第4章距离测量

1、测量地面两点之间的水平距离水平距离。钢尺量距 普通视距电磁波测距 端点尺和刻线尺端点尺和刻线尺钢尺钢尺测测钎标杆标杆垂球垂球弹簧秤弹簧秤 1、地面点的标定 在地面上用特定的标志把要测量距离的点固定下来的过程。 标志：木桩、石桩、混凝土桩等二、二、 钢尺量距的准备工作钢尺量距的准备工作混凝土桩（永久性）混凝土桩（永久性）木桩（临时木桩（临时性）性） 2、直线定线直线上标定各分端点的工作称为直线定线直线定线。1)目估定线 2）、经纬仪定线A1325B4a、安置仪器和树立花杆b、瞄准目标底部中心，水平制动旋紧c、指挥定分段点的人，左右移动测钎，定出分段点三、钢尺量距的一般方法A、B两点间的水平距离为

2、：qnlD式中：n 尺段数； l 钢尺的尺长； q 不足一整尺的余长。1）平坦地面的量距 同样方式进行返测; D返 相对误差:返往平均DDDK1 平坦地区钢尺量距相对误差不应大于1/20002）、倾斜地面丈量 D=q1+q2+qn a）平量法：当地面坡度较小，则可将直线分成若干小段进行丈量。 在困难地区钢尺量距相对误差不应大于1/1000量出斜距L和高差h，换算成平距d，则倾斜改正值为：b）.斜量法三、钢尺量距精密方法（1/10000）（不讲） 1、经纬仪定线A1325B42、量距 用经过检定的钢尺，两人拉尺，两人读数，一人记录及观测温度。 用弹簧秤控制施加于钢尺的拉力。 前、后读数员同时读数

3、，估读到1mm。 每尺段移动钢尺三次不同位置，互差不应超过2mm，取平均值作为最后结果。 经过检定的钢尺长度可用尺长方程示：000)(lttlllt温度为t时的钢尺实际长度；钢尺的名义长度；尺长改正值，即温度在 时钢尺全长改正数；钢尺膨胀系数，一般取=1.25 钢尺检定时的温度；量距时的温度。tl0ll0tt105)(10C0t四、尺长方程五、钢尺量距成果整理 精密量距结果应进行三项改正1、尺长改正2、温度改正lllld0lttlt)(0l 全长改正数0l 名义长度0l 任一尺段 钢尺膨胀系数 t 丈量时温度 t0 标准温度当为斜距时应换算成平距d，则倾斜改正值为：llhllhlldlh212

4、22122)1()(展开成级数： 3424422821)821 (lhlhlhlhllh取第一项lhlh223.倾斜改正 每一尺段改正后水平距离：htdlllld例题：用尺长方程为例题：用尺长方程为的钢尺实测的钢尺实测ABAB尺段（如图），长度尺段（如图），长度l l=29.896m,A=29.896m,A、B B两点间高差两点间高差h=0.272m,h=0.272m,测量时测量时的温度的温度t=25.8t=25.8C,C,试求试求ABAB尺段的水平距离。尺段的水平距离。mCtCmmlt30)20(1025. 10025. 030015 解解：1 1）尺长改正）尺长改正mmlllld0025.

5、0)896.29300025.0(03 3）倾斜改正）倾斜改正4 4）A-BA-B尺段水平距离尺段水平距离mmmlhlh0012.0896.292)272.0(222mlllldhtd900.292 2）温度改正）温度改正mmCCClttlt0022.0896.29)208.25(1025.1)(001050六、钢尺量距误差及注意事项六、钢尺量距误差及注意事项1、尺长误差2、温度误差3、拉力误差4、钢尺倾斜误差5、定线误差6、丈量误差返回一、概述：1、电磁波测距：是用电磁波（光波或微波）作为载波传输测距信号以测量两点间距离的一种方法。 2、电磁波测距仪的分类： 1）、光电测距仪 （可见光、红外

6、光、激光） 2）、微波测距仪 （无线电波、微波）红外测距仪红外测距仪第二节 电磁波测距： 3、电磁波测距的优点： 1）、测程远、精度高。 2）、受地形限制少。 3）、作业快、工作强度低。 光电测距是通过测量光波在待测距离D上往、返传播的时间t2D，计算待测距离D：式中：式中：c 光波在空气中的传播速度光波在空气中的传播速度D221ctD二、电磁波测距原理三、测距方法按照t2D的测量方式，分为：脉冲式（直接测定时间）相位式（间接测定时间）1、脉冲式002fqqTtD：脉冲的振荡频率0fq： 脉冲个数特点：测距精度低， “米”级，最好的达“分米”级。2、相位式 N2由于D2 2 tft，所以fNt

7、22）（NN2)2(2NfcD则：式中2N10 Nm103C8取则不同调制频率对应测尺长:调制频率测尺长2ZMH15ZMH5 . 7ZMH5 . 1ZKH150ZKH7510m20m100m1km2km 调制频率越大，测尺长度越短。四、测程及测距仪的精度：1、测程：测距仪一次所能测的最远距离。短程测距仪 测程小于5km； 中程测距仪 测程在5km-30km； 远程测距仪 测程在30km以上。 2、测距仪的精度：、测距仪的精度：)10(6bDamD式中：式中：mD 测距中误差，单位为测距中误差，单位为mm； a 固定误差，单位为固定误差，单位为mm； b 比例误差；比例误差； D 以以km为单位

