測(cè)量距離測(cè)量精品課件

1、測(cè)量距離測(cè)量2022/9/22第四章 距離測(cè)量1第1頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)26分，星期四2022/9/22第四章 距離測(cè)量2第四章 距離測(cè)量?jī)?nèi)容要求：1掌握鋼尺量距2理解鋼尺量距誤差3熟練掌握視距測(cè)量4理解電磁波測(cè)距重點(diǎn)講授：鋼尺量距視距測(cè)量電磁波測(cè)距。第2頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)26分，星期四2022/9/22第四章 距離測(cè)量3第四章 距離測(cè)量4.1 鋼尺量距1、量距工具2、直線定線3、量具方法4、鋼尺量距成果整理5、鋼尺檢定第3頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)26分，星期四2022/9/22第四章 距離測(cè)量44.1鋼尺量距相關(guān)概念：在測(cè)

2、區(qū)面積不大的情況下（半徑小于10km的范圍），可以不考慮地球曲率的影響，用水平面代替水準(zhǔn)面。 兩點(diǎn)間連線垂直投影在水平面上的長(zhǎng)度稱為水平距離。地面上兩點(diǎn)間的距離是指這兩點(diǎn)沿鉛垂線方向在大地水準(zhǔn)面上投影點(diǎn)間的弧長(zhǎng)。第4頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)26分，星期四2022/9/22第四章 距離測(cè)量54.1鋼尺量距直線量距的一般方法直接量距：用長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)直接與被測(cè)距離比較，從而獲得被測(cè)距離長(zhǎng)度。（皮尺、鋼尺、銦瓦基線尺） 。間接量距：根據(jù)已知條件，依據(jù)一定的關(guān)系式間接推算出被測(cè)距離。（視距測(cè)量、視差法測(cè)距、物理測(cè)距）第5頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)26分，星期四2022/

3、9/22第四章 距離測(cè)量6直線量距的精度及其適用范圍 方法 精度 適用范圍4.1鋼尺量距1、步測(cè)法1/50野外踏勘、選點(diǎn)和小比例尺地形圖的測(cè)繪2、視距法 3、鋼尺一般量距4、鋼尺精密量距5、激光紅外測(cè)距儀1/2001/300地形測(cè)量中的碎部測(cè)量1/20001/3000導(dǎo)線測(cè)量，一般建筑軸線丈量1/50001/2萬(wàn)精密導(dǎo)線測(cè)量，工業(yè)廠房主要軸線的測(cè)量測(cè)程：2KM20KM精度：(3mm+2PPM)第6頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)26分，星期四2022/9/22第四章 距離測(cè)量74.1.1 量距工具鋼尺量距： 是利用具有標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度的鋼尺直接測(cè)量地面兩點(diǎn)間的距離，又稱距離丈量。量距常用的

4、工具有：測(cè)繩、皮尺、 鋼尺、因瓦尺。測(cè)纖、花桿、 垂球、彈簧稱 和溫度計(jì)。第7頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)26分，星期四2022/9/22第四章 距離測(cè)量84.1.2 直線定線直線定線 將待測(cè)距離上的分段點(diǎn)標(biāo)定在同一條直線上的工作。量定線的目的：保證待測(cè)距離的直線性定線的方法：花桿目視定線經(jīng)緯儀正倒鏡分中法第8頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)26分，星期四2022/9/22第四章 距離測(cè)量94.1.2 直線定線直線定線的實(shí)施在兩點(diǎn)間定線；在兩點(diǎn)的延長(zhǎng)線上定線；兩點(diǎn)不通視時(shí)的定線：逐漸趨近法。第9頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)26分，星期四2022/9/

