《測量學(xué)》第3章距離測量

1、第第3章距離測量章距離測量距離測量是傳統(tǒng)測量的三種基本測量工作之一，導(dǎo)線測量、碎部點(diǎn)測量等一般需要進(jìn)行距離測量。傳統(tǒng)距離的測量方法有鋼尺量距、光電測距儀測距和光學(xué)視距法測距等。3.1鋼尺量距3.1.1量距的工具 鋼尺分劃類型 零分劃位置1. 鋼尺2. 其它工具3.1.2直線的定線要點(diǎn)：甲在A點(diǎn)后1米左右處指揮，甲從在A點(diǎn)沿標(biāo)桿的同一側(cè)看到A、2、B三支標(biāo)桿成一條線為止。兩點(diǎn)間定線，一般應(yīng)由遠(yuǎn)到近，即先定1點(diǎn)，再定2點(diǎn)。乙所持標(biāo)桿應(yīng)豎直，利用食指和姆指夾住標(biāo)桿的上部，稍微提起，利用重心使標(biāo)桿自然豎直。3.1.3量距方法1.整尺法量距123456DnlqAB適用于平坦地區(qū)，量距精度要求不高時。為進(jìn)

2、行檢核并提高測距精度，一般采用往返丈量，在滿足限差要求的情況下，取往返平均值為丈量結(jié)果。2.傾斜地面的距離丈量（1 1）平量法）平量法適用于起伏不大，且坡度不均勻時。適用于起伏不大，且坡度不均勻時。（2 2）斜量法）斜量法適用于坡度均勻時。適用于坡度均勻時。22coshLLD往返測相對誤差往返測相對誤差為進(jìn)行檢核并提高測距精度，一般采用往返丈量，在滿足限差要求的情況下，取往返平均值為丈量結(jié)果。MDDDDDDDDDK1121返往返往返往一般平坦地區(qū)K不應(yīng)大于1/3000，困難地區(qū)K不應(yīng)大于1/1000。5.1.5 鋼尺量距的誤差分析鋼尺的名義長度鋼尺的名義長度5300.0041.2 103020

3、tlmmt CC m000lttllldt0l鋼尺尺長改正值鋼尺尺長改正值dl 鋼尺的熱膨脹系數(shù)鋼尺的熱膨脹系數(shù)0t鋼尺檢定時的溫度鋼尺檢定時的溫度尺長方程尺長方程t量距時的溫度量距時的溫度1定線誤差22222ldllll 例：使用例：使用3030米鋼尺量距時，如果測量某尺段時，米鋼尺量距時，如果測量某尺段時，尺端兩端的定線誤差均為尺端兩端的定線誤差均為0.20.2米，定向誤差引起的距米，定向誤差引起的距離誤差為離誤差為: :定向誤差總是測的距離偏大，其產(chǎn)生的誤差不能定向誤差總是測的距離偏大，其產(chǎn)生的誤差不能抵消。但實(shí)際量距時，目視定線即可使定向誤差控制抵消。但實(shí)際量距時，目視定線即可使定向誤

4、差控制在合理的范圍內(nèi)。在合理的范圍內(nèi)。當(dāng)尺長為當(dāng)尺長為5050米，為使定線誤差產(chǎn)生的量距誤差小米，為使定線誤差產(chǎn)生的量距誤差小于于1/100001/10000時，應(yīng)使時，應(yīng)使0.3536m0.3536mmmll67. 2302 . 022222. 尺長誤差鋼尺的尺長誤差在普通測量時可不予考慮。但鋼尺的尺長誤差在普通測量時可不予考慮。但當(dāng)尺長誤差超過當(dāng)尺長誤差超過1/100001/10000時應(yīng)加入尺長改正。時應(yīng)加入尺長改正。尺長誤差隨著距離在增加而增加，在高精度量尺長誤差隨著距離在增加而增加，在高精度量距時應(yīng)加尺長改正。距時應(yīng)加尺長改正。llllld003. 溫度誤差溫度改正公式溫度改正公式0

5、tlttl 當(dāng)溫度變化當(dāng)溫度變化8 8C C時，對于時，對于3030米的鋼尺，尺長變化米的鋼尺，尺長變化為為3mm3mm，對于，對于5050米鋼尺，尺長變化米鋼尺，尺長變化5mm, 5mm, 所以精密量距所以精密量距時要加溫度改正。時要加溫度改正。普通量距時，如果溫度變化普通量距時，如果溫度變化8 8C C，也應(yīng)考慮加入，也應(yīng)考慮加入溫度改正。溫度改正。4. 拉力誤差鋼尺長度尺長會隨著拉力的變化而改變，如果鋼尺長度尺長會隨著拉力的變化而改變，如果測量時拉力不等于標(biāo)準(zhǔn)拉力，也會產(chǎn)生長度誤差：測量時拉力不等于標(biāo)準(zhǔn)拉力，也會產(chǎn)生長度誤差：例，某鋼尺長例，某鋼尺長30m30m，標(biāo)準(zhǔn)拉力是，標(biāo)準(zhǔn)拉力是1

