第四章距离测量

1、距离测量的方法钢尺、视距、电磁波和GPS测量第四章第四章 距离测量距离测量一一. 钢尺量距的方法钢尺量距的方法o 一）、量距的工具一）、量距的工具 钢尺：钢制的带尺，基本分划为厘米，每米及每分钢尺：钢制的带尺，基本分划为厘米，每米及每分米处有数字注记。毫米刻划。米处有数字注记。毫米刻划。 长度20m，30m，50m钢尺分类：端点尺；刻线尺。钢尺分类：端点尺；刻线尺。皮尺：皮尺：o 二）、地面点的标志二）、地面点的标志测量工作主要是决定点的位置，因此重要的点必须测量工作主要是决定点的位置，因此重要的点必须在地面上用标志标定下来。在地面上用标志标定下来。n 1标志点：木桩、石桩、混凝土桩；标志点：

2、木桩、石桩、混凝土桩；n 2标志物：标杆（花杆）、测钎、垂球；标志物：标杆（花杆）、测钎、垂球；n 3点之记。点之记。2) 辅助工具三）、直线的定线三）、直线的定线o 1概念：概念：由于所丈量的边长大于整尺长而在欲量直线的方向上做一些标记以表明直线的走向称为直线定线。 2. 方法：o 1) 目测定线o 2) 经纬仪定线o 3目估法定线目估法定线n 1）两端点间定线（在）两端点间定线（在A、B两点间确定一点两点间确定一点C）在A、B上竖立标杆，一测量员在A点后沿着AB方向瞄向B点，另一测量员在中间移动另一标杆至AB视线上，确定C点。要求AC、BC距离小于一整尺长。n 2）两点延长线上定线）两点延

3、长线上定线直线定线的示意图直线定线的示意图两点间定线两点间定线延长直线A C1 C C2B4. 经纬仪定线经纬仪定线 经纬仪定线是在直线的一个端点安置经纬仪后，对中、整平，用望远镜十字丝竖丝瞄准另一个端点目标，固定照准部。观测员指挥另一测量员持测钎由远及近，将测钎按十字丝纵丝位置垂直插入地下，即得到各分段点。经纬仪定线经纬仪定线四）、量距的方法四）、量距的方法o 1一般丈量（丈量精度只要求到厘米）一般丈量（丈量精度只要求到厘米）n 1）平坦地面（直接丈量）平坦地面（直接丈量） 用钢尺一段一段地丈量，尽量用整尺段，仅末段用用钢尺一段一段地丈量，尽量用整尺段，仅末段用零尺段丈量。采用往返丈量的方法

4、（目的：防止出错；零尺段丈量。采用往返丈量的方法（目的：防止出错；提高精度），要求其相对误差提高精度），要求其相对误差1/2000，取平均值作最，取平均值作最后的成果。后的成果。 丈量工作一般由两人进行。丈量工作一般由两人进行。 清除待量直线上的障碍物后，在直线的两端点清除待量直线上的障碍物后，在直线的两端点A、B上竖立标杆，后尺手持钢尺的零端点位于上竖立标杆，后尺手持钢尺的零端点位于A点，前尺点，前尺手持钢尺的末端和一组测钎沿手持钢尺的末端和一组测钎沿AB方向前进，行至一个方向前进，行至一个尺段处停下。尺段处停下。后尺手用手势指挥前尺手将钢尺拉在后尺手用手势指挥前尺手将钢尺拉在AB直线上，后

5、尺手将钢尺的零点对准直线上，后尺手将钢尺的零点对准A点，当两人同时把钢尺拉紧后，前尺手在钢尺末端的整尺段长分划处竖直插点，当两人同时把钢尺拉紧后，前尺手在钢尺末端的整尺段长分划处竖直插下一根测钎下一根测钎(如果在水泥地面上丈量插不下测钎时，也可以用粉笔在地面上如果在水泥地面上丈量插不下测钎时，也可以用粉笔在地面上划线做记号划线做记号)得到得到1点，即量完一个尺段。点，即量完一个尺段。前、后尺手抬尺前进，当后尺手到达插测钎或划记号处时停住，再重复上述前、后尺手抬尺前进，当后尺手到达插测钎或划记号处时停住，再重复上述操作，量完第二尺段。后尺手拔起地上的测钎，依次前进，直到量完操作，量完第二尺段。后

6、尺手拔起地上的测钎，依次前进，直到量完AB直直线的最后一段为止。线的最后一段为止。最后一段距离一般不会刚好是整尺段的长度，称为余长。丈量余长时，前尺最后一段距离一般不会刚好是整尺段的长度，称为余长。丈量余长时，前尺手在钢尺上读取余长值，则最后手在钢尺上读取余长值，则最后A、B两点间的水平距离为两点间的水平距离为 ：DAB=n尺段长+余长 n 2）倾斜地面）倾斜地面o 平量法o沿倾斜地面丈量距离，当地势起伏不大时，可将钢尺拉平丈量。o丈量由A点向B点进行，甲立于A点，指挥乙将尺拉在AB方向线上。o甲将尺的零端对准A点，乙将钢尺抬高，并且目估使钢尺水平，然后用垂球尖将尺段的末端投影到地面上，插上测