5、22第四章 距離測(cè)量10量距方法平坦地面的距離丈量 D = nL0 + L0在平坦地面丈量距離時(shí)，可把尺子放在地面上逐段進(jìn)行 丈量至少往返測(cè)各一次。量距精度以相對(duì)誤差表示，并將其換算為分子為1的分?jǐn)?shù)形式，精度一般不低于1/3000|往測(cè) 返測(cè) | / 往返均值 = 1 / MAB第10頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)26分，星期四2022/9/22第四章 距離測(cè)量11量距方法平坦地面測(cè)量算例： 整尺段數(shù)為3，余長(zhǎng): 往測(cè)24.890m,返測(cè)24.840m D = nL0 + L0 往測(cè)距離為：174.890m 返測(cè)距離為：174.840m 平均距離為：174.865m相對(duì)誤差：|往

6、測(cè) 返測(cè)|/往返均值=1/M |174.890-174.840|/174.865=1/3500 AB第11頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)26分，星期四2022/9/22第四章 距離測(cè)量12量距方法傾斜地面的距離丈量平量法 如果地面起伏不大，丈量時(shí)將尺子一端抬高，并用目估法使尺子大致水平，然后用測(cè)釬（或垂球）將尺子的端點(diǎn)投到地面上。將量得的各段水平距離求和即為所量距離。第12頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)26分，星期四2022/9/22第四章 距離測(cè)量13量距方法傾斜地面的距離丈量斜量法 當(dāng)坡度變化均勻時(shí)，AB的斜距L，測(cè)出地面的傾角，則水平距離l為： l=Lcos。

7、如果未測(cè)傾角，而是測(cè)定了A、B兩點(diǎn)間的高差h，按直角三角形計(jì)算。第13頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)26分，星期四2022/9/22第四章 距離測(cè)量14量距方法數(shù)據(jù)處理誤差計(jì)算： 往、返測(cè)較差：D=D往D返 往、返測(cè)相對(duì)較差：容許相對(duì)較差： 測(cè)規(guī)鐵路城市公路容許相對(duì)較差1/20001/3000平地：1/3000山地：1/1000第14頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)26分，星期四2022/9/22第四章 距離測(cè)量15量距方法數(shù)據(jù)處理若達(dá)到精度,所測(cè)距離最終值為： 第15頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)26分，星期四2022/9/22第四章 距離測(cè)量16量距

8、方法精密量距適用范圍： 精度要求1/10000以上時(shí)距離測(cè)量。量距方法： 清理現(xiàn)場(chǎng)、經(jīng)緯儀架設(shè)在A點(diǎn)，瞄準(zhǔn)B點(diǎn)。 在經(jīng)緯儀視線上依次定出比鋼尺一整尺段略短的尺段，并打上木樁，木樁上標(biāo)“十”字。第16頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)26分，星期四2022/9/22第四章 距離測(cè)量17量距方法精密量距量距方法： 兩人拉尺，后司尺用彈簧稱控制拉力，兩人同時(shí)讀數(shù)，要求讀至0.5mm ，一人指揮。 每尺段移動(dòng)鋼尺前后位置三次，三次測(cè)量結(jié)果之差不超過(guò)23mm，并記錄現(xiàn)場(chǎng)溫度至0.5 。 用水準(zhǔn)儀測(cè)量尺段間木樁頂高差、往返高差不超過(guò)10mm。第17頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)26

9、分，星期四2022/9/22第四章 距離測(cè)量18鋼尺量距數(shù)據(jù)整理尺長(zhǎng)改正： 鋼尺名義長(zhǎng)度l0 、實(shí)際長(zhǎng)度l則整尺段的尺長(zhǎng)改正數(shù)：l = l l0 任一長(zhǎng)度l的尺長(zhǎng)改正數(shù)： Ld = （ l / l0 ）L 溫度改正 lt = （t-t0 ）l，其中：為鋼尺膨脹系數(shù),0.0000125/t為野外量距時(shí)溫度。t0 為 檢定鋼尺時(shí)的溫度。第18頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)26分，星期四2022/9/22第四章 距離測(cè)量194.1.4 鋼尺量距數(shù)據(jù)整理傾斜改正：lh = d - l ，其中：高差為h,斜距為l，h2=l2d2=(ld)(l+d)，ld=h2/（l+d）；由于lh，ld，

