工程測(cè)量ppt第四章 距離測(cè)量

測(cè)量工作基本內(nèi)容高程測(cè)量（已講）角度測(cè)量（已講）距離測(cè)量（即將講述）第四章距離測(cè)量1、測(cè)量工具2、直線定線3、鋼尺量距的一般方法4、鋼尺量距的精密方法5、距離測(cè)量誤差距離是指兩點(diǎn)間的水平長(zhǎng)度。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)距儀和光學(xué)視距法測(cè)距等。本章主要內(nèi)容：1測(cè)量工具⒈鋼尺——用薄鋼片制成的帶狀尺，可卷入金屬圓盒內(nèi)，故又稱鋼卷尺。尺寬10～15mm。長(zhǎng)度20m、30m、50m等。鋼尺的優(yōu)點(diǎn)：抗拉強(qiáng)度高，不易拉伸，在工程測(cè)量中常用鋼尺量距。鋼尺的缺點(diǎn)：性脆，易折斷，易生銹，使用時(shí)要避免扭折、防止受潮。1測(cè)量工具⒈鋼尺根據(jù)尺的零點(diǎn)位置——①刻線尺，②端點(diǎn)尺；刻線尺端點(diǎn)尺⒉皮尺——用麻皮制成，精度低，只用于精度要求不高的距離丈量。3.輔助工具——測(cè)釬、花桿、垂球、彈簧秤和溫度計(jì)1測(cè)量工具將所量尺段標(biāo)定在待測(cè)二點(diǎn)間一條直線上的工作稱為直線定線。直線定線有目估定線和經(jīng)緯儀定線兩種方法

⑴目估定線——一般量距用目視定線。直線定線一般應(yīng)采用“走近定線”方法。

⑵經(jīng)緯儀定線——精密量距應(yīng)用經(jīng)緯儀定線。2直線定線⑴平坦地區(qū)量距——量距精度不高時(shí)可采用整尺法量距，直接將鋼尺沿地面丈量，不用加溫度改正和用彈簧秤標(biāo)定施加拉力。3鋼尺量距的一般方法（重點(diǎn)）丈量前，先將待測(cè)距離的兩個(gè)端點(diǎn)用木樁（樁頂釘一小釘）標(biāo)志出來(lái)，清除直線上的障礙物后，一般由兩人在兩點(diǎn)間邊定線邊丈量

（1）量距時(shí)，先在A、B兩點(diǎn)上豎立測(cè)桿（或測(cè)釬），標(biāo)定直線方向，然后，后尺手持鋼尺的零端位于A點(diǎn)，前尺手持尺的末端并攜帶一束測(cè)釬，沿AB方向前進(jìn)，至一尺段長(zhǎng)處停下，兩人都蹲下。（2）后尺手以手勢(shì)指揮前尺手將鋼尺拉在AB直線方向上；后尺手以尺的零點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)A點(diǎn)，兩人同時(shí)將鋼尺拉緊、拉平、拉穩(wěn)后，前尺手喊“預(yù)備”，后尺手將鋼尺零點(diǎn)準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)A點(diǎn)，并喊“好”，前尺手隨即將測(cè)釬對(duì)準(zhǔn)鋼尺末端刻劃豎直插入地面，得1點(diǎn)。（3）接著后尺手與前尺手共同舉尺前進(jìn)，后尺手走到1點(diǎn)時(shí)，即喊“停”。同法丈量第二尺段，然后后尺手拔起1點(diǎn)上的測(cè)釬。如此繼續(xù)丈量下去，直至最后量出不足一整尺的余長(zhǎng)q。

A、B兩點(diǎn)間的水平距離

D=nl+Δl 3鋼尺量距的一般方法（重點(diǎn)）

為了提高精度，一般采用往返丈量。量距精度以相對(duì)誤差表示，通?；癁榉肿訛?的分?jǐn)?shù)形式： K=|D往-D返|/D平均=1/M M=D平均/|ΔD|兩點(diǎn)間水平距離為： 平坦地區(qū)鋼尺量距相對(duì)誤差不應(yīng)大于1/3000；在困難地區(qū)相對(duì)誤差不應(yīng)大于1/1000。 3鋼尺量距的一般方法（重點(diǎn)）D平均=(D往+D返)/2例：用30m長(zhǎng)的鋼尺往返丈量A、B兩點(diǎn)間的水平距離，丈量結(jié)果分別為：往測(cè)4個(gè)整尺段，余長(zhǎng)為9.98m；返測(cè)4個(gè)整尺段，余長(zhǎng)為10.02m。計(jì)算A、B兩點(diǎn)間的水平距離DAB及其相對(duì)誤差K。解:

