土木工程测量第四章 距离测量

1、第四章距离测量，土木工程测量，教学课件，距离测量是测量的基本任务之一，所谓距离是指两点之间的水平长度。如果测量倾斜距离，必须将其改为水平距离。根据所用仪器和工具的不同，测量距离的方法有钢尺直接测距、光电测距仪和光学视距测量。本章要点钢尺距离法钢尺距离成果加工视距测量原理测量方法和成果计算简介电磁波测距原理简介红外线测距仪钢尺距离是用标准长度的钢尺直接测量地面两点之间的距离，也称测距。测量钢直尺的距离时，根据不同的精度要求，使用的工具和方法也不同。钢尺的最高精度可达1/10，000。脚宽1015毫米。长度为20m、30m、50m等。有三种划分：基本划分为厘米；厘米(尺子末端10厘米以内的毫米刻度

2、)；毫米部门。尺子在尺子的零点，尺子在终点；卷尺由麻皮制成，精度较低，仅用于精度要求较低的距离测量。由镍铁合金制成，线形，直径1.5毫米，长度24米。尺子没有刻度和数字音符。尺子的两端各连接一把长度为8厘米、最小分度值为1毫米的三角分度尺。整套尺子由四个主尺和一个副尺组成。高精度，1/100，000，用于精确测量距离。测量铜焊、花柱、垂直球、弹簧秤和温度计的辅助工具。在两个待测点之间的直线上校准被测尺段的工作称为直线校准。视觉对准，视觉对准的一般距离。经纬仪校直精度距离应用经纬仪校直。一般情况下，钢直尺测距采用满刻度法，精密测距采用弦刻度法。根据不同的地形，可以采用水平距离法和倾斜距离法。当平

3、地测距精度不高时，可采用全刻度法测量距离，钢尺可直接沿地面测量，无需温度校正和弹簧秤校准。D=nl l(4-1)，D=nl l(4-1)。根据地形条件，可以使用水平距离法或倾斜距离法来测量倾斜地面的距离。为了提高精度，一般采用来回测量。量规精度用相对误差表示，通常用分子1转换成分数形式：K=|D回到-D |/D平均值=1/m m=平均值/|D|，两点之间的水平距离为：在平坦区域量规的相对误差不应大于1/3000；困难地区的相对误差不应大于1/1000。当等效距离的精度大于1/10000时，应采用精确距离法，并在精确距离前清理场地。对准经纬仪对准、钢尺估算、打桩、标记。用校准的钢尺测量两个相邻木

4、桩之间的距离。每英尺截面测量三次钢尺的位置，三次测量结果的差异取决于不同的要求，一般不超过23毫米，否则需要重量。如果在公差范围内，取平均值。作为这个尺度的观察结果。标准拉力(30米直尺，100牛顿)。测量并记录温度，并将其估计为0.5。往返测量，测量的次数取决于测量边的精度要求，测量桩顶的高度是为了往返观测。往返行程和往返行程之间的测量高度差不得超过10毫米。如果在公差范围内，则取平均值作为观察结果。这种测距方法被称为弦尺测距法。在精确测量距离时，需要对每个脚部进行长度、温度和倾斜度的校正，并获得脚部的校正长度。尺长校正，钢直尺的标称长度l0一般不等于实际长度，每节应加尺长校正。精算师钢尺校

5、准室应为恒温室，一般采用平台法。将钢尺放在30米(或50米)长的混凝土平台上，平台两端设有施加张力的张力支架。在钢尺上施加标准拉力(100N)，然后用标准尺测量验证过的钢尺，得到标准温度和标准拉力下的实际长度。最后给出了尺长随温度变化的函数公式，称之为尺长方程。lt=l0 LD (t-t0) l0 (4-7)，lt=l0 LD (t-t0) l0 (4-7)，影响钢直尺距离精度的因素很多，包括找正误差、尺长误差、测温误差、钢直尺倾斜误差、张力不均匀误差、钢直尺找正误差、读数误差等。主要问题讨论如下。测量距离时的对准误差，由于钢尺没有准确地放置在被测距离的直线方向，被测线是一条虚线而不是一条直线

6、，导致距离结果较大，如图4-4所示。将线误差设置为，一个脚段的距离误差为：(4-8)，当l=30m时，为0.12m，3mm，这样的精度可以通过目测来达到。钢尺长度误差由钢尺的标称长度和实际长度之差引起的钢尺长度误差对测量距离的影响随着距离的增加而增加。在高精度测量距离时，应增加直尺进行校正，钢直尺的校准误差应为1毫米。根据钢尺温度修正公式lt=(t-t0)l，当温度引起的误差为1/30000时，温度测量误差不应超过3。此外，测试温度计显示的是空气环境温度，而不是钢尺本身的温度。在阳光照射下，钢尺和环境试验的差异可达5。因此，距离是在阴天测量的。最好用半导体温度计测量钢尺的自身温度。张力不均匀误

