测量专业课件第四章改

1、第四章第四章 距离测量与直线定向距离测量与直线定向光电测距仪测距光电测距仪测距EDM(electro-magnetic distance measuring)钢尺量距钢尺量距(steel tape measuring)光学视距法测距光学视距法测距(stadia measurement)距离距离两点间的水平长度。两点间的水平长度。方法：方法：41钢尺量距的一般方法钢尺量距的一般方法4 41 1钢尺量距的一般方法钢尺量距的一般方法三、量距方法三、量距方法 1、平坦地区的距离丈量、平坦地区的距离丈量 竖立花杆，清除碍障物，逐段丈量，记清整尺段竖立花杆，清除碍障物，逐段丈量，记清整尺段二、直线定线二、

2、直线定线直线定线直线定线确定许确定许多点在一条直线上的多点在一条直线上的工作。工作。数数n和余尺段长和余尺段长q，若钢尺长为若钢尺长为l，则：则：DnlqAB测钎测钎4 41 1钢尺量距的一般方法钢尺量距的一般方法 一般需往返丈量，当相对误差没超限时，取往、返一般需往返丈量，当相对误差没超限时，取往、返丈量的平均值作成果。丈量的平均值作成果。相对误差相对误差往返丈量距离差的绝对值与平均值之比。往返丈量距离差的绝对值与平均值之比。常表示成分子为常表示成分子为1的分数。的分数。2、倾斜地面的距离丈量、倾斜地面的距离丈量（1）平量法）平量法 目估使尺子水平，从山目估使尺子水平，从山上往山下量，用垂球

3、投影。上往山下量，用垂球投影。倾斜大时，整尺抬平困难，倾斜大时，整尺抬平困难，则将一尺段分成几段来量。则将一尺段分成几段来量。平量法平量法4 41 1钢尺量距的一般方法钢尺量距的一般方法（2）斜量法）斜量法 倾斜地面坡度均匀时，量倾斜地面坡度均匀时，量出斜距和倾角。出斜距和倾角。则：则： DLcos斜量法斜量法4 42 2钢尺量距的精密方法钢尺量距的精密方法一、钢尺精密量距的方法一、钢尺精密量距的方法1、定线、定线 清除直线上的障碍物，钢尺概量并打上木桩，清除直线上的障碍物，钢尺概量并打上木桩，采用经纬仪精确定线。采用经纬仪精确定线。4 42 2钢尺量距的精密方法钢尺量距的精密方法2、量距、量

4、距 用标准拉力，记下温度，量三次，三次的互差用标准拉力，记下温度，量三次，三次的互差3mm时，取平均作为成果。时，取平均作为成果。3、测高差、测高差 为将上述所测斜距改为平距，需用水准测量的为将上述所测斜距改为平距，需用水准测量的方法测出相邻桩顶间的高差。常往返观测，往返方法测出相邻桩顶间的高差。常往返观测，往返测较差测较差10mm时，取平均作为成果。时，取平均作为成果。4、尺段长度的计算、尺段长度的计算（1）尺长改正）尺长改正ld= ll0l 式中：式中： l 尺长改正数尺长改正数l0 钢尺钢尺的的名义长度名义长度 l 尺段长尺段长 4 42 2钢尺量距的精密方法钢尺量距的精密方法（2）温度

5、改正）温度改正lt (tt0)l 式中：式中： 钢尺钢尺的的线膨胀线膨胀系数系数 t 量距时的温度量距时的温度 t0 钢尺检定时的温度钢尺检定时的温度 l 尺段长尺段长 （3）倾斜改正）倾斜改正lhh2/2l式中：式中：h 尺尺段两端间的高差段两端间的高差 l 尺段长尺段长 4 42 2钢尺量距的精密方法钢尺量距的精密方法每一尺段改正后的水平距离每一尺段改正后的水平距离d为：为：d lldltlh 5、计算全长、计算全长 将改正后的各尺段长相加。将改正后的各尺段长相加。 按按4、5两步计算出往返测的长度后，再计算出两步计算出往返测的长度后，再计算出相对误差，若相对误差在限差内，取平均作最后相对

6、误差，若相对误差在限差内，取平均作最后成果。否则应重测。成果。否则应重测。4 42 2钢尺量距的精密方法钢尺量距的精密方法二、钢尺的检定二、钢尺的检定1、尺长方程式、尺长方程式lt l0 l l0(t t0） 式中：式中： lt 钢尺在温度钢尺在温度t时的长度时的长度 l0 钢尺钢尺的的名义长度名义长度 l 尺长改正数尺长改正数 钢尺钢尺的的线膨胀线膨胀系数系数 t 量距时的温度量距时的温度 t0 钢尺检定时的温度钢尺检定时的温度1、钢尺的检定方法、钢尺的检定方法（1）基线检定法）基线检定法（2）直接比长法）直接比长法4 43 3钢尺量距的误差分析钢尺量距的误差分析本节自学。本节自学。4 44