D往=nl+q=4×30+9.98=129.98m

D返=nl+q=4×30+10.02=130.02m

D平均=(D往+D返)/2=(129.98+130.02)/2=130.00m

K=|D往-D返|/D平均=1/32503鋼尺量距的一般方法⑵傾斜地面距離丈量——視地形情況可用水平量距法或傾斜量距法。當(dāng)量距精度要求在1/1萬(wàn)以上時(shí)，要用精密量距方法，精密量距前要先清理場(chǎng)地。①定線——經(jīng)緯儀定線、鋼尺概量，打木樁、劃線。4鋼尺量距的精密方法（重點(diǎn)）經(jīng)緯儀定線當(dāng)量距精度要求在1/1萬(wàn)以上時(shí)，要用精密量距方法，精密量距前要先清理場(chǎng)地。①定線——經(jīng)緯儀定線、鋼尺概量，打木樁、劃線。4鋼尺量距的精密方法（重點(diǎn)）打木樁、劃線4鋼尺量距的精密方法②量距——用檢定過(guò)的鋼尺丈量相鄰兩木樁之間的距離。每尺段要移動(dòng)鋼尺位置丈量三次，三次測(cè)得的結(jié)果的較差視不同要求而定，一般不得超過(guò)2～3mm，否則要重量。若在限差以內(nèi)，則取平均值。作為此尺段的觀測(cè)成果。標(biāo)準(zhǔn)拉力(30m尺子，100N)。測(cè)記溫度，估讀到0.5℃。③測(cè)量樁頂高程——往返觀測(cè)，往返所測(cè)高差之差，不超過(guò)±10mm,如在限差之內(nèi)，取平均值作為觀測(cè)成果。精密量距中，每一尺段需進(jìn)行尺長(zhǎng)改正、溫度改正及傾斜改正，求出改正后的尺段長(zhǎng)度。⑴尺長(zhǎng)改正

鋼尺名義長(zhǎng)度l0一般和實(shí)際長(zhǎng)度不相等，每量一段都需加入尺長(zhǎng)改正。在標(biāo)準(zhǔn)拉力、標(biāo)準(zhǔn)溫度下經(jīng)過(guò)檢定實(shí)際長(zhǎng)度為l’，其差值Δl為整尺段的尺長(zhǎng)改正，即 Δl=l’-l0任一長(zhǎng)度l尺長(zhǎng)改正公式為： Δld=Δl×l/l0 4鋼尺精密量距的成果整理⑵溫度改正設(shè)鋼尺在檢定時(shí)的溫度為t0℃，丈量時(shí)的溫度為t℃，鋼尺的線膨脹系數(shù)α。則某尺段l的溫度改正為： Δlt=α(t-t0)l 4鋼尺精密量距的成果整理⑶傾斜改正設(shè)沿地面量斜距為l，測(cè)得高差為h,換成平距d要進(jìn)行傾斜改正。4鋼尺精密量距的成果整理改正公式為：上式用級(jí)數(shù)展開(kāi)：當(dāng)高差不大時(shí)，h與l比值很小，取前兩項(xiàng)得傾斜改正為：每一尺段改正后的水平距離為：4鋼尺精密量距的成果整理日期鋼尺號(hào)碼：No.008鋼尺膨脹系數(shù)：0.000012鋼尺檢定溫度20°C鋼尺名義長(zhǎng)度lo=30m鋼尺的實(shí)際長(zhǎng)度l=30.0025m鋼尺的檢定拉力100N尺段編號(hào)測(cè)量次數(shù)前尺讀數(shù)尺段長(zhǎng)度（m)尺段平均長(zhǎng)度（m)溫度高差(m)尺長(zhǎng)改正（mm)改正后的尺段長(zhǎng)度（m)備注后尺讀數(shù)（m)溫度改正（mm)傾斜改正（mm)A-1129.94629.89529.89625.8°C0.2722.529.8994此記錄表是記錄A至B往測(cè)數(shù)據(jù)0.051229.95229.8970.055+2.1329.94329.896-1.20.0471-2129.93329.91729.91627.6°C+0.1742.529.92070.016229.9629.9150.045+2.7329.95229.916-0.50.036……………………4-B11.881.8041.80527.5°C-0.0650.21.8041Σ=91.5060.07621.871.8060.064+0.131.861.805-1.20.055鋼尺精密量距計(jì)算表日期鋼尺號(hào)碼：No.008鋼尺膨脹系數(shù)：0.000012鋼尺檢定溫度20°C鋼尺名義長(zhǎng)度lo=30m鋼尺的實(shí)際長(zhǎng)度l=30.0025m鋼尺的檢定拉力100N尺段編號(hào)測(cè)量次數(shù)前尺讀數(shù)尺段長(zhǎng)度（m)尺段平均長(zhǎng)度（m)溫度高差(m)尺長(zhǎng)改正（mm)改正后的尺段長(zhǎng)度（m)后尺讀數(shù)（m)溫度改正（mm)傾斜改正（mm)A-1129.94625.8°C0.2720.051229.9520.055329.9430.0471-2129.93329.91729.91627.6°C+0.1742.529.92070.016229.9629.9150.045+2.7329.95229.916-0.50.036……………………鋼尺精密量距計(jì)算表29.89529.89729.896+2.1-1.2+2.529.899429.8965距離測(cè)量誤差鋼尺量距的誤差(1)定線誤差

