[理学]第4章测距.ppt

测测 量量 学学 河海大学测绘科学与工程系河海大学测绘科学与工程系 第四章第四章 距离测量距离测量 内容要点 1、钢尺量距 2、视距测量 3、光电测距 4、全站仪测距 第一节 卷尺丈量 一、所用主要工具 ：钢尺、皮尺 皮尺钢尺 钢尺：钢尺： 端点尺 刻线尺 3 456789100 3456789012 9cm 9cm 辅助工具辅助工具 花杆测钎垂球温度计弹簧秤 第一节 卷尺丈量 二、直线定线：在地面上标定出位 于同一直线上的若干点，以便分段 丈量。 分为目视定线和经纬仪定线两种 。 1、目视定线 A B 1 2 3 2、经纬仪定线 A B 1 2 三、钢尺量距的一般方法 1、平地量距 2、斜坡量距 第一节 卷尺丈量 1、平地量距 AB 123 LLL q DAB=nL+q 2、斜坡量距 L1 L2 L3 DAB=LiDAB=L cos L 四、钢尺量距的记录方法与精度 测线测线整尺段数零尺段 总长总长 度 平均长长度 精度 AB 往65036.537 336.537 65036.428 336.428 336.482 相对误差K=(D往D返) D平=1 M 1 3087 K限=1 2000 或 1 1000 返 普通量距的存在的误差？ 定线误差 A B 倾斜误差 温度误差 尺长误差 精密量距：一般指量距精度要求高于12000的量距。 1. 量距步骤： （1）定线: 经纬仪定线，钢尺概量一整尺（约 小5cm）打下木桩，桩顶标点定直线。 （2）测定桩顶间高差 （3）量距：精确到0.1毫米，测得斜距 （4）成果整理：进行尺长、温度、倾斜改正， 必要时进行距离改化。 五、钢尺量距的精密方法 钢尺出厂时都附有尺长方程式，注有温度、 拉力、尺长。刻划长度称名义长度。 实际的尺长方程式为： 其中： 名义长度； 温度t时的实际长度； 尺长改正数； 检定时的温度； 测量时的实时温度； 钢尺的膨胀系数，一般为（1.161.25） 2、 钢尺的检定 3 3、距离改正距离改正 三项改正数： 1.尺长改正： Dl=D(l-l0)/l0 ，l实际长度， l0名义长度 2.温度改正： Dt=D (tt0)， 为膨 胀系数，一般取0.000012/C 3.倾斜改正： Dh=-h2/2D 4.最终距离： D= D+ Dl + Dt + Dh 第四章 距离测量 4.1卷尺丈量 4.2视距测量 4.3光电测距 4.4全站仪 视 距 测 量 一、视距测量的概念： 使用带有视距丝的仪器间 接地同时测定地面上两点间的 距离和高差。所用仪器是经纬 仪（有时可用水准仪）和水准 尺。 经纬仪和水准仪 视距丝 上丝 下丝 尺间隔 二、视距测量的原理和公式 视准轴水平时 A B m M g G f d p D h n i D=kn； h=il F l 二、视距测量的原理和公式 2、视准轴倾斜时 A B D h M N M N D=Kn cos2 h=D tg +i-l D C i l D tg 三、视距测量方法 （1）将经纬仪安置在测站A，进行对中和整平。 （2）量取仪器高i （3）将视距尺立于欲测的B点上，分别读出上、 下视距丝和中丝读数l，将下丝读数减上丝读数 得视距间距n。 （4）在中丝不变的情况下读取竖直度盘读数，并 将竖盘读数换算为竖直角。 （5）根据测得的n、i和l计算水平距离D和高 差h，再根据测站的高程计算出测点的高程。 视 距 测 量 记 录 表 测区 观测者 记录者 年月日 天 气 测站名称 测站高程 仪器高 乘常数 加常数 指标差x= 四、视距测量误差主要来源 视距读数误差 竖直角测量误差 标尺倾斜误差 大气垂直折光的影响 第四章 距离测量 4.1卷尺丈量 4.2视距测量 4.3光电测距 4.4全站仪 光电测距仪:以激光和红外光为载波 微波测距仪:以微波为载波的测距仪 光电测距仪: 通过测定光波在两点间传播的 时间来计算距离 按测定传播时间方式的不同，可分为相位式测 距仪和脉冲式测距仪； 按测程的大小，可分为远程(20 km以上)、中 程(5-20km)和短程(5 km以下)三类。 一、相位式光电测距仪的基本原理 D = c t /2 D t = N T + T 调制频率为f, T = 1 / f = cT = c/f c = f = /T T = (/2)T D = （N + /2） /2 D 各型号的大致相同。 主要由： v照准头 v控制器 v反光镜 等组成。 二、测距仪的构造 ND3000/2000红外测距仪 经纬仪+光电测距仪 电 子 经 纬 仪 + 光 电 测 距 仪 测距仪用反射棱镜测距仪用反射棱镜 三、测量距离的步骤 将测距仪和反射镜分别安置在测段两点上 。 望远镜瞄准反光镜相应位置，反射镜面与 入射光线垂直。 打开开关，检查光电信号的强弱，合乎要 求后开始测距。 记录若干次读数，为一测回。并记录大气 温度和气压。 四、光电测距成果整理 1、仪器常数改正 乘常数改正SK=KS 加常数改正SC=C 2、气象改正SA=AS 3、倾斜改正S=S (COS-1) 最终平距 D=S+SK + SC + SA + S 4、水平距离向椭球面的化算 D = D（1 + Hm / R)-1 Hm ：两中心高程均值 5、椭球面距离向高斯平面的化算 d = (ym2 / 2R2)D ym ：两端点高斯横坐标自然值的均 值: D = D + d 五、光电测距的误差来源 1.调制频率误差 2.气象参数误差 3.对中误差 4.测相误差 5.光速误差 6.照准误差 7.仪器加常数测定误差 8.周期误差 总结：三种测距方法的比较 方法方法特点特点 卷尺丈量 劳动劳动 强度大，工作效率低，受地 形影响大，精度为为1/10001/4000 视距测量 观测观测 速度快，操作方便，不受地 形限制，精度为为1/2001/300，测测 程小。广泛应应用在地形测测量中。 光电测距 观测观测 速度快，测测程大，不受地形 影响，精度极高。 第四章 距离测量 4.1卷尺丈量 4.2视距测量 4.3光电测距 4.4全