7、钎。o若地面倾斜较大，将钢尺抬平有困难时，可将一个尺段分成几个小段来平量，如图中的ij段。五五)钢尺的检定钢尺的检定o 一、尺长方程式一、尺长方程式o 精确的钢尺在出厂时或进行重要测量时均应检定，其长度用尺长方程式表示：式中： 钢尺在温度t时的实际长度； 钢尺名义长度； 尺长改正数； 钢尺的线膨胀系数； 钢尺检定的标准温度； 钢尺实测时的温度。)(00ttlllLt0l举例举例钢尺长钢尺长 30米米基线长基线长 29.9854米米实测实测 29.9874 米米温度温度 28C尺长方程式为尺长方程式为 l =30 + (-0.0020 ) + 301.25 10-5 ( t 28 )o 丈量要求

8、o钢尺有毫米分划、须经检定，有尺长方程式、用弹簧秤加标准拉力、每尺段丈量三次，距离互差应不超过23mm。o 主要工具钢尺、弹簧秤、温度计、尺夹等o 检验钢尺尺长方程式o 量距时用弹簧秤施加鉴定时的拉力(15kg)o 距离加温度与尺长改正六）精确丈量（丈量精度至毫米）成果整理：成果整理：1、计算尺长改正数、计算尺长改正数2、计算温度改正数、计算温度改正数3、计算倾斜改正数、计算倾斜改正数4、计算改正后长度、计算改正后长度测测名名dLLC 1）（测测02ttdC 测测dhC223 321测CCCdd 七）直线丈量的误差来源七）直线丈量的误差来源o 直线丈量的精度:最差1/3000中等1/5000最

9、高1/10000（加各项改正）o 直线丈量的误差来源：o 1尺长误差如果钢尺的名义长度和实际长度不符，则产生尺长误差。尺长误差是积累的，丈量的距离越长，误差越大。因此新购置的钢尺必须经过检定，测出其尺长改正值。o 2钢尺垂曲的误差：钢尺悬空丈量时中间下垂而产生的误差。若钢尺垂曲而又不加考虑，则其误差是系统性的，使所测边长增大，应加以改正。o 3定线误差分段丈量时，距离也应为直线，定线偏差使其成为折线，与钢尺不水平的误差性质一样使距离量长了。前者是水平面内的偏斜，而后者是竖直面内的偏斜。当然这项误差也是很容易控制的。o 4拉力误差拉力的误差较小，经过分析，其最大的误差影响约为距离的1/1.6万，

10、其性质可正可负，在实际精密丈量中可弹簧秤加标准拉力。o 5丈量本身的误差丈量本身的误差包括很多方面，如：对点误差、插测钎的误差、读数误差、凑整误差等影响，这些误差本身并不大，其性质又可正可负，因此总的影响很小。o 6温度误差钢尺的长度随温度而变化，当丈量时的温度与钢尺检定时的标准温度不一致时，将产生温度误差。按照钢的膨胀系数计算，温度每变化1，丈量距离为30m时对距离影响为0.4mm。 7. 风等条件的影响视距测量视距测量二二. .视距测量视距测量视距测量视距测量利用测量望远镜的视距丝，间接测定利用测量望远镜的视距丝，间接测定 距离和高差的方法。距离和高差的方法。 优点：优点：测量速度快，不受

11、地 形限制。不足：不足：精度低，距离相对误 差一般约为1/300，高 差一般为分米级。用途：用途：主要用于地形图测绘 (地形点的距离与高差)。nDbanab100（尺间隔）读数要求：读数要求：上下丝读数a、b读至毫米，中丝 读至厘米， 仪器高 i 量至厘米。1.视距公式：视距公式：2.高差公式：高差公式：一一).).视线水平时视距测量公式视线水平时视距测量公式liHhHHlihAAB二二).).视线倾斜时视距测量公式视线倾斜时视距测量公式2cos100coscos100cosnSDnSnn则(4-2-8) 1.视距公式：视距公式：liDlihhDhtantan2.高差公式：高差公式：高差主值

12、(4-2-9)AB高差n为水准尺与视线垂直时的尺间隔 n三三.视距测量观视距测量观测和计算测和计算观测：观测：在测站安置经纬仪，对中、整平、量仪器高； 在测点竖水准尺，瞄准(要求三丝都能读数)。读数：读数：每个测点读四个读数 上丝读数 a a 读至毫米 下丝读数 b b 读至毫米 中丝读数 读至厘米 竖盘读数 L L 读至分三三).).视距测量观测和计算视距测量观测和计算 视距测量通常只测盘左（或盘右），测量前要对竖盘指标差进行检验与校正。视距测量表视距测量表liDHhHHliDhbaDAAptantancos1002计算公式计算公式B测距仪测距仪反光棱镜反光棱镜CtS211、定义：以电磁波为载波来传输测距信号的距离测量。三三.电磁波测距电磁波测距o 2、分类 1）按载波分：微波测距，光电测距（激光测距，红外测距）。 2）按测距原理分：脉冲式测距，相位式测距。3）按结构分：分离式（单测距式）、组合式。4）按测程分：短程测距仪（测程15km）。5）按精度分：I级：mD5mm， II级：5mm mD10mm， III级： 10mm mD20mm 。3、优点： 精度高，工效高，劳动强度小，受地形条件限制小，测量简便，测程长，自动化程度高。4.电磁波测距基本原理 通过测定电磁波在待测两点的距离上往返一次的传播时间t，