測量4距離測量課件

2023/12/5第四章距離測量1第四章距離測量內(nèi)容要求：1．掌握鋼尺量距2．理解鋼尺量距誤差3．熟練掌握視距測量4．理解電磁波測距重點(diǎn)講授：鋼尺量距視距測量電磁波測距。2023/12/5第四章距離測量2第四章距離測量4.1鋼尺量距1、量距工具2、直線定線3、量具方法4、鋼尺量距成果整理5、鋼尺檢定2023/12/5第四章距離測量34.1鋼尺量距相關(guān)概念：在測區(qū)面積不大的情況下（半徑小于10km的范圍），可以不考慮地球曲率的影響，用水平面代替水準(zhǔn)面。兩點(diǎn)間連線垂直投影在水平面上的長度稱為水平距離。地面上兩點(diǎn)間的距離是指這兩點(diǎn)沿鉛垂線方向在大地水準(zhǔn)面上投影點(diǎn)間的弧長。2023/12/5第四章距離測量44.1鋼尺量距直線量距的一般方法直接量距：用長度標(biāo)準(zhǔn)直接與被測距離比較，從而獲得被測距離長度。（皮尺、鋼尺、銦瓦基線尺）。間接量距：根據(jù)已知條件，依據(jù)一定的關(guān)系式間接推算出被測距離。（視距測量、視差法測距、物理測距）2023/12/5第四章距離測量5直線量距的精度及其適用范圍方法 精度 適用范圍4.1鋼尺量距1、步測法1/50野外踏勘、選點(diǎn)和小比例尺地形圖的測繪2、視距法3、鋼尺一般量距4、鋼尺精密量距5、激光紅外測距儀1/200~1/300地形測量中的碎部測量1/2000~1/3000導(dǎo)線測量，一般建筑軸線丈量1/5000~1/2萬精密導(dǎo)線測量，工業(yè)廠房主要軸線的測量測程：2KM～20KM精度：

(3mm+2PPM)2023/12/5第四章距離測量64.1.1量距工具鋼尺量距：是利用具有標(biāo)準(zhǔn)長度的鋼尺直接測量地面兩點(diǎn)間的距離，又稱距離丈量。量距常用的工具有：測繩、皮尺、鋼尺、因瓦尺。測纖、花桿、垂球、彈簧稱和溫度計(jì)。2023/12/5第四章距離測量74.1.2直線定線直線定線

將待測距離上的分段點(diǎn)標(biāo)定在同一條直線上的工作。量定線的目的：保證待測距離的直線性定線的方法：花桿目視定線經(jīng)緯儀正倒鏡分中法2023/12/5第四章距離測量84.1.2直線定線直線定線的實(shí)施在兩點(diǎn)間定線；在兩點(diǎn)的延長線上定線；兩點(diǎn)不通視時的定線：逐漸趨近法。2023/12/5第四章距離測量94.1.3量距方法平坦地面的距離丈量

D=nL0+△L0在平坦地面丈量距離時，可把尺子放在地面上逐段進(jìn)行丈量至少往返測各一次。量距精度以相對誤差表示，并將其換算為分子為1的分?jǐn)?shù)形式，精度一般不低于1/3000|往測–

返測|/往返均值=1/MAB2023/12/5第四章距離測量104.1.3量距方法平坦地面測量算例：整尺段數(shù)為3，余長:往測24.890m,返測24.840mD=nL0+△L0

往測距離為：174.890m

返測距離為：174.840m

平均距離為：174.865m相對誤差：|往測–

返測|/往返均值=1/M

|174.890-174.840|/174.865=1/3500

AB2023/12/5第四章距離測量114.1.3量距方法傾斜地面的距離丈量平量法如果地面起伏不大，丈量時將尺子一端抬高，并用目估法使尺子大致水平，然后用測釬（或垂球）將尺子的端點(diǎn)投到地面上。將量得的各段水平距離求和即為所量距離。2023/12/5第四章距離測量124.1.3量距方法傾斜地面的距離丈量斜量法

當(dāng)坡度變化均勻時，AB的斜距L，測出地面的傾角δ，則水平距離l為：l=L×cosδ。如果未測傾角δ，而是測定了A、B兩點(diǎn)間的高差h，按直角三角形計(jì)算。2023/12/5第四章距離測量134.1.3量距方法數(shù)據(jù)處理誤差計(jì)算：往、返測較差：

D=D往－D返往、返測相對較差：容許相對較差：

測規(guī)鐵路城市公路容許相對較差1/20001/3000平地：1/3000山地：1/10002023/12/5第四章距離測量144.1.3量距方法數(shù)據(jù)處理若達(dá)到精度,所測距離最終值為：

2023/12/5第四章距離測量154.1.3量距方法精密量距適用范圍：精度要求1/10000以上時距離測量。量距方法：①清理現(xiàn)場、經(jīng)緯儀架設(shè)在A點(diǎn)，瞄準(zhǔn)B點(diǎn)。②在經(jīng)緯儀視線上依次定出比鋼尺一整尺段略短的尺段，并打上木樁，木樁上標(biāo)“十”字。2023/12/5第四章距離測量164.1.3量距方法精密量距量距方法：③兩人拉尺，后司尺用彈簧稱控制拉力，兩人同時讀數(shù)，要求讀至0.5mm，一人指揮。④每尺段移動鋼尺前后位置三次，三次測量結(jié)果之差不超過2～3mm，并記錄現(xiàn)場溫度至0.5℃