7、 4 光电测距仪简介光电测距仪简介一、概况一、概况按测程分按测程分按精度分按精度分光波测距仪光波测距仪微波测距仪微波测距仪激光测距仪激光测距仪红外测距仪红外测距仪短程短程(3km)远程远程(15km)中程中程(3 15km)级级 (|mD| 5mm)级级(5mm | mD| 10mm )级级(|mD| 10mm )分类分类：按载波分按载波分4 44 4 光电测距仪简介光电测距仪简介二、测距原理二、测距原理 如图，欲测如图，欲测A A、B B两点间的距离两点间的距离D D，安置仪器于，安置仪器于A A点，点，反射镜于反射镜于B B点，仪器发射的光束由点，仪器发射的光束由A A至至B B，经反射镜

8、反，经反射镜反射后又返回到仪器。光速已知，若测出光束在待测射后又返回到仪器。光速已知，若测出光束在待测距离上的往返时间距离上的往返时间t t2D2D，则：，则： Dct2D2B测距仪测距仪(EDM instrument)反光棱镜反光棱镜(reflector)CtS214 44 4 光电测距仪简介光电测距仪简介 由于测定由于测定t2D的方法不同，的方法不同，测距分：测距分： 1、脉冲式测距、脉冲式测距（直接测（直接测出信号往返于持测距离的时出信号往返于持测距离的时间。）间。） 2、相位式测距、相位式测距（通过测（通过测定信号在往返于待测定信号在往返于待测距离上的相位延迟来间接距离上的相位延迟来间

9、接求出时间。求出时间。 ） 设调制光的频率为设调制光的频率为f，角，角频率为频率为，波长为波长为，光强，光强变化一周期的相位移为变化一周期的相位移为2，则：则：t2D=2ft2D4 44 4 光电测距仪简介光电测距仪简介从上式知：测量距离从上式知：测量距离D也象钢也象钢尺量距一样，是尺量距一样，是N个整测尺长个整测尺长度与不足一个整测尺长度之和。度与不足一个整测尺长度之和。 测相装置只能分辨出测相装置只能分辨出0 2 的相位变化，即只的相位变化，即只能测出不足整测尺的距能测出不足整测尺的距离值。因此，采用几把离值。因此，采用几把测尺配合测距。测尺配合测距。三、标称精度三、标称精度mD(ABD)

10、 式中：式中：A为固定误差为固定误差 B为比例误差系数为比例误差系数N N) )( (N N2 2) )2 2( (N N2 2f fc cD D2 2N N2 22 2f fc cD D2 2f ft t2 2D D4 45 5 直直 线线 定定 向向直线定向直线定向确定直线与标准方向之间的水平角度确定直线与标准方向之间的水平角度 的工作。的工作。4 45 5 直直 线线 定定 向向二、表示直线方向的方法二、表示直线方向的方法方法：方位角方法：方位角方位角方位角由标准方向起，顺由标准方向起，顺时针方向量到直线的夹角。时针方向量到直线的夹角。方位角的范围方位角的范围0 360。标准方向O OP

11、 PP PO O真真北北A A磁磁北北Am坐坐标标纵纵轴轴 由于标准方向不同，方位角分：由于标准方向不同，方位角分：真方位角真方位角A,磁方位角磁方位角Am，坐标方位角坐标方位角 。4 45 5 直直 线线 定定 向向1、真方位角与磁方位角的关系、真方位角与磁方位角的关系磁偏角磁偏角过地面点某点的真子过地面点某点的真子午线方向与磁子午线间的夹角。午线方向与磁子午线间的夹角。AAm 东偏（磁子线偏于真子午线以东）东偏（磁子线偏于真子午线以东）为正，西偏为负。为正，西偏为负。P PO O真真北北A A磁磁北北Am坐坐标标纵纵轴轴三、几种方位角间的关系三、几种方位角间的关系4 45 5 直直 线线

12、定定 向向3、坐标方位角与磁方位角的关系、坐标方位角与磁方位角的关系 Am 2、真方位角与坐标方位角间的关系、真方位角与坐标方位角间的关系P PO O真真北北A A磁磁北北Am坐坐标标纵纵轴轴子午线收敛角子午线收敛角地面点的真地面点的真子午线方向与坐标纵轴间的夹子午线方向与坐标纵轴间的夹角角 。 A1212 东偏东偏（坐标纵轴偏于真子午线以东）（坐标纵轴偏于真子午线以东）为正，西偏为负。为正，西偏为负。4 45 5 直直 线线 定定 向向五、坐标方位角的推算五、坐标方位角的推算后后前前180注：注：1、上式用于前一边的终点上式用于前一边的终点为后一边的始点。为后一边的始点。 2、为左角取正号，右角取为左角取正号，右角取负号。负号。 3、前前 后如大于后如大于180则则180 ,否则否则180 4、前前180后如大于后如大于360则则360 ，小于，小于360 则则360。 四、正反坐标方位角四、正反坐标方位角2112180XYABABBA4 45 5 直直 线线 定定