4.直线定线与钢尺量距.ppt

1、4.1 钢尺量距 一、概述 确定两点间距离的工作称为距离测量。距离测量方法中常用的有卷尺量距、视距测量和电磁波测距等。 卷尺量距方便、直接，且使用的工具成本低； 视距测量利用经纬仪或水准仪望远镜中的视距丝和视距尺按几何光学原理进行测距； 磁波测距是用仪器发射及接收红外光、激光或微波等，按其传播速度及时间确定距离。,二、钢尺量距的工具 1、钢尺 钢尺是钢尺量距的主要工具，钢尺为钢制成的带状尺，尺的宽度约1015mm，厚度约04mm。长度有多种，常使用的有30m尺和50m尺等。钢尺全长都刻有毫米分划，米、分米、厘米处都有数字注记，尺的注记为零的一端有拉环，钢尺可绕在尺架上携带和保护。 用于量距的尺

2、还有皮尺、因瓦基线尺。,2、钢尺量距的辅助工具 钢尺量距的辅助工具有：标杆、测钎、垂球、拉力计（弹簧秤）和温度计、圆水准器等。拉力计（弹簧秤）和温度计主要原因用于精密量距时。,三、钢尺量距的方法 钢尺量距的基本步骤是：直线定线、量距和数据整理。 1、直线定线 两点间的距离大于尺长时，需分段丈量。将各分段点置于一条直线上的工作叫直线定线。直线定线方法有目测法和仪器法两种。,(1).目测法直线定线 目测标定分段点使之位于同一直线上的方法叫目测法直线。在某两端点AB间定线时，先在两端点上竖立标杆，一人站其中的一端点如A点标杆后约1m处，指挥另一人左右移动标杆，直到两端点标杆与另一人手持的标杆位于同一

3、线上，另一人持杆位置即为第一个分段点，用测钎或小钉标出。注意定线时应由远到近如由B向A定点。,(2).仪器法定线 高精度量距中要用经纬仪定线。直线两端点间通视时，先置经纬仪其中一端点，瞄准另一端点，固定照准部，纵转望远镜指挥定点员，左右移动标杆或垂线，直至标杆成像的几何中心与纵丝所在几何中心重合。标杆或垂球线处的点即为与两端点位于同一直线上的点。,2、钢尺一般量距法 钢尺（或皮尺）量距时作业人员需35人（根据量距方法而定），分别担任拉尺、读数和记录等工作。钢尺量距分为一般量距和精密量距两种。 (1).平坦地区量距 地面平坦时可使钢尺沿地（拖地）丈量，丈量AB距离可先从A向B进行（往测）。 为检

4、核丈量结果的提高测量精度，需由B 向A 丈量BA点间之距（返测），司尺员应调换位置。往返丈量距离的差数的绝对值与该距离的往返均值之比（称为丈量的相对精度或称相对误差）即： |往测返测|/往返均值=1/M 符合要求时，取往返测均值作AB之距的最终结果。,(2).沿倾斜地面量距 当倾斜地面坡度一致时，可沿斜面分段拖地丈量斜距，加倾斜改正得到平距，该法称为倾斜量距法。 (3).倾斜量距法 AB间坡度大，但坡度变化均匀，故可设置1，2，3等一系列分段点并打入木桩，分别丈量各段的倾斜长度。 将各段斜距Si化算为水平距离Di时采用下列公式： 式中：i为尺段号，i=1，2，3，n。倾角用经纬仪测定，测量时应

5、使目标高与仪器高相等，也就是使视线平行于地面坡度线，以保证角代表地面的坡度。,(4).水平量距法量距 在坡度小但地形变化比较复杂的地面量距时可采用水平量距法。用该法量距时，后尺员持钢尺零端并将其对准地面点A标志中心，前尺员拉紧钢尺，目测使钢尺水平并用测钎，或用花杆、垂球，将钢尺末端或某一整分划处投到地面，并插一测钎(图2-67)，这样可直接测量该尺段的水平距离D i,3、精密量距法 当测距精度要求高时，要用精密量距方法。钢尺精密量距精度可更高。 精密量距前首先要对钢尺进行检定，求出尺长方程式；定线必须采用仪器法，场地中障碍物应清除，尺段点按坡度变化点和尺长确定，用预先

6、设有标志的木桩或水泥桩标定，桩面应高出地面10cm左右；尺段端点高差一般用水准测量方法测定；量距时应施加标准拉力；测记钢尺表面温度（无此条件时可测气温）；实测斜距应进行尺长改正、温度改正和倾斜改正。,(1). 钢尺长度检定 钢尺尺面注记长度称为名义长度，两端点刻划线间所代表的真长为钢尺的实际长度，名义长度与实际长度的差值为（尺长改正数）。通过钢尺检定，可求出及尺长方程式： 式中：l0钢尺的名义长度（m）； 尺长改正 数（mm）(为钢尺检定时值); 钢尺线性膨胀系数，值为0.01160.0125mm/（mC）； t0检定钢尺时的温度（标准温度,C）； t量边时温度C；,(2).密量距法 精密量距

