瞄準(要求三絲都能讀數(shù))。讀數(shù)：每個測點讀

7、四個讀數(shù) 上絲讀數(shù) m m 讀至毫米 下絲讀數(shù) n n 讀至毫米 中絲讀數(shù) s s 讀至厘米 豎盤讀數(shù) L L 讀至分三.視距測量觀測和計算 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系視距測量表SsiDHhHHsiDhnmDAAitantancos)(1002計算公式： 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系 5.3 電磁波測距電磁波測距一、電磁波測距(EDM)概述用電磁波(光波或微波)作為載波，傳輸測距信號，以測量兩點間距離的一種方法。B測距儀反光棱鏡電磁波測距A12SCt 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系二、電磁波測距儀分類二、電磁波測距儀分類1. 采用的載波（光源）分為：采用的

8、載波（光源）分為：微波測距儀微波測距儀激光測距儀激光測距儀紅外測距儀紅外測距儀 (砷化稼)2. 按測程分為：按測程分為：短程測距儀短程測距儀(5km)中程測距儀中程測距儀(515km)遠程測距儀遠程測距儀( 15km）3. 按精度分為：按精度分為：級測距儀級測距儀(mD 5mm) 級測距儀級測距儀(5 mD 10mm) 級測距儀級測距儀(mD 10mm ）4. 按測距原理分為：按測距原理分為： 脈沖式；脈沖式； 相位式相位式mD=a+bDa-固定誤差(mm)b-比例誤差系數(shù)(mm/km)D-測距邊長度(km) 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系)1(21ctD 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系)2(

9、21cdtdD)3(21tDcmm) 1 (21ctD 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系1）脈沖式測距原理 假設時鐘脈沖的震蕩頻率為 , 震蕩周期為計數(shù)器記錄的震蕩次數(shù)為N, 則脈沖光波在AB兩點間往返的時間為:0f001fT 00fNNTttncDg021 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系22Dtf122Dcf 212DDct2）相位式測距原理 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系2cuf122Dcf 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系hSHD% 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系H

10、h1h2 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系APB全站儀的功能 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系D 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系不同廠家生產(chǎn)的電子全站儀其鍵盤設計并不完全相同，實現(xiàn)相同測量功能的按鍵程序和步驟也不完全一樣，具體使用應參見廠家的使用說明書。 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系距離測量精度：（2mm+2ppmD）； 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系 5-4 直線定向直線定向: 確定直線與標準方向線之間的關系的工作。一、標準方向的種類 （一）真子午線方向 （二）磁子午線方向 （三）坐標縱軸方向12標準方向標準方向 合肥工業(yè)大學土建

11、學院測量工程系 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系羅盤儀及其使用羅盤儀及其使用 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系二、直線定向的方法方位角的定義方位角的定義方位角從標準方向起，順時針量到直線所成的 夾角。從0360。1.真方位角(A)2.磁方位角3.坐標方位角()(A(Am m) )1真北真北磁北磁北坐標北坐標北AAm2 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系子午線收斂角子午線收斂角 過地面上兩點的子午線的切線方向的夾角稱為子過地面上兩點的子午線的切線方向的夾角稱為子午線收斂角，用午線收斂角，用 表示表示4.坐標方位角與真方位角的關系sincos

12、sisinnLLPBRBOLtgRALBO 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系6.坐標方位角與磁方位角的關系真方位角與磁方位角之間存在真方位角與磁方位角之間存在磁偏角磁偏角 。5.真方位角與磁方位角的關系磁偏角磁偏角 過地面上一點的真子午線與磁過地面上一點的真子午線與磁子午線不重合，兩者之間的夾角子午線不重合，兩者之間的夾角稱為磁偏角，用稱為磁偏角，用 表示表示 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系111arctanoooyRx三、坐標方位角的推算（北）（北）（西）（西）y（東）（東）（南）（南）xoRO1RO3RO2RO4O1O2O3O41234O1=RO1O2=180RO2O3=180 RO3O4=

13、360RO4象限角象限角1(1911.5782045.263)76 5440(1407.471 1376.389)ABtgA A（1376.3891376.389、2045.2632045.263）B B（1407.4711407.471、1911.5781911.578）76 5440 360283 0520AB 直線與直線與x軸的夾角（軸的夾角（R=0-90） 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系BX XAABBAABABBABAAB180ABBA三、坐標方位角的推算例：已知CD= 782024， JK=3261230， 求DC，KJ：解：DC=2582024 KJ=1461230 合肥工業(yè)大學

14、土建學院測量工程系ABB321,三、坐標方位角的推算 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系1801112B180 3601BABBBAB三、坐標方位角的推BBA18032334 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系)(32334)(21223)(1112180180180左左左B如果用左角推算各條邊長的坐標方位角：可以寫出推算邊長坐標方位角的一般公式：)(180左后前i三、坐標方位角的推算 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系（右）（右）再減，則360180180三、坐標方位角的推算可以寫出推算邊長坐標方位角的一般公式：)(180)(左角為正，右角為負左、右后前i)(180右后前i 合

15、肥工業(yè)大學土建學院測量工程系12=解： B1=已知：AB=7620，B=18542，1=21108，2=15045 求：B1、12、23三、坐標方位角的推算23=21+2-360=12-180+2=11310-180+15045=8355 方位角推算公式：方位角推算公式： 前前 = = 后后 + + 左左 - 180- 180 (5-4-1) (5-4-1) 前前 = = 后后 - - 右右 + + 180180 (5-4-2)(5-4-2) 360360 時時, ,減減360360 ; ; 0 0 時時, ,加加360360 。A A 2323 1212 B1B11 12 2B B ABAB 1 1 2 2 B B3 3 BA+B - 360 =AB -