测量学第四章距离测量与三角高程测量

第四章,距离测量与三角高程测量,河南城建学院,光电测距仪测距,水平距离地面上两点在水平面投影后的直线距离。,测量方法,钢尺量距,光学视距法测距,1.钢尺,4-1钢尺量距,一.钢尺和丈量工具,端点尺,刻线尺,2.皮尺,3.其他工具：测杆、测钎、垂球、温度计、拉力计,因瓦尺,皮尺,钢尺,直测直线距离平测水平距离准准确,二、量距的基本要求,三.直线的定线,在两点之间的直线上设立一些方向标志（如测钎、木桩、标杆等），并使这些标志与直线两端点成为一条直线，此工作为直线定线。,1.直线定线,目视定线,经纬仪直线定线,2.定线方法,（1）.两点间目测定线,通视,两点不通视,跨越沟谷定线,（2）.经纬仪定线,经纬仪两点间定线,用经纬仪延长直线(正倒镜分中法）,1.往测由AB其中L钢尺长度n测段数q1余长,四.距离丈量,（一）、平坦地区的距离丈量,往返丈量法、单程双对法、单程双读法,2.返测由BA,3.计算平均值D和相对误差K,相对误差用分子是1的分数表示。,解：D=(135.309+135.347)/2=135.328mK=0.038/135.328=1/3500,例:,已知：DAB=430+15.309=135.309mDBA=430+15.347=135.347m求：D,K,1.平量法（分段丈量法）,2.斜量法,（二）、倾斜地面的距离丈量,D=LCOS,D=L-h,D=L-h,D,（1）.温度变化引起的尺子伸缩；（2）.地面倾斜对水平距离的影响；（3）.名义尺长与实际尺长之差。,(三)、精密量距的方法,1.精密量距需要加入3项误差改正：,2.尺段长度计算应考虑尺长改正、温度改正、倾斜改正的影响。,五.钢尺检定,(一）尺长方程式,钢尺在温度时的实长,钢尺的名义长度,钢尺的膨胀系数=1.210-5,尺长改正数,钢尺检定时的温度，一般,钢尺量距时的温度,（三）钢尺检定计算,（二）钢尺检定方法,三测回、计温度、施拉力,相对精度不低于1/100000,2.距离测量定线：概量、打木桩、定标志尺段丈量：一定拉力，两端三读法，互差2mm取平均值记录温度t1=25.8C,六、钢尺精密量距（精度1/1万-1/5万）及成果整理,1.量距工具：鉴定钢尺、弹簧称、温度计、经纬仪、水准仪。,每测段水平距离Di的计算,3.测定相邻两点的高差,每段往返测量|h-h|10mm取平均值h1=-0.152m,4.尺段长度计算,5.计算全长。,七、丈量成果整理,(一)、水平距离的成果整理：,d=a-bD=(a-b),D=DLtL0,Lt由尺长方程式求出的实际长度,L0-钢尺名义长度,1.,（当高差较小时倾斜改正只取第一项）,2.,3.,4.改正后的水平距离,(二)、倾斜地面的距离改算,例已知：求：D1解：,全长计算往测DAB=D往=398.2830米返测DBA=D返=398.2950米平均值D=（DAB+DBA）/2=398.2890米相对误差K=D/D=0.0120/398.2890=1/32000,1.定线误差：0.050.07米,八、钢尺丈量误差与注意事项,一.钢尺（仪器）误差尺长误差：新尺检定、计算改正检定误差：0.3毫米,4.对点投点误差：0.3毫米,2.拉力误差：100N,二.观测误差,3.倾斜误差：计算改正,1.垂曲误差：垂距0.2米2.温度误差：计算改正3.风力误差：风力4级,三.外界条件,四.钢尺的维护,4-2视距测量,利用望远镜内十字丝平面上的视距丝在视距尺上读数，根据光学原理，测定两点间的距离，间接计算出两点间的高差。,视距测量:光学间接测量方法。