溫州大學(xué)《測(cè)量學(xué)》0401-鋼尺量距

1、距離測(cè)量的主要任務(wù)是測(cè)量水平距離。,水平距離是指地面上兩點(diǎn)垂直投影在同一水平面上的直線距離。,直線定向是確定兩點(diǎn)間相對(duì)位置關(guān)系的必要環(huán)節(jié)。,距離測(cè)量的方法:,1、鋼尺量距,微波測(cè)距儀測(cè)距,2、視距測(cè)量,3、電磁波測(cè)量,4、GPS測(cè)量,光電測(cè)距儀測(cè)距,激光測(cè)距儀測(cè)距,紅外測(cè)距儀測(cè)距,第一節(jié) 鋼尺量距,一、量距的工具,1.鋼尺,根據(jù)尺的零點(diǎn)位置不同，有端點(diǎn)尺和刻線尺之分。,2.測(cè)桿,3.測(cè)釬,4.錘球、彈簧秤和溫度計(jì),二、直線定線,水平距離測(cè)量時(shí)，當(dāng)?shù)孛嫔蟽牲c(diǎn)間的距離超過一整尺長(zhǎng)時(shí)，或地勢(shì)起伏較大，一尺段無法完成丈量工作時(shí)，需要在兩點(diǎn)的連線上標(biāo)定出若干個(gè)點(diǎn)，這項(xiàng)工作稱為直線定線。,按精度要求的不同

2、，直線定線分為：,目估定線,經(jīng)緯儀定線,三、鋼尺量距的一般方法,1平坦地面上的量距方法,式中 n整尺段數(shù)； l鋼尺長(zhǎng)度（m）； q不足一整尺的余長(zhǎng)（m）。,厘米級(jí),鋼尺量距時(shí)，一般還應(yīng)由B點(diǎn)量至A點(diǎn) 進(jìn)行返測(cè),返測(cè)時(shí)應(yīng)重新進(jìn)行定線。,取往、返測(cè)距離的平均值作為線段AB最終的水平距離。,式中 D平均往、返測(cè)距離的平均值（m）； D往往測(cè)的距離（m）； D返返測(cè)的距離（m）。,量距精度通常用相對(duì)誤差K來衡 量，相對(duì)誤差K應(yīng)化為分子為的分?jǐn)?shù)形式。,相對(duì)誤差分母愈大,則K值愈小，精度愈高； 反之，精度愈低。,在平坦地區(qū)，鋼尺量距一般方法的相對(duì)誤 差一般不應(yīng)大于1/3 000；在量距較困難的地區(qū)， 其相

3、對(duì)誤差也不應(yīng)大于1/1 000。,例4-1 用30m長(zhǎng)的鋼尺往返丈量A、B兩點(diǎn) 間的水平距離，丈量結(jié)果分別為：往測(cè)4個(gè)整尺段， 余長(zhǎng)為9.98m；返測(cè)4個(gè)整尺段，余長(zhǎng)為10.02m。 計(jì)算A、B兩點(diǎn)間的水平距離DAB及其相對(duì)誤差K。,解：,2傾斜地面上的量距方法,（1）平量法,（2）斜量法,四、鋼尺量距的精密方法,1鋼尺檢定,鋼尺由于材料原因、刻劃誤差、長(zhǎng)期使用的變形以及丈量時(shí)溫度和拉力不同的影響，其實(shí)際長(zhǎng)度往往不等于尺上所標(biāo)注的長(zhǎng)度即名義長(zhǎng)度，因此，量距前應(yīng)對(duì)鋼尺進(jìn)行檢定。,（1）尺長(zhǎng)方程式,經(jīng)過檢定的鋼尺，其長(zhǎng)度可用尺長(zhǎng)方程式表示。,式中l(wèi)t鋼尺在溫度 t 時(shí)的實(shí)際長(zhǎng)度（m）； l0鋼尺的

4、名義長(zhǎng)度（m）； l尺長(zhǎng)改正數(shù)（m）； 鋼尺的膨脹系數(shù)，=1.2510-5m/m； t0鋼尺檢定時(shí)的溫度（）； t鋼尺使用時(shí)的溫度（）。,（2） 鋼尺的檢定方法,鋼尺的檢定方法有與標(biāo)準(zhǔn)尺比較和在測(cè)定精確長(zhǎng)度的基線場(chǎng)進(jìn)行比較兩種方法。,標(biāo)準(zhǔn)尺長(zhǎng)比較的方法:,將被檢定鋼尺與已有尺長(zhǎng)方程式的標(biāo)準(zhǔn)鋼尺相比較。,兩根鋼尺并排放在平坦地面上，都施加標(biāo)準(zhǔn)拉力，并將兩根鋼尺的末端刻劃對(duì)齊，在零分劃附近讀出兩尺的差數(shù)。,這樣就能夠根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)尺的尺長(zhǎng)方程式計(jì)算出被檢定鋼尺的尺長(zhǎng)方程式。,例4-2 已知1號(hào)標(biāo)準(zhǔn)尺的尺長(zhǎng)方程式為,被檢定的2號(hào)鋼尺，其名義長(zhǎng)度也是30m。比較時(shí)的溫度為24，當(dāng)兩把尺子的末端刻劃對(duì)齊并施加

