第四章距離測量與三角高程測量

1、第四章距離測量與三角高程測量 第第 四四 章章 距離測量與三角高程測量距離測量與三角高程測量 學 習 要 點 卷尺量距 視距測量 電磁波測距 三角高程測量 第四章距離測量與三角高程測量 光學視距測量步弓、尺鏈 線尺、竹尺、 皮尺、鋼尺 電磁波測距 第四章距離測量與三角高程測量 距離測量是測量的三項基本工作之一：距離測量是測量的三項基本工作之一： 測定地面點之間的水平距離水平距離。 距離測量的主要方法有：距離測量的主要方法有： 鋼卷尺量距 主要指鋼卷尺量距 視距測量 利用測量儀器的視距絲測距 電磁波測距 測距儀測距 三角測量法 利用三角形的邊角關(guān)系求距離 距離測量概述距離測量概述 三角高程測量：

2、三角高程測量： 是間接測定兩點間高差高差的方法。 第四章距離測量與三角高程測量 卷尺量距 精密量距方法精密量距方法 量距相對精度：量距相對精度：110000140000 主要用途：主要用途：砼、鋼結(jié)構(gòu)等較精密工程的 放樣等。 一般量距方法一般量距方法 量距相對精度：量距相對精度： 1200015000 主要用途：主要用途：圖根導線邊長丈量、一般工 程的距離放樣。 第四章距離測量與三角高程測量 鋼尺量距的作業(yè)要求鋼尺量距的作業(yè)要求 1.1.一般方法量距：一般方法量距： 直直 目估定線，保證量距時沿直線方向進行 平平 地面平整，鋼尺水平 準準 每尺段端點標志精確 A B 測釬測釬 SAB=n+ 為

3、整尺段長 為余長 第四章距離測量與三角高程測量 2、過山頭定線 第四章距離測量與三角高程測量 3、延長直線 A C1 B C2 C 第四章距離測量與三角高程測量 2.2.精密方法量距：精密方法量距： 尺長改正 0 k DD k 0 ttDDt 2 2 D h D h 溫度改正 高差改正 (4-1-8) (4-1-9) (4-1-4) 精密量距時采取的措施：精密量距時采取的措施： 1 1.用檢定過的鋼尺； 2 2.經(jīng)緯儀定線； 3 3.釘尺段樁，逐段量測； 4 4.對鋼尺施加固定拉力； 5 5.對量距結(jié)果加三項改正數(shù)： 測量時的鋼尺溫度 設(shè)定的標準溫度 鋼尺的溫度線膨脹系數(shù) 數(shù)際長度與名義長度的

4、差在標準溫度下，鋼尺實 鋼尺的名義長度 t t l ttlll k kt 0 0 000 彈性模量張力強度。 EP l E P dl 鋼是彈性體，在拉力作用下會變形（伸長） )( 000000 ）ttllttll lll kk t l kk kk l l lt n SS k 標準 設(shè)尺子的溫度膨脹系數(shù)已知。用待檢定 的尺子（先假定k=0），在工作時的正 常拉力下，測量檢定場兩標志的間距S。 從而可得 測 回 程序 丈 量 時間 丈 量 溫度 t 溫 度 差 t-20 測量值 m 溫度改 正值 mm 改正后 的平距 m 1往 返 9：50 293 295 +9.3 +9.5 119.973 11

5、9.973 +13.4 +13.7 119.9864 119.9867 2 往 返 30.4 30.5 +10.4 +10.5 119.970 119.970 +15.0 +15.1 119.9850 119.9851 3 往 返 10:40 30.2 31.1 +10.2 +11.1 119.972 119.973 +14.7 +16.0 119.9867 119.9890 L=119.9865 L=119.9793 mml L LL l8.130 120 2.7 0 mmtmmml)20(36. 08 . 130 尺號: 015名義長度 : 30m膨脹系數(shù):0.012 mSSSSS htk