10、所以：lh = -(h2 / 2l)水平距離d= l + ld + lt + lh第19頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)26分，星期四2022/9/22第四章 距離測(cè)量204.1.5 鋼尺檢定由專門(mén)的計(jì)量單位在專門(mén)的鋼尺檢定場(chǎng)進(jìn)行檢定，得到在標(biāo)準(zhǔn)溫度、標(biāo)準(zhǔn)拉力下的實(shí)際鋼尺長(zhǎng)度。最終以鋼尺方程式的形式表示出來(lái)。尺長(zhǎng)方程式 lt = l0 + ld + l0 (t-t0)第20頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)26分，星期四2022/9/22第四章 距離測(cè)量21第四章 距離測(cè)量4.2 鋼尺量距誤差及注意事項(xiàng)第21頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)26分，星期四202

11、2/9/22第四章 距離測(cè)量224.2鋼尺量距的誤差及注意事項(xiàng)1、定線誤差2、尺長(zhǎng)誤差3、溫度測(cè)定誤差4、鋼尺傾斜誤差5、拉力不均誤差6、鋼尺對(duì)準(zhǔn)及讀數(shù)誤差第22頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)26分，星期四2022/9/22第四章 距離測(cè)量23第四章 距離測(cè)量4.3 視距測(cè)量1、視距測(cè)量原理2、視線水平時(shí)視距測(cè)量公式3、視線傾斜時(shí)視距測(cè)量公式4、視距常數(shù)測(cè)定5、視距測(cè)量誤差及注意事項(xiàng)第23頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)26分，星期四2022/9/22第四章 距離測(cè)量244.3.1 視距測(cè)量原理原理：利用望遠(yuǎn)鏡中的視距絲裝置(上、下絲)，根據(jù)幾何光學(xué)原理，同時(shí)測(cè)定地面

12、兩點(diǎn)間的水平距離和高差的方法。特點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單、快速，受地形條件限制小，量距精度為1/2001/300，但能滿足地形測(cè)量中碎部測(cè)量的精度要求。第24頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)26分，星期四2022/9/22第四章 距離測(cè)量25視線水平時(shí)視距測(cè)量計(jì)算公式ABnmnDFNMpdfnmm 儀器中心至物鏡光心的距離，常數(shù)值 物鏡焦距，常數(shù)值 焦點(diǎn)至水準(zhǔn)尺的距離，變量第25頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)26分，星期四2022/9/22第四章 距離測(cè)量26視線水平時(shí)視距測(cè)量計(jì)算公式 上、下十字絲的間隔，常數(shù)值 上、下十字絲在水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)差，觀測(cè)值mnmnABDFNMpdfl

13、nm第26頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)26分，星期四2022/9/22第四章 距離測(cè)量27 視線水平時(shí)視距測(cè)量計(jì)算公式對(duì)于內(nèi)調(diào)焦望遠(yuǎn)鏡，一般有K=100, C=0第27頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)26分，星期四2022/9/22第四章 距離測(cè)量28 視線水平時(shí)視距測(cè)量計(jì)算公式i 儀器高v 中橫絲在尺上的讀數(shù)mnmniABDFNMpdfvlhnm第28頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)26分，星期四2022/9/22第四章 距離測(cè)量29 視線傾斜時(shí)視距測(cè)量計(jì)算公式DAN BM DlMN第29頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)26分，星期四202

14、2/9/22第四章 距離測(cè)量30 視線傾斜時(shí)視距測(cè)量計(jì)算公式ODMQNBAJN lDM 第30頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)26分，星期四2022/9/22第四章 距離測(cè)量31 視線傾斜時(shí)視距測(cè)量計(jì)算公式第31頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)26分，星期四2022/9/22第四章 距離測(cè)量32 視線傾斜時(shí)視距測(cè)量計(jì)算公式h 初算高差，在QJO中，h =D tgiODMQNBAvJhhN lDM 第32頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)26分，星期四2022/9/22第四章 距離測(cè)量334.3.4 視距測(cè)量方法測(cè)量步驟:安置儀器量?jī)x高i 上、中、下三絲讀數(shù)(l