5、標(biāo)準(zhǔn)拉力后，2號(hào)鋼尺比1號(hào)標(biāo)準(zhǔn)尺短0.007m，試確定2號(hào)鋼尺的根尺長(zhǎng)方程式。,解：,故2號(hào)鋼尺的尺長(zhǎng)方程式為：,2鋼尺量距的精密方法,（1）準(zhǔn)備工作,1）清理場(chǎng)地,2）直線定線,精密量距用經(jīng)緯儀定線。,3）測(cè)樁頂間高差,利用水準(zhǔn)儀，用雙面尺法或往、返測(cè)法測(cè)出各相鄰樁頂間高差。,精密量距記錄計(jì)算表,丈量時(shí)，后尺手掛彈簧秤于鋼尺的零端，前尺手執(zhí)尺子的末端，兩人同時(shí)拉緊鋼尺，把鋼尺有刻劃的一側(cè)貼切于木樁頂十字線的交點(diǎn)，待達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)拉力時(shí)，由后尺手發(fā)出“預(yù)備”口令，兩人拉穩(wěn)尺子，由前尺手喊“好”。在此瞬間，前、后讀尺員同時(shí)讀取讀數(shù)，估讀至0.5mm，并計(jì)算尺段長(zhǎng)度,記錄表格。,（2）丈量方法,前、后移

6、動(dòng)鋼尺一段距離，同法再次丈量。 每一尺段測(cè)三次，讀三組讀數(shù)，由三組讀數(shù)算得的長(zhǎng)度之差要求不超過2mm，否則應(yīng)重測(cè)。 如在限差之內(nèi)，取三次結(jié)果的平均值，作為該尺段的觀測(cè)結(jié)果。,29.9920,0.0695,29.9225,29.9910,0.0690,29.9220,2,3,平均,29.9218,同時(shí)，每一尺段測(cè)量應(yīng)記錄溫度一次，估讀至0.5。 如此繼續(xù)丈量至終點(diǎn)，即完成往測(cè)工作。 完成往測(cè)后，應(yīng)立即進(jìn)行返測(cè)。,+25.5,精密量距記錄計(jì)算表,*,*,*,*,*,11,（3）成果計(jì)算,將每一尺段丈量結(jié)果經(jīng)過尺長(zhǎng)改正、溫度改正和傾斜改正改算成水平距離，并求總和，得到直線往測(cè)、返測(cè)的全長(zhǎng)。,往、返測(cè)

7、較差符合精度要求后，取往、返測(cè)結(jié)果的平均值作為最后成果。,精密量距記錄計(jì)算表,*,*,*,*,*,11,尺長(zhǎng)改正：,溫度改正：,+1.5,+2.0,傾斜改正：,-0.4,尺段長(zhǎng)：,29.9249,精密量距記錄計(jì)算表,*,*,*,*,*,11,1）尺段長(zhǎng)度計(jì)算,根據(jù)尺長(zhǎng)、溫度改正和傾斜改正，計(jì)算尺段改正后的水平距離。,尺長(zhǎng)改正：,溫度改正：,傾斜改正：,尺段改正后的水平距離：,2）計(jì)算全長(zhǎng),將各個(gè)尺段改正后的水平距離相加，便得到直線AB的往測(cè)水平距離。,在本例中,往測(cè)的水平距離D往為：,返測(cè)的水平距離D返為：,取平均值作為直線AB的水平距離:,相對(duì)誤差為：,五、鋼尺量距誤差及注意事項(xiàng),1尺長(zhǎng)誤差,新購(gòu)置的鋼尺必須經(jīng)過檢定，以便進(jìn)行尺長(zhǎng)改正。,2定線誤差,當(dāng)待測(cè)距離較長(zhǎng)或精度要求較高時(shí)，應(yīng)用經(jīng)緯儀定線。,3拉力誤差,精密量距時(shí)，必須使用彈簧秤。,5鋼尺不水平的誤差,用平量法丈量時(shí)，鋼尺不水平，會(huì)使所量距離增大。因此，用平量法丈量時(shí)應(yīng)盡可能使鋼尺水平。,精密量距時(shí)，測(cè)出尺段兩端點(diǎn)的高差，進(jìn)行傾斜改正，可消除鋼尺不水平的影響。,4鋼尺垂曲誤差,垂曲誤差會(huì)使量得的長(zhǎng)度大于實(shí)際長(zhǎng)度，故在鋼尺檢定時(shí)，亦可按懸空情況檢定，得出相應(yīng)的尺長(zhǎng)方程式。,6丈量誤差,在量距時(shí)應(yīng)盡量