(2)尺長(zhǎng)誤差(3)溫度誤差(4)拉力誤差(5)鋼尺不水平誤差(6)鋼尺對(duì)點(diǎn)及讀數(shù)誤差(1)定線誤差

AD1D2PB丈量距離時(shí)若偏離直線方向，則成一折線，使所量距離有所增長(zhǎng)，這與鋼尺不水平的誤差相似。當(dāng)用標(biāo)桿目測(cè)定線，應(yīng)使各整尺段偏離直線方向小于0.3m，在精密測(cè)量中應(yīng)用經(jīng)緯儀定線(2)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)檢定并在丈量結(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)橐话愠唛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；(3)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5°C。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)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。(5)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。（6）鋼尺對(duì)點(diǎn)及讀數(shù)誤差

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。1、測(cè)量工具2、直線定線3、鋼尺量距的一般方法4、鋼尺量距的精密方法5、距離測(cè)量誤差主要內(nèi)容：思考題某鋼尺名義長(zhǎng)度為30m，經(jīng)檢定實(shí)長(zhǎng)為30.005m，檢定時(shí)溫度t0＝10℃，使用拉力P＝100N，用該尺丈量某距離為312.450m，丈量時(shí)溫度為t＝30℃，P＝100N，兩端高差0.83m，求水平距離。視距測(cè)量是利用望遠(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。最簡(jiǎn)單的視距裝置是測(cè)量?jī)x器(如經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀)的望遠(yuǎn)鏡十字絲分劃板上刻制上、下對(duì)稱的兩條短線，稱視距絲。視距測(cè)量中的視距尺可用普通水準(zhǔn)尺，也可用專用視距尺。視距測(cè)量精度一般為1/200～1/300，精密視距測(cè)量可達(dá)1/2000。由于視距測(cè)量用一臺(tái)經(jīng)緯儀即可同時(shí)完成兩點(diǎn)間平距和高差的測(cè)量，操作簡(jiǎn)便，所以當(dāng)?shù)匦纹鸱^大時(shí)，常用于碎部測(cè)量和圖根的加密。視距測(cè)量12 11 13 n m l i n m p n′ m′ f δ

d l v h φ

A B D F 圖8-4

視線水平時(shí)的視距測(cè)量原理 視線水平時(shí)12 11 13 n m l i n m p n′ m′ f δ

d l v h φ

A B D F 圖8-4

視線水平時(shí)的視距測(cè)量原理 令12 11 13 n m l i n m p n′ m′ f δ

d l v h φ

A B D F 圖8-4

視線水平時(shí)的視距測(cè)量原理 A、B兩點(diǎn)間的高差h為

i——儀器高（m）；v——十字絲中絲在視距尺上的讀數(shù)，即中絲讀數(shù)（m）

設(shè)視線豎直角為α，由于十字絲上、下絲的間距很小，視角2φ約為34′，故可將∠EM’M和∠EN’N近似看成直角?！螹EM’=∠NEN’=α，從圖可見(jiàn)：M’E+EN’=(ME+EN)cosαl’=lcosαD’=Kl’=Klcosα水平距離為D=D’cosα=Klcos2α初算高差為：視線傾斜時(shí)視距測(cè)量公式A、B兩點(diǎn)高差為：直線定向確定直線與標(biāo)準(zhǔn)方向之間的關(guān)系，稱為直線定向。一、標(biāo)準(zhǔn)方向1．真子午線方向通過(guò)地球表面某點(diǎn)的指向地球南北極的方向線稱為真子午線，通過(guò)地球表面某點(diǎn)的真子午線的切線方向，稱為該點(diǎn)的真子午線方向。真子午線方向可用天文測(cè)量方法測(cè)定。2．磁子午線方向磁子午線方向是在地球磁場(chǎng)作用下，磁針在某點(diǎn)自由靜止時(shí)其軸線所指的方向。磁子午線方向可用羅盤(pán)儀測(cè)定。3．坐標(biāo)縱軸方向在高斯平面直角坐標(biāo)系中，坐標(biāo)縱軸線方向就是地面點(diǎn)所在投影帶的中央子午線方向。在同一投影帶內(nèi)，各點(diǎn)的坐標(biāo)縱軸線方向是彼此平行的。

二、方位角定義：由子午線北端順時(shí)針?lè)较蛄康綔y(cè)線上的夾角，稱為該直線的方位角。其范圍為0°～360°。有：真方位角、磁方位角、坐標(biāo)