7、差钢尺有弹性，会因张力而伸长。钢尺的弹性模量为E=2105MPa，钢尺的截面积为A=0.04cm2，钢尺的拉伸误差为p，根据胡克定律，钢尺的拉伸误差为：(4-9)，当拉伸误差为30N时，钢尺的长度为30m，钢尺的轨距误差为1mm，因此精密轨距时应使用弹簧秤来控制拉力。当钢直尺的找正和读数误差在一定距离内时，钢直尺的找正误差、测量钻的误差和读数误差都会引起距离误差。这些误差都是偶然误差，所以我们在测量距离时要小心。为了提高距离的精度，采用了多次测量平均的方法。此外，钢尺基本上分类为1毫米，一般读数也是1毫米。如果不小心，会有很大的误差，所以测量时要小心。钢尺倾斜误差如果测量距离时钢尺不水平，或者

8、用钢尺测量距离时两端的高度差有误差，就会产生测量误差，使距离测量值过大。倾角校正公式见公式(4-5) (lh=-h2/2l)。从公式(4-5)可以看出，高差的大小及其测量误差对测距误差有影响。对于30m钢尺，当h=1m，高差测量误差mh=5mm时，测距误差为0.17 mm。因此，在精确测量距离时，高差可用普通水准仪测量，在测量距离时，扁钢尺可用肉眼估计。据统计，将有50的倾角(相当于0.44米的高差误差)，测距误差约为3毫米。视距测量是根据几何光学和三角测量原理，利用望远镜中的视距装置和视距尺同时测量距离和高差的一种方法。最简单的视距仪是测量仪器(如经纬仪、水准仪)的望远镜十字准线分划板，刻有

9、上下对称的两条短线，称为视距线。参见图4-5。视距测量中的视距尺可以是普通的水准尺，也可以是特殊的视距尺。视线测量的精度一般为1/2001/300和精密视线设计仪器时，选择合适的参数可以使K=100，而c的值很小，可以忽略不计。因此，视距的测量公式为：d=KL=100l (4-15)，d=KL c (4-14)，d=KL=100l (4-15)，视距。让视线垂直角为，因为上下十字准线之间的距离很小，视角2约为34，EMN和ENN可视为近似直角。MEM=NEN=，从图中可以看出：ME EN=(ME EN)cos l=lcos D=Kl=Klcos，水平距离为d=dcos=klcos 2，d=dc

10、os=klcos 2 (4-18)，初始计算高度差为：(4-19)，a点和b点之间的高度差。上述公式可以简化为：(4-21)。根据公式(4-18)计算a和b之间的水平距离后，高度差h也可以根据以下公式计算：h=DTG I-s，h=DTG I-s，c=0。没有必要测量，但只测量k。在平坦区域选择一条直线ab；在25米、50米、100米、150米和200米距离处沿直线打桩；序列号为B1、B2和bn；仪器放置在A点，视距尺依次竖立在BI桩上。当视线水平时，用上下导线在左右两边读取标尺，得到标尺间距Li；将仪器设置在b点进行反向测量，并重复；平均测得的标尺间距Li；根据li和di，Ki可按4-14计算

11、，影响视距测量精度的因素如下：视距尺的分度误差一般为0.5毫米，导致距离误差为0.071米。乘常数K的误差一般为视距常数K=100。但由于视距线间距误差、视距尺系统误差和仪器校准误差，k值不是100。k值的误差导致视线测量的系统误差。k值应在1000.1以内，否则应予以纠正。垂直角度测量误差对视线测量有影响。根据视线测量公式，其影响为：md=Klsin2m/(4-22)时=45，m=10，Kl=100m，md5mm。可以看出，垂直角度观测误差对视线测量的影响很小。md=Klsin2m/(4-22)，视线灯丝读数误差该误差是影响视线测量精度的一个重要因素，它与视线距离成正比。因此，应根据测绘对测

12、量精度的要求，限定最大可视距离。视距尺倾斜误差视距尺倾斜误差的影响与垂直角度有关，如表4-1所示。因此，当视距尺倾斜时，对视距测量的影响不容忽视。特别是在山区，当倾角较大时，更应注意。如有必要，可以在视距尺上安装一个圆形水平仪。外部气象条件对视线测量的影响大气折射的影响当视线穿过大气时，会发生折射，从直线变为曲线，从而产生误差。由于视线接近地面，且有较高的折射，因此规定视线应高出地面1米。大气湍流的影响使得视线成像不稳定，并导致视线误差。当视线接近地面或水面时，这种现象更加严重。因此，视线应高于地面1米以上。此外，风和大气的能见度也会影响视线测量。如果风太大，尺会抖动，空气中的灰尘和气体会使视距尺成像不清晰，导致读数误差，因此应选择好的天气进行测量。电磁波测距是一种以电磁波(微波和光波)为载波，在其上调制测距信号来测量两点间距离