15、、v) 豎盤(pán)水準(zhǔn)管氣泡居中，豎盤(pán)讀數(shù)(L) 計(jì)算、D、h計(jì)算公式（使用順時(shí)針刻劃豎盤(pán)的經(jīng)緯儀，當(dāng) x=0時(shí)，）第33頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)26分，星期四2022/9/22第四章 距離測(cè)量34第四章 距離測(cè)量4.4 電磁波測(cè)距1、電磁波測(cè)距儀分類2、光電測(cè)距儀測(cè)距基本原理3、相位式光電測(cè)距儀4、距量測(cè)量的步驟5、全站儀及其使用6、全站儀使用注意事項(xiàng)第34頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)26分，星期四2022/9/22第四章 距離測(cè)量354.4.1 電磁波測(cè)距儀分類按載波分為： 微波測(cè)距儀：采用微波段的無(wú)線電波作為載波； 光電測(cè)距儀：采用光波作為載波，又分為以下兩

16、類：激光測(cè)距儀：用激光作為載波；紅外測(cè)距儀：用紅外光作為載波。第35頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)26分，星期四2022/9/22第四章 距離測(cè)量364.4.1 電磁波測(cè)距儀分類按測(cè)定時(shí)間方式的不同分為： 脈沖式測(cè)距儀； 相位式測(cè)距儀。光電測(cè)距儀按測(cè)程可分為： 短程測(cè)距儀：測(cè)程小于3km，用于普通工程測(cè)量和城市測(cè)量； 中程測(cè)距儀：測(cè)程為3km15km，通常用于一般等級(jí)控制測(cè)量； 長(zhǎng)程測(cè)距儀：測(cè)程大于15km，通常用于國(guó)家三角網(wǎng)及特級(jí)導(dǎo)線。第36頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)26分，星期四2022/9/22第四章 距離測(cè)量374.4.1 電磁波測(cè)距儀分類按儀器的標(biāo)稱精

17、度指標(biāo)分級(jí) 儀器的標(biāo)稱精度表達(dá)式為：I級(jí)：mD 5mm II級(jí)：5mD 10mm 級(jí)：10mD 20mm第37頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)26分，星期四2022/9/22第四章 距離測(cè)量384.4.2 光電測(cè)距儀測(cè)距基本原理基本原理：ADBn為光在大氣中光的折射率第38頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)26分，星期四2022/9/22第四章 距離測(cè)量394.4.3 相位式光電測(cè)距儀原理框圖：第39頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)26分，星期四2022/9/22第四章 距離測(cè)量404.4.3 相位式光電測(cè)距儀相位示意圖 ：第40頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月

18、20日，12點(diǎn)26分，星期四2022/9/22第四章 距離測(cè)量414.4.3 相位式光電測(cè)距儀相位法測(cè)距的基本公式 ：將及代入得：將t代入得：DC*t/22ft t / 2f c/f平坦地面的距離丈量 D = nL0 + L0第41頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)26分，星期四2022/9/22第四章 距離測(cè)量424.4.3 相位式光電測(cè)距儀相位法測(cè)距的基本原理上式與鋼尺量距公式相比， /2相當(dāng)于尺長(zhǎng)，N為整尺段， （/2）* N為余尺長(zhǎng)。因此我們稱/2為“光測(cè)尺”。由于相位計(jì)只能分辨出02之間的相位變化，面不能測(cè)出整周期相位數(shù)N，同時(shí)相位計(jì)的精度一般為1/1000，因此若選用波長(zhǎng)