6、0kg10kg，彈性模量為，彈性模量為2 210106 6kg/cmkg/cm2 2，其橫截面積為，其橫截面積為0.03cm0.03cm2 2，測量時拉力為，測量時拉力為20kg20kg，則拉力產(chǎn)生的長度誤差為，則拉力產(chǎn)生的長度誤差為lEAPlP如果鋼尺長為如果鋼尺長為50m50m，其它條件同上，則拉力產(chǎn)生的，其它條件同上，則拉力產(chǎn)生的長度誤差為長度誤差為0.008m0.008m。mmcmcmkgkgkglEAplp005. 03003. 0/10210202265. 鋼尺不水平產(chǎn)生誤差根據(jù)傾斜改正公式根據(jù)傾斜改正公式22hhll 目視鋼尺水平的誤差約為目視鋼尺水平的誤差約為0.44m0.44

7、m（相當(dāng)于傾角（相當(dāng)于傾角5050在在3030米距離上引起的高差），設(shè)鋼尺長米距離上引起的高差），設(shè)鋼尺長30m30m，鋼尺不水，鋼尺不水平產(chǎn)生的距離誤差為平產(chǎn)生的距離誤差為如果鋼尺長為如果鋼尺長為5050米，視線傾角為米，視線傾角為5050分，則視線不分，則視線不水平產(chǎn)生的距離誤差為水平產(chǎn)生的距離誤差為5mm5mm，相對誤差為，相對誤差為1/100001/10000。mmlhlh3 . 330244. 0222在精密量距時，如果高差測量誤差為在精密量距時，如果高差測量誤差為10mm10mm，50m50m鋼鋼尺傾斜產(chǎn)生的量距誤差約為尺傾斜產(chǎn)生的量距誤差約為0.2mm0.2mm。6. 鋼尺垂曲產(chǎn)

8、生的誤差在懸空量距時，鋼尺由于自重會使中間下垂，造成在懸空量距時，鋼尺由于自重會使中間下垂，造成鋼尺彎曲，從而引起誤差，量距時可以將鋼尺托起至水鋼尺彎曲，從而引起誤差，量距時可以將鋼尺托起至水平以降低垂曲影響。平以降低垂曲影響。AB7. 鋼尺對準(zhǔn)及讀數(shù)誤差刻劃對點(diǎn)誤差刻劃對點(diǎn)誤差插測釬誤差插測釬誤差讀數(shù)誤差讀數(shù)誤差丈量誤差是量距工作的主要來源。丈量誤差是量距工作的主要來源。3.2視距測量3.2.1 概述使用的工具：經(jīng)緯儀（或水準(zhǔn)儀）、水準(zhǔn)尺使用的工具：經(jīng)緯儀（或水準(zhǔn)儀）、水準(zhǔn)尺或視距尺）或視距尺）視距測量的精度：一般為視距測量的精度：一般為1/2001/200或或1/3001/300。用途：精

9、度要求較低的碎部測量和放樣工作用途：精度要求較低的碎部測量和放樣工作中。中。lpfdflpffdDdfffffbaba令令fff0flpflpfD0CKlDlD100vih3.2.2 視線水平時視距公式3.2.3 視線傾斜時視距公式cosENMENEEMcosll coskll kD2coscosklDD2sin21sincossinklklDhviklvihh2sin21viDvihhtan或或3.2.4 視距測量的觀測與計算1. 視距測量步驟（1）在測站上安置經(jīng)緯儀，對中、整平、量取儀器高。（2）在待測點(diǎn)上立視距尺。（3）瞄準(zhǔn)視距尺，在尺上讀取上絲、下絲讀數(shù)，（也可直接讀取尺間隔）。為計算

10、高程，讀取中絲讀數(shù)。（4）讀取豎直度盤讀數(shù)L、R（碎部測量時可只盤左讀取L），讀數(shù)時注意讀數(shù)指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中。（5）計算點(diǎn)號尺間隔L(m)中絲讀數(shù)(m)豎盤讀數(shù)L 豎直角 初算高差h改正數(shù)i-v改正后高差h水平角 水平距離(m)高程(m)點(diǎn)號備注測站：測站：A A 儀器高：儀器高：1.42m 1.42m 指標(biāo)差：指標(biāo)差：x=0 x=0測站高：測站高：H HA A=207.40=207.40點(diǎn)號尺間隔L(m)中絲讀數(shù)(m)豎盤讀數(shù)L豎直角初算高差h改正數(shù)i-v改正后高差h水平角水平距離(m)高程(m)點(diǎn)號備注測站：測站：A A 儀器高：儀器高：1.42m 1.42m 指標(biāo)差：指標(biāo)差：x=1x=