6、 936.234 m S h hSSSSh0137. 0 2 cos 2 22 mttSSt0209. 0)204 .27(3036. 0943.234 0 m l SS k k 0141.0 30 8.1 943.234 0 mmtmmml)20(36.08.130 已知 量得 s=234.943; t=27.4; h=2.54 2 2222 )( 曲定線傾斜尺長拉力溫度讀數(shù) mmmmmmmmS 第四章距離測量與三角高程測量 b s r sin sinb s b s 視差法測距：專用的基 線尺+高精度的角 )2/(2tg b s 第四章距離測量與三角高程測量 視視 距距 測測 量量 視距測量

7、視距測量利用測量望遠鏡的視距絲，間接測定利用測量望遠鏡的視距絲，間接測定 距離和高差的方法。距離和高差的方法。 優(yōu)點：優(yōu)點：測量速度快，不受地 形限制。 不足：不足：精度低，距離相對誤 差一般約為1/300，高 差一般為分米級。 用途：用途：主要用于地形圖測繪 (地形點的距離與高差)。 cn a f nS s n f a 所以 lS a f 100)38.342000(100，所以分秒即 第四章距離測量與三角高程測量 nD ban ab 100 （尺間隔） 讀數(shù)要求：讀數(shù)要求：上下絲讀數(shù)a、b讀至毫米，中絲 讀至厘米， 儀器高 i 量至厘米。 1.視距公式：視距公式： (4-2-1) (4-2

8、-2) 2.高差公式：高差公式： (4-2-4) (4-2-5) liHhHH lih AAB 第四章距離測量與三角高程測量 二二. .視線傾斜時視距測量公式視線傾斜時視距測量公式 2 cos100cos cos100 cos nSD nS nn 則 (4-2-8) 1.視距公式：視距公式： liDlihh Dh tan tan2.高差公式：高差公式：高差主值 (4-2-9) AB高差 n為水準尺與視線 垂直時的尺間隔 n 第四章距離測量與三角高程測量 觀測：觀測：在測站安置經(jīng)緯儀，對中、整平、量儀器高； 在測點豎水準尺，瞄準(要求三絲都能讀數(shù))。 讀數(shù)：讀數(shù)：每個測點讀四個讀數(shù) 上絲讀數(shù) a

9、 a 讀至毫米 下絲讀數(shù) b b 讀至毫米 中絲讀數(shù) 讀至厘米 豎盤讀數(shù) L L 讀至分 三三. .視距測量觀測和計算視距測量觀測和計算 視距測量通常只測盤左（或盤右），測量前 要對豎盤指標差進行檢驗與校正。 第四章距離測量與三角高程測量 視距測量表視距測量表 liDHhHH liDh baD AAp tan tan cos100 2 計算公式計算公式 第四章距離測量與三角高程測量 第四章距離測量與三角高程測量 一、基本原理一、基本原理 D CtD 2 2 1 A B D 出射光 入射光 第四章距離測量與三角高程測量 依據(jù)測定時間的方法不同，光電測距有如依據(jù)測定時間的方法不同，光電測距有如 下

10、幾種：下幾種： 1、變頻法、變頻法 2、相位法、相位法 3、干涉法、干涉法 4、脈沖法、脈沖法 第四章距離測量與三角高程測量 二、電磁波測距儀的分類二、電磁波測距儀的分類 1、按載波分、按載波分 2 2、按測程分、按測程分 短程短程 3km 15km15km 3 3、按精度分為、按精度分為1 1（5mm)5mm)、2(5-10mm)2(5-10mm)、3(11-20mm)3(11-20mm)級級 DBAmd 測距儀的精度指標：測距儀的精度指標： （B 用用 ppm表示表示 mm/km） 三、光電脈沖法測距三、光電脈沖法測距 計數(shù)顯示 電子門 時標脈沖 觸 發(fā) 器 脈沖發(fā)射 脈沖接收 反 射 器