7、由5人进行：记录1人，前后尺施尺各1人，前后读数各1人。每尺段量距方法如下：后尺员持钢尺零端，并挂拉力计，前尺员持钢尺末端，使钢尺贴于标志顶面，前尺员喊“预备”，在施加到标准拉力时，后尺施尺员喊“好”，两读数员同时读得前、后尺端当前读数，读数至毫米，其差即为尺段一次测量值，并立即记入手簿。测量3次，互差不得超过3mm。每次丈量前后应各测记一次温度并取平均值。,四、钢尺量距的成果整理 成果整理时，先对尺段单程测量长度加入各种改正，累加尺段长度计算出一段距离往测或返测长度，相对精度符合要求时，取往返测均值作该距离的最终长度值。 1.尺长改正 设尺长方程式中的尺长改正值，钢尺名义长度l0，实测得尺段

8、长度L，则该尺段的尺长改正：,四、钢尺量距的成果整理 成果整理时，先对尺段单程测量长度加入各种改正累加尺段长度计算出一段距离往测或返测长度，相对精度符合要求时，取往返测均值作该距离的最终长度值。 1.尺长改正 设尺长方程式中的尺长改正值，钢尺名义长度l0，实测得尺段长度L，则该尺段的尺长改正：,3.倾斜改正 当沿倾斜地面丈量后，用水准仪测得两端点的高差h，尺段倾斜长为L，DL为尺段平距，则倾斜改正值为：DL= DL-L。由于 代入上式并将DL按级数展开，取至二项：,4.改正后的尺段水平长度 5.尺段往测或返测水平距： 6.相对中误差： 7.两点间和水平距离：,3.2 光学视距 视距测量是利用测

9、量望远镜内十字丝板上的视距丝及刻有厘米分划的视距标尺(普通水淮尺)，利用光学几何原理，测定两点间的水平距离和高差，是一种间接测距方法。其测距精度约为1300。,一、原理及计算公式 如果为定角，则距离D 越大，尺间隔l也越大，反过来，通过测定l, 也可知道距离D。在仪器制造时都是将夹角设置成固定值，使距离D和尺间隔l成正比关系，从而求得视距。即 D=Kl 一般，K=100，这样，视距计算公式为： D=100l （2-43）,AB间的高差： h=iv(2-44) 式中：i为仪器高，v为中丝读数即觇标高，若已知测站点的高程为HA，则立尺点B的高程为： HB=HA+h=HA+i-v （2-45） 视准

10、轴有一倾角时，其与标尺不垂直有一角度90。若过视准轴与标尺的交点O作一垂直于视准轴的,二、三角高程测量原理 (一)高程计算的基本公式 采用三角高程测量的方法确定地面上A、B两点间的高差hAB,首先要在A点安置经纬仪，在B点竖立觇标，量得仪器高i和觇标高v，用经纬仪望远镜的中丝照准觇标顶部，观测垂直角，若已知A、B两点间的水平距离为D，则从图中可以看出有如下关系： HB+v=HA+i+Dtan 移项 HB-HA=Dtan+i-v 由高差的定义知，得 HB-HA =hAB，得 hAB= Dtan+i-v 若已知A点高程为HA， 则待定点B的高程为 HB=HA+Dtan+i-v,（二）三角高程测量主

11、要误差来源及减弱措施 由公式(4-94)知，观测边长D、垂直角、仪高i和觇标高v的测量误差及大气垂直折光系数K的测定误差均会给三角高程测量成果带来误差。 1 边长误差 边长误差决定于距离丈量方法。用普通视距法测定距离，精度只有1/300；用电磁波测距仪测距，精度很高，边长误差一般为几万分之一到几十万分之一。边长误差对三角高程的影响与垂直角大小有关，垂直角愈大，其影响也愈大。,2 垂直角误差 垂直角观测误差包括仪器误差、观测误差和外界环境的影响。J6经纬仪两测回垂直角平均值的中误差可达15，对三角高程的影响与边长及推算高程路线总长有关，边长或总长愈长，对高程的影响也愈大。因此，垂直角的观测应选择大气折光影响较小的阴天和每天的中午观测较好，推算三角高程路线还应选择短边传递，对路线上边数也有限制。,3 大气垂直折光系数误差 大气垂直折光误差主要表现为折光系数K值测定误差。 4 丈量仪高和觇标高的误差 仪高和觇标高的量测误差有多大，对高差的影响也会有多大。因此，应仔细量测仪高和觇标高。,（三）三角高程路线的计算 1. 高差闭合差的计算和分配 三角高程路线