19、大的波，則無(wú)法保證精度要求，若采用波長(zhǎng)短的波，則無(wú)法測(cè)量長(zhǎng)的距離。第42頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)26分，星期四2022/9/22第四章 距離測(cè)量434.4.3 相位式光電測(cè)距儀相位法測(cè)距的基本原理為解決這一問(wèn)題，在測(cè)距儀上通常采用多個(gè)波長(zhǎng)進(jìn)行測(cè)距。用短尺測(cè)定精確的小數(shù)。用長(zhǎng)尺測(cè)定距離的大數(shù)。第43頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)26分，星期四2022/9/22第四章 距離測(cè)量444.4.4 距量測(cè)量的步驟1、將測(cè)距儀和反射鏡分別安置于待測(cè)距離的兩端，仔細(xì)地對(duì)中。2、測(cè)距儀接通電源后照準(zhǔn)反射鏡，檢查經(jīng)反射鏡反回的光強(qiáng)信號(hào)，合乎要求后即可開(kāi)始測(cè)距。為避免錯(cuò)誤和減少照

20、準(zhǔn)誤差的影響，可進(jìn)行若干個(gè)測(cè)回的觀測(cè)。第44頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)26分，星期四2022/9/22第四章 距離測(cè)量454.4.4 距量測(cè)量的步驟3、測(cè)距讀數(shù)值記入手簿中，接著觀測(cè)豎直角并記入手簿的相應(yīng)欄內(nèi)。4、由溫度計(jì)和氣壓計(jì)讀取大氣溫度和氣壓值。5、按氣溫和氣壓進(jìn)行氣象改正，按測(cè)線的豎直角進(jìn)行傾斜改正，最后求得測(cè)線的水平距離。第45頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)26分，星期四2022/9/22第四章 距離測(cè)量464.4.5 測(cè)距成果的整理(1)儀器系統(tǒng)誤差的改正包括加常數(shù)改正、乘常數(shù)改正和周期誤差的改正。(2)電磁波在大氣中傳輸時(shí)受氣象條件的影響很大，因而

21、要進(jìn)行氣象改正。(3)歸算改正主要有傾斜改正、歸算至參考橢球面的改正和投影到高斯平面上的改正等。第46頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)26分，星期四2022/9/22第四章 距離測(cè)量474.4.6 全站儀及其使用全站儀簡(jiǎn)介：全站儀，即全站型電子速測(cè)儀（Electronic Total Station），它是由電子測(cè)角、電子測(cè)距、電子計(jì)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元等組成的三維坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)，測(cè)量結(jié)果能自動(dòng)顯示，并能與外圍設(shè)備交換信息的多功能測(cè)量?jī)x器。第47頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)26分，星期四2022/9/22第四章 距離測(cè)量484.4.6 全站儀及其使用全站儀簡(jiǎn)介：全站儀較完

22、善地實(shí)現(xiàn)了測(cè)量和處理過(guò)程的電子化和一體化，因此得到了廣泛的應(yīng)用。其基本功能是在儀器照準(zhǔn)目標(biāo)后，通過(guò)微處理器的控制，能自動(dòng)完成測(cè)距，水平方向和天頂距讀數(shù)、觀測(cè)數(shù)據(jù)的顯示、存儲(chǔ)。第48頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)26分，星期四2022/9/22第四章 距離測(cè)量494.4.6 全站儀及其使用全站儀（圖）第49頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)26分，星期四2022/9/22第四章 距離測(cè)量504.4.6 全站儀及其使用全站儀觀測(cè)數(shù)據(jù)的記錄方式：通過(guò)電纜，將儀器的數(shù)據(jù)傳輸接口和外接的記錄器連接起來(lái)，數(shù)據(jù)直接存儲(chǔ)在外接的記錄器中；利用儀器內(nèi)部的大容量?jī)?nèi)存，記錄數(shù)據(jù)；采用插入式數(shù)據(jù)記錄卡。 第50頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月