11、 DB A 時間測定：時間測定：1、脈沖計數(shù)測時、脈沖計數(shù)測時 2、模擬數(shù)字測時（電容充電）、模擬數(shù)字測時（電容充電） 第四章距離測量與三角高程測量 第四章距離測量與三角高程測量 第四章距離測量與三角高程測量 第四章距離測量與三角高程測量 已知：已知： 時標脈沖頻率：時標脈沖頻率： f=15 Mhz 電磁波速度：電磁波速度： v=310 8 m/s 時標脈沖個數(shù)：時標脈沖個數(shù)： n=100 求：距離求：距離 D D= 1/f nv / 2= 1000 米米 脈沖測距舉例脈沖測距舉例 )sin( 0 tAEE的大小為電矢量 fCCT f C T T ff f t A ；播的距離稱為波長；波在一個

12、振動周期內(nèi)傳 變化一次的時間；是周期，即正弦波循環(huán) 是頻率， ；以弧度為單位；的值，是單位時間內(nèi)相位變化 是初始相位；是相位； 是振幅； 1 2 00 S ) 2 ( 2 )( 2 1 2 1 NNCtS T fC f C CT 2 TNTt 第四章距離測量與三角高程測量 第四章距離測量與三角高程測量 U2 U1 是余尺長稱為光尺長，而 222 22 NS 第四章距離測量與三角高程測量 第四章距離測量與三角高程測量 m10 2 電子尺 m f C f C 1000 22 , m f C f C 10 22 , 第四章距離測量與三角高程測量 第四章距離測量與三角高程測量 第四章距離測量與三角高程

13、測量 第四章距離測量與三角高程測量 RSS R CSc 使用。 在手算時也有輔助表格等工具可 改正數(shù)。象參數(shù)后對所測距離加 站上的氣傳感器，可自動感知測 有的函數(shù)?，F(xiàn)在多數(shù)儀器氣壓 ，氣溫是波長氣象改正系數(shù) p tA ASS A 2 1cos 2 S h SS 2sin 2 cossin sin d dS dS d d 水平距離的變化為 這時斜距的變化為 f C 22 n C C 0 42 1 CB An 777 2 10136. 010288.161004.2876 %03. 007600 CBA COmmHgemmHgPCt ， ， 在標準大氣條件下 。表格等工具計算改正數(shù)得的氣象參數(shù)借助

14、輔助 個點上測改正數(shù)。也可以根據(jù)幾數(shù)，自動對所測距離加 的氣象參器，可自動感知測站上現(xiàn)在多數(shù)儀器帶有傳感 是空氣膨脹系數(shù) 折射率就是標準大氣條件下的式中 16.273 1 10 1 55. 0 7601 1 1 0 7 0 g g q n t eP t n n sincostan tan ddS dS d d 水平距離的變化為 這時斜距的變化為 第四章距離測量與三角高程測量 電子全站儀電子全站儀 棱棱 鏡鏡 全全 站站 儀儀 第四章距離測量與三角高程測量 第四章距離測量與三角高程測量 三角高程測量三角高程測量 掌握三角高程測量的基本原理和計算方法； 熟悉三角高程測量的作業(yè)方法。 已知兩點之間的

15、水平距離水平距離D(或斜距S)，觀測垂直角垂直角 ， 從而計算高差。 使用于山區(qū)或不便于進行水準測量的地區(qū)。 三角高程測量要求考慮地球曲率的影響。 一.三角高程測量原理 二.較遠距離的三角高程測量 三.三角高程測量的其他特點 三角高程測量是一種間接測定間接測定兩點之間高差高差的方法 第四章距離測量與三角高程測量 一一.三角高程測量原理三角高程測量原理 B點的高程：點的高程： ABAB hHH 已知AB水平距離D， A點高程HA，在測站A觀測 垂直角，則： 或liSh liDh AB AB sin tan （S為斜距） 在距離200米以內(nèi)，把大地水準面看成水平面 第四章距離測量與三角高程測量 二二.一般情況下的三角高程測量一般情況下的三角高程測量 距離較遠時，考慮地球曲率差和大氣折光差對高差 的影響，應對觀測得到的高差加“兩差兩差”改正： R D kf R D f 2 2 2 2 2 1 球差改正： 氣差改正： R D kfff 2 1 2 21 兩差改正： （k=0.14） R s fff 2 86. 0 2 21 flish flitgDh ab ab sin 顧及兩差改正時