8、的距离。为单位的距离。 RED mini短程红外测距仪的精度为短程红外测距仪的精度为 当距离D为0.6km时，测距精度是测距精度是mD=5.8mm。 通常写作通常写作ppm)1055(6DmmmD610五、RED mini红外测距仪经纬仪与测距仪配接经纬仪与测距仪配接测距仪功能键盘测距仪功能键盘1、仪器简介：各种反射棱镜各种反射棱镜 经纬仪瞄准觇牌中心的视线与测距仪瞄准反射棱镜中心的视线保持平行。 调整经纬仪望远镜，使十字丝对准反射棱镜的觇牌中心 调整测距仪望远镜，十字丝对准反射棱镜中心2、距离计算：、距离计算：1 1）仪器常数改正）仪器常数改正（测距仪的乘常数测距仪的乘常数R和加常数和加常数

9、K）加常数加常数K=L L （mm）乘常数乘常数R的单位是的单位是mm/km对于观测值为对于观测值为L 的距离，其常数改正值为：的距离，其常数改正值为：LRKLk2 2）气象改）气象改正正RED mini测距仪的气象改正公式为：测距仪的气象改正公式为：LtPLt003661.013872.096.278式中：式中： LLt t气象改正值，单位为气象改正值，单位为mm； P测站气压，单位为测站气压，单位为mmHg， 1 mmHg=133.322Pa； t测站温度，单位为测站温度，单位为C C； LL距离，单位为距离，单位为km km 。3 3） 倾斜改正倾斜改正cosLD LL经过常数改正和气象

10、改正后的距离；经过常数改正和气象改正后的距离；经纬仪测定的测线竖直角。经纬仪测定的测线竖直角。六、光电测距的注意事项(1)(1) 仪器使用和运输中应注意防震、防止日晒雨淋。仪器使用和运输中应注意防震、防止日晒雨淋。(2)(2) 严防强光直射物镜。严防强光直射物镜。(3)(3) 仪器长期不用时，应将电池取出。仪器长期不用时，应将电池取出。 (4)(4) 测线应离开地面一定高度，避免通过发热体和较宽测线应离开地面一定高度，避免通过发热体和较宽水面上空，避开强电磁场干扰的地方。水面上空，避开强电磁场干扰的地方。(5)(5) 镜站的后面不应有反光镜和强光源等背景干扰。镜站的后面不应有反光镜和强光源等背

11、景干扰。(6)(6) 应在大气条件比较稳定和通视良好的条件下观测。应在大气条件比较稳定和通视良好的条件下观测。返回一、直线定向一、直线定向标标准准方方向向真子午线方向真子午线方向（真北方向）（真北方向）磁子午线方向磁子午线方向（磁北方向）（磁北方向）坐标纵轴方向坐标纵轴方向（坐标北方向）（坐标北方向）第三节第三节 直线定向（环境本节在第五章讲）直线定向（环境本节在第五章讲）确定直线与确定直线与标准方向标准方向之间的水平角度称为直线定向之间的水平角度称为直线定向。1、真北方向 通过地球表面某点通过地球表面某点的的真子午线的切线方真子午线的切线方向指向北端向指向北端，称为该，称为该点的真北方向。点

12、的真北方向。真子午线的切线方向真子午线的切线方向P1P22磁北方向 是磁针在地球磁场的作用下，磁针自由静止时其轴线指向北端的方向。AP PPP北极北极 P P 磁北极磁北极3坐标北方向 平面直角坐标系，坐标纵轴方向指向北端作为坐标北方向。xyoP1P2高斯平面直角坐标系高斯平面直角坐标系4 三北方向之间的关系 磁偏角真北方向与磁北方向之间的夹角；子午线收敛角真北方向与坐标北方向之间的夹角。当磁北方向或坐标北方向偏于真北方向东侧时， 和为正；偏于西侧时， 和为负。磁北磁北真北真北坐标北坐标北11、方位角1）方位角的定义 从直线起点的标准北方向起，顺时针方向量至直线的水平夹角，为该直线方位角；角值

13、范围为 0 360。12标准方向北端标准方向北端方位角方位角22222标标准准方方向向真北方向真北方向磁北方向磁北方向坐标北方向坐标北方向真方位角（真方位角（A）磁方位角（磁方位角（Am）坐标方位角（坐标方位角（ ）2磁北磁北真北真北坐标北坐标北AmA1各点真北（或磁北）方各点真北（或磁北）方向互不平行，方位角推向互不平行，方位角推算不便，算不便，常采用坐标方常采用坐标方位角来表示直线方向位角来表示直线方向。xyoP1P2坐标北与真北的关系坐标北与真北的关系2）几种方位角之间的关系 mAAAmA2磁北磁北真北真北坐标北坐标北AmA14 4）坐标方位角计算）坐标方位角计算A）正、反坐标方位角计算

14、）正、反坐标方位角计算2112xyoxx1218012211802112180正反所以一条直线的正、反坐标方位角互差180B）方位角的推算：左右后前180CDD4231CABAB2134C理1806ABCDCCCDCBBABB18018018018018018044344323342122311121+）B B 1212已知，通过连测求得已知，通过连测求得1212边与边与2323边的连接边的连接角为角为2 2 （右角）、（右角）、 2323边与边与3434边的连接角为边的连接角为3 3（左角），现推算（左角），现推算2323、3434。1234xxx23341223前进方向前进方向212221231801234xx2312221前进方向前进方向x3433232333234180 由图中分析可知：由图中分析可知：推算坐标方位角的通用公式：左右后前180注意：注意： 计算中，若前360，减360； 若前360 （41720 360）= 5720 45=3418040（ 10360）= 350= 10050 = 4618012510 = 10050 18013630 = 10= 5720 18024720 返回4x2314612510 5