11、1測站高：測站高：H HA A=207.40=207.400.76091 451.429328-328114 00132 3093 00-3 0087 26-1 44+2 35114 00178 25-4.59-4.59075.7202.81202.48房角房角山腳山脊1122205.83208.220.5140.2571.421.42-1.551.1600-1.5551.41.1625.612120.7502.42-3.92-1.00-4.9274.83.3紅外測距儀測距儀的分類測距儀按測程劃分測距儀按測程劃分短程測距儀，測程短程測距儀，測程5km5km短程測距儀，測程短程測距儀，測程5 5

12、15km15km遠(yuǎn)程測距儀，測程遠(yuǎn)程測距儀，測程15km15km公里以上公里以上測距儀按精度劃分測距儀按精度劃分級測距儀，每公里測距中誤差級測距儀，每公里測距中誤差5mm5mm級測距儀，級測距儀，5mm5mm每公里測距中誤差每公里測距中誤差10mm10mm級測距儀，每公里測距中誤差級測距儀，每公里測距中誤差10mm10mm測距儀按采用的載波不同有測距儀按采用的載波不同有微波測距儀、激光測距儀和紅外測距儀微波測距儀、激光測距儀和紅外測距儀3.3.1測距儀原理1. 脈沖法測距原理C0光在真空中的速度；ng光在空氣中的折射率。tncDg021萊卡Disto手持測距儀屬于脈沖測距儀一種，采用了數(shù)字測相

13、脈沖展寬技術(shù)，精度可達(dá)1mm。2. 相位法測距原理（1 1）調(diào)制光）調(diào)制光在光源砷化鉀發(fā)光二極管兩端加入交變電流。在光源砷化鉀發(fā)光二極管兩端加入交變電流。電流光強(qiáng)tt（2 2）距離測量原理）距離測量原理22DN0gcn ffncLgs2203.3.23.3.2測距方法測距方法1. 1. 測距前的準(zhǔn)備工作測距前的準(zhǔn)備工作（1 1）在測站上安置經(jīng)緯儀。）在測站上安置經(jīng)緯儀。（2 2）在測距的端點(diǎn)上安置覘牌和反射棱鏡。）在測距的端點(diǎn)上安置覘牌和反射棱鏡。（3 3）水平角、水平角、豎直角測量。豎直角測量。（4 4）安裝測距儀。）安裝測距儀。（5 5）測距儀光學(xué)瞄準(zhǔn)。）測距儀光學(xué)瞄準(zhǔn)。2. 2. 開機(jī)設(shè)

14、置氣象參數(shù)開機(jī)設(shè)置氣象參數(shù)（1 1）開機(jī)顯示標(biāo)準(zhǔn)氣象參數(shù)）開機(jī)顯示標(biāo)準(zhǔn)氣象參數(shù)T T、P P和加常數(shù)和加常數(shù)C C0 0（2 2）設(shè)置測距時氣象參數(shù)）設(shè)置測距時氣象參數(shù)T T、P P。3. 3. 距離測量距離測量（1 1）電瞄準(zhǔn)）電瞄準(zhǔn)（2 2）平均距離測量）平均距離測量AVEAVEENTENTTRKTRKMSRMSR南方系列測距儀標(biāo)準(zhǔn)氣象條件為氣壓為南方系列測距儀標(biāo)準(zhǔn)氣象條件為氣壓為1013hPa1013hPa，15153.3.3測距邊長改正計算1. 儀器常數(shù)改正（1 1） 儀器加常數(shù)儀器加常數(shù)發(fā)光管的發(fā)射面、接收面與儀器中心不一致；發(fā)光管的發(fā)射面、接收面與儀器中心不一致；反光棱鏡的等效反射面與反光鏡中心不一致。反光棱鏡的等效反射面與反光鏡中心不一致。（2 2） 儀器乘常數(shù)儀器乘常數(shù)R R由于元件老化，測距時的頻率與設(shè)計頻率不致，由于元件老化，測距時的頻率與設(shè)計頻率不致，產(chǎn)生與所測距離成正比的系統(tǒng)誤差產(chǎn)生與所測距離成正比的系統(tǒng)誤差（3 3） 常數(shù)的改正常數(shù)的改正將加常數(shù)與乘常數(shù)輸入儀器，由儀器自動改正。將加常數(shù)與乘常數(shù)輸入儀器，由儀器自動改正。DRKDK2. 氣象改正利用儀器廠家提供的氣象改正公式計算，如利用儀器廠家提供的氣象改正公式計算，如P P：氣壓值，以：氣壓值，以hPahP