工程測量ppt第四章 距離測量

測量工作基本內容高程測量（已講）角度測量（已講）距離測量（即將講述）第四章距離測量1、測量工具2、直線定線3、鋼尺量距的一般方法4、鋼尺量距的精密方法5、距離測量誤差距離是指兩點間的水平長度。按照所用儀器、工具的不同，測量距離的方法有鋼尺直接量距、光電測距儀和光學視距法測距等。本章主要內容：1測量工具⒈鋼尺——用薄鋼片制成的帶狀尺，可卷入金屬圓盒內，故又稱鋼卷尺。尺寬10～15mm。長度20m、30m、50m等。鋼尺的優(yōu)點：抗拉強度高，不易拉伸，在工程測量中常用鋼尺量距。鋼尺的缺點：性脆，易折斷，易生銹，使用時要避免扭折、防止受潮。1測量工具⒈鋼尺根據尺的零點位置——①刻線尺，②端點尺；刻線尺端點尺⒉皮尺——用麻皮制成，精度低，只用于精度要求不高的距離丈量。3.輔助工具——測釬、花桿、垂球、彈簧秤和溫度計1測量工具將所量尺段標定在待測二點間一條直線上的工作稱為直線定線。直線定線有目估定線和經緯儀定線兩種方法

⑴目估定線——一般量距用目視定線。直線定線一般應采用“走近定線”方法。

⑵經緯儀定線——精密量距應用經緯儀定線。2直線定線⑴平坦地區(qū)量距——量距精度不高時可采用整尺法量距，直接將鋼尺沿地面丈量，不用加溫度改正和用彈簧秤標定施加拉力。3鋼尺量距的一般方法（重點）丈量前，先將待測距離的兩個端點用木樁（樁頂釘一小釘）標志出來，清除直線上的障礙物后，一般由兩人在兩點間邊定線邊丈量

（1）量距時，先在A、B兩點上豎立測桿（或測釬），標定直線方向，然后，后尺手持鋼尺的零端位于A點，前尺手持尺的末端并攜帶一束測釬，沿AB方向前進，至一尺段長處停下，兩人都蹲下。（2）后尺手以手勢指揮前尺手將鋼尺拉在AB直線方向上；后尺手以尺的零點對準A點，兩人同時將鋼尺拉緊、拉平、拉穩(wěn)后，前尺手喊“預備”，后尺手將鋼尺零點準確對準A點，并喊“好”，前尺手隨即將測釬對準鋼尺末端刻劃豎直插入地面，得1點。（3）接著后尺手與前尺手共同舉尺前進，后尺手走到1點時，即喊“?！薄Ｍㄕ闪康诙叨?，然后后尺手拔起1點上的測釬。如此繼續(xù)丈量下去，直至最后量出不足一整尺的余長q。

A、B兩點間的水平距離

D=nl+Δl 3鋼尺量距的一般方法（重點）

為了提高精度，一般采用往返丈量。量距精度以相對誤差表示，通?；癁榉肿訛?的分數形式： K=|D往-D返|/D平均=1/M M=D平均/|ΔD|兩點間水平距離為： 平坦地區(qū)鋼尺量距相對誤差不應大于1/3000；在困難地區(qū)相對誤差不應大于1/1000。 3鋼尺量距的一般方法（重點）D平均=(D往+D返)/2例：用30m長的鋼尺往返丈量A、B兩點間的水平距離，丈量結果分別為：往測4個整尺段，余長為9.98m；返測4個整尺段，余長為10.02m。計算A、B兩點間的水平距離DAB及其相對誤差K。解:

D往=nl+q=4×30+9.98=129.98m

D返=nl+q=4×30+10.02=130.02m

D平均=(D往+D返)/2=(129.98+130.02)/2=130.00m

K=|D往-D返|/D平均=1/32503鋼尺量距的一般方法⑵傾斜地面距離丈量——視地形情況可用水平量距法或傾斜量距法。當量距精度要求在1/1萬以上時，要用精密量距方法，精密量距前要先清理場地。①定線——經緯儀定線、鋼尺概量，打木樁、劃線。4鋼尺量距的精密方法（重點）經緯儀定線當量距精度要求在1/1萬以上時，要用精密量距方法，精密量距前要先清理場地。①定線——經緯儀定線、鋼尺概量，打木樁、劃線。4鋼尺量距的精密方法（重點）打木樁、劃線4鋼尺量距的精密方法②量距——用檢定過的鋼尺丈量相鄰兩木樁之間的距離。每尺段要移動鋼尺位置丈量三次，三次測得的結果的較差視不同要求而定，一般不得超過2～3mm，否則要重量。若在限差以內，則取平均值。作為此尺段的觀測成果。標準拉力(30m尺子，100N)。測記溫度，估讀到0.5℃。③測量樁頂高程——往返觀測，往返所測高差之差，不超過±10mm,如在限差之內，取平均值作為觀測成果。精密量距中，每一尺段需進行尺長改正、溫度改正及傾斜改正，求出改正后的尺段長度。⑴尺長改正

鋼尺名義長度l0一般和實際長度不相等，每量一段都需加入尺長改正。在標準拉力、標準溫度下經過檢定實際長度為l’，其差值Δl為整尺段的尺長改正，即 Δl=l’-l0任一長度l尺長改正公式為： Δld=Δl×l/l0 4鋼尺精密量距的成果整理⑵溫度改正設鋼尺在檢定時的溫度為t0℃，丈量時的溫度為t℃，鋼尺的線膨脹系數α。則某尺段l的溫度改正為： Δlt=α(t-t0)l 4鋼尺精密量距的成果整理⑶傾斜改正設沿地面量斜距為l，測得高差為h,換成平距d要進行傾斜改正。4鋼尺精密量距的成果整理改正公式為：上式用級數展開：當高差不大時，h與l比值很小，取前兩項得傾斜改正為：每一尺段改正后的水平距離為：4鋼尺精密量距的成果整理日期鋼尺號碼：No.008鋼尺膨脹系數：0.000012鋼尺檢定溫度20°C鋼尺名義長度lo=30m鋼尺的實際長度l=30.0025m鋼尺的檢定拉力100N尺段編號測量次數前尺讀數尺段長度（m)尺段平均長度（m)溫度高差(m)尺長改正（mm)改正后的尺段長度（m)備注后尺讀數（m)溫度改正（mm)傾斜改正（mm)A-1129.94629.89529.89625.8°C0.2722.529.8994此記錄表是記錄A至B往測數據0.051229.95229.8970.055+2.1329.94329.896-1.20.0471-2129.93329.91729.91627.6°C+0.1742.529.92070.016229.9629.9150.045+2.7329.95229.916-0.50.036……………………4-B11.881.8041.80527.5°C-0.0650.21.8041Σ=91.5060.07621.871.8060.064+0.131.861.805-1.20.055鋼尺精密量距計算表日期鋼尺號碼：No.008鋼尺膨脹系數：0.000012鋼尺檢定溫度20°C鋼尺名義長度lo=30m鋼尺的實際長度l=30.0025m鋼尺的檢定拉力100N尺段編號測量次數前尺讀數尺段長度（m)尺段平均長度（m)溫度高差(m)尺長改正（mm)改正后的尺段長度（m)后尺讀數（m)溫度改正（mm)傾斜改正（mm)A-1129.94625.8°C0.2720.051229.9520.055329.9430.0471-2129.93329.91729.91627.6°C+0.1742.529.92070.016229.9629.9150.045+2.7329.95229.916-0.50.036……………………鋼尺精密量距計算表29.89529.89729.896+2.1-1.2+2.529.899429.8965距離測量誤差鋼尺量距的誤差(1)定線誤差

(2)尺長誤差(3)溫度誤差(4)拉力誤差(5)鋼尺不水平誤差(6)鋼尺對點及讀數誤差(1)定線誤差

AD1D2PB丈量距離時若偏離直線方向，則成一折線，使所量距離有所增長，這與鋼尺不水平的誤差相似。當用標桿目測定線，應使各整尺段偏離直線方向小于0.3m，在精密測量中應用經緯儀定線(2)尺長誤差:鋼尺必須經過檢定以求得其尺長改正數。尺長誤差具有系統(tǒng)積累性，它與所量距離成正比。精密量距時，鋼尺雖經檢定并在丈量結果中進行了尺長改正，其成果中仍存在尺長誤差，因為一般尺長檢定方法只能達到0.5mm左右的精度。一般量距時可不作尺長改正；(3)溫度誤差:

由于用溫度計測量溫度，測定的是空氣的溫度，而不是尺于本身的溫度，在夏季陽光曝曬下，此兩者溫度之差可大于5°C。因此，量距宜在陰天進行，并要設法測定鋼尺本身的溫度。(4)拉力誤差

鋼尺具有彈性，會因受拉而伸長。量距時，如果拉力不等于標準拉力，鋼尺的長度就會產生變化。精密量距時，用彈簧秤控制標準拉力，一般量距時拉力要均勻，不要或大或小。(5)尺子不水平的誤差

鋼尺一般量距時，如果鋼尺不水平，總是使所量距離偏大。精密量距時，測出尺段兩端點的高差，進行傾斜改正。用普通水準測量的方法是容易達到的。（6）鋼尺對點及讀數誤差

包括鋼尺刻劃對點的誤差、插測釬的誤差及鋼尺讀數誤差等。這些誤差是由人的感官能力所限而產生，誤差有正有負，在丈量結果中可以互相抵消一部分，但仍是量距工作的一項主要誤差來源。1、測量工具2、直線定線3、鋼尺量距的一般方法4、鋼尺量距的精密方法5、距離測量誤差主要內容：思考題某鋼尺名義長度為30m，經檢定實長為30.005m，檢定時溫度t0＝10℃，使用拉力P＝100N，用該尺丈量某距離為312.450m，丈量時溫度為t＝30℃，P＝100N，兩端高差0.83m，求水平距離。視距測量是利用望遠鏡內的視距裝置配合視距尺，根據幾何光學和三角測量原理，同時測定距離和高差的方法。最簡單的視距裝置是測量儀器(如經緯儀、水準儀)的望遠鏡十字絲分劃板上刻制上、下對稱的兩條短線，稱視距絲。視距測量中的視距尺可用普通水準尺，也可用專用視距尺。視距測量精度一般為1/200～1/300，精密視距測量可達1/2000。由于視距測量用一臺經緯儀即可同時完成兩點間平距和高差的測量，操作簡便，所以當地形起伏較大時，常用于碎部測量和圖根的加密。視距測量12 11 13 n m l i n m p n′ m′ f δ

d l v h φ

A B D F 圖8-4

視線水平時的視距測量原理 視線水平時12 11 13 n m l i n m p n′ m′ f δ

d l v h φ

A B D F 圖8-4

視線水平時的視距測量原理 令12 11 13 n m l i n m p n′ m′ f δ

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A B D F 圖8-4

視線水平時的視距測量原理 A、B兩點間的高差h為

i——儀器高（m）；v——十字絲中絲在視距尺上的讀數，即中絲讀數（m）

設視線豎直角為α，由于十字絲上、下絲的間距很小，視角2φ約為34′，故可將∠EM’M和∠EN’N近似看成直角。∠MEM’=∠NEN’=α，從圖可見：M’E+EN’=(ME+EN)cosαl’=lcosαD’=Kl’=Klcosα水平距離為D=D’cosα=Klcos2α初算高差為：視線傾斜時視距測量公式A、B兩點高差為：直線定向確定直線與標準方向之間的關系，稱為直線定向。一、標準方向1．真子午線方向通過地球表面某點的指向地球南北極的方向線稱為真子午線，通過地球表面某點的真子午線的切線方向，稱為該點的真子午線方向。真子午線方向可用天文測量方法測定。2．磁子午線方向磁子午線方向是在地球磁場作用下，磁針在某點自由靜止時其軸線所指的方向。磁子午線方向可用羅盤儀測定。3．坐標縱軸方向在高斯平面直角坐標系中，坐標縱軸線方向就是地面點所在投影帶的中央子午線方向。在同一投影帶內，各點的坐標縱軸線方向是彼此平行的。

二、方位角定義：由子午線北端順時針方向量到測線上的夾角，稱為該直線的方位角。其范圍為0°～360°。有：真方位角、磁方位角、坐標