,一、视距测量原理：,测距精度：1：300,二、视距计算公式,1.视线水平时的计算公式：,距离D=Cl=C(ab)=100l,a下丝读数；b上丝读数,l:尺间隔,高差计算公式：,h=i-v,i仪器高v中丝读数,HB=HA+h=HA+i-v,2.视线倾斜时的计算公式,地面高差大，视线倾斜时,加测角D100(ab)=Cl,例a=1.257b=1.000=234”则D=25.6m,3.高差公式h=Dtaniv=Cltan+i-v=Clsincosiv=*Clsin2iv式中i仪器高v目标高(中横丝读数),三、视距测量的观测和计算,1.视距测量的观测;(1).安置仪器，量取仪器高，抄录控制点高程；(2).立尺，尺子面对测站，尺子竖直；(3).盘左观测：读取：下丝读数a，上丝读数b，计算：尺间距n=a-b，读取：中丝读数v调整竖直度盘气泡居中，读出竖盘读数L，记录下来。(见表4-5）2.记录人员记录数据后，立即进行计算，求出水平距离、高差和点的高程。,四、视距测量的误差来源和精度,一、用视距读取视距间隔的误差：（1）.取上下丝的直接读数之差（2）.取上丝或下丝与尺子的某个正分划重合,二、视距尺分划误差：,三、常数不准确的误差：,四、竖角观测误差,五、视距尺树立不直的误差,六、外界条件的影响：1.大气的竖直折射;视线高于1米2.空气对流使视距尺的成像不稳定；3.风力使尺子抖动。,4-2光电测距仪简介,电磁波测距:用电磁波作为载波传输信号，以测量两点间距离。,一、电磁波测距的分类：1.微波测距：2.激光测距：3.光电测距：,通过测定电磁波（无线电波或光波）在测线两端点间往返传播的时间t，按下列公式算出距离D。,二.测距原理：,1.脉冲式测距2.相位式测距,三.测距方式,四、红外测距仪及其使用,（一）、短程红外测距仪：采用红外光源，测程在5km以内。,红外测距仪的标称精度：（a+b*Dppm）,（二）、测距仪的使用：,三、光电测距成果整理,（一）、测距仪常数改正：1.加常数C的改正：2.乘常数的R的改正：,（二）、气象改正：,（三）、改正后的斜距、平距和高差的计算,四、光电测距的精度分析和注意事项,（一）、光电测距的误差来源：1.调制频率误差2.气象参数误差3.仪器对中误差4.测向误差,（三）、光电测距的注意事项,(二）、光电测距的精度,4-4、三角高程测量,一、三角高程测量的计算公式,hAB=Dtaniv,hAB=Ssiniv,v,二、地球曲率和大气折光的影响,1.地球曲率的影响：f1=h=D/2R,2.大气折光的影响f2=-kD/2R,3.两差改正：f=f1+f2=(1-k)D/2R,高差：,hAB=Dtaniv+f,v,hAB=Ssiniv+f,三、三角高程测量的观测与计算,（一）、三角高程测量的观测：1.测站安置仪器，量仪器高i;镜站安置觇牌，量取目标高v。2.观测垂直角,一测回计算。3.测定水平距离或斜距。（二）、三角高程测量的计算:fh允=10D(cm)fh允=5D(cm),四、三角高程测量的应用,1、三角高程路线：,在两个已知高程点间，由已知水平距离的若干条边组成的路线，用三角高程测量的方法，对每条边进行往返观测测定高差。,2.独立高程点：由两个或三个已知高程点对一个未知高程的点，用三角高程的方法求算该点的高程，称为独立高程点。,3.高程导线,4.光电测距三角高程测量,二、计算,测距仪三角高程测量的主要技术要求,五、三角高程测量路线的计算,1.高差计算：各边往返测高差较差0.1Dm,2.计算高差闭合差：,附合路线,闭合路线,支线三角高程路线,高差闭合差的限值：,f=5D(cm),3.计算改正数：