。

⑤用水準(zhǔn)儀測量尺段間木樁頂高差、往返高差不超過±10mm。2023/12/5第四章距離測量174.1.4鋼尺量距數(shù)據(jù)整理尺長改正：

鋼尺名義長度l0、實(shí)際長度l′則整尺段的尺長改正數(shù)：△l=l′－l0

任一長度l的尺長改正數(shù)：△Ld=（△l/l0）L溫度改正△lt=α（t-t0）l，其中：α為鋼尺膨脹系數(shù),0.0000125/℃t為野外量距時溫度。t0為檢定鋼尺時的溫度。2023/12/5第四章距離測量184.1.4鋼尺量距數(shù)據(jù)整理傾斜改正：△lh=d-l

，其中：高差為h,斜距為l，h2=l2－d2=(l－d)(l+d)，l－d=－h(huán)2/（l+d）；由于l>>h，l≈d，所以：△lh=-(h2/2l)水平距離d=l+△ld+△lt+△lh2023/12/5第四章距離測量194.1.5鋼尺檢定由專門的計(jì)量單位在專門的鋼尺檢定場進(jìn)行檢定，得到在標(biāo)準(zhǔn)溫度、標(biāo)準(zhǔn)拉力下的實(shí)際鋼尺長度。最終以鋼尺方程式的形式表示出來。尺長方程式

lt=l0+△ld+αl0(t-t0)2023/12/5第四章距離測量20第四章距離測量4.2鋼尺量距誤差及注意事項(xiàng)2023/12/5第四章距離測量214.2鋼尺量距的誤差及注意事項(xiàng)1、定線誤差2、尺長誤差3、溫度測定誤差4、鋼尺傾斜誤差5、拉力不均誤差6、鋼尺對準(zhǔn)及讀數(shù)誤差2023/12/5第四章距離測量22第四章距離測量4.3視距測量1、視距測量原理2、視線水平時視距測量公式3、視線傾斜時視距測量公式4、視距常數(shù)測定5、視距測量誤差及注意事項(xiàng)2023/12/5第四章距離測量234.3.1視距測量原理原理：利用望遠(yuǎn)鏡中的視距絲裝置(上、下絲)，根據(jù)幾何光學(xué)原理，同時測定地面兩點(diǎn)間的水平距離和高差的方法。特點(diǎn)：操作簡單、快速，受地形條件限制小，量距精度為1/200~1/300，但能滿足地形測量中碎部測量的精度要求。2023/12/5第四章距離測量244.3.2視線水平時視距測量計(jì)算公式ABnmnDFNMpdfn'm'

m—儀器中心至物鏡光心的距離，常數(shù)值—物鏡焦距，常數(shù)值—焦點(diǎn)至水準(zhǔn)尺的距離，變量2023/12/5第四章距離測量254.3.2視線水平時視距測量計(jì)算公式—上、下十字絲的間隔，常數(shù)值—上、下十字絲在水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)差，觀測值mnmnABDFNMpdfln'm'

2023/12/5第四章距離測量264.3.2視線水平時視距測量計(jì)算公式對于內(nèi)調(diào)焦望遠(yuǎn)鏡，一般有K=100,C=02023/12/5第四章距離測量274.3.2視線水平時視距測量計(jì)算公式i—儀器高v—中橫絲在尺上的讀數(shù)mnmniABDFNMpdfvlhn'm'

2023/12/5第四章距離測量284.3.3視線傾斜時視距測量計(jì)算公式

DAN'B

M

'D'l

MN2023/12/5第四章距離測量294.3.3視線傾斜時視距測量計(jì)算公式ODMQNBAJN'lD'

M

'2023/12/5第四章距離測量304.3.3視線傾斜時視距測量計(jì)算公式2023/12/5第四章距離測量314.3.3視線傾斜時視距測量計(jì)算公式h'—初算高差，在

QJO中，h'

=D

tg

iODMQNBAvJh'hN'lD'

M

'2023/12/5第四章距離測量324.3.4視距測量方法測量步驟:安置儀器

量儀高i

上、中、下三絲讀數(shù)(l、v)

豎盤水準(zhǔn)管氣泡居中，豎盤讀數(shù)(L)

計(jì)算α、D、h計(jì)算公式（使用順時針刻劃豎盤的經(jīng)緯儀，當(dāng)x=0時，）2023/12/5第四章距離測量33第四章距離測量4.4電磁波測距1、電磁波測距儀分類2、光電測距儀測距基本原理3、相位式光電測距儀4、距量測量的步驟5、全站儀及其使用6、全站儀使用注意事項(xiàng)2023/12/5第四章距離測量344.4.1電磁波測距儀分類按載波分為：

微波測距儀：采用微波段的無線電波作為載波；

光電測距儀：采用光波作為載波，又分為以下兩類：激光測距儀：用激光作為載波；紅外測距儀：用紅外光作為載波。2023/12/5第四章距離測量354.4.1電磁波測距儀分類按測定時間方式的不同分為：

脈沖式測距儀；

相位式測距儀。光電測距儀按測程可分為：短程測距儀：測程小于3km，用于普通工程測量和城市測量；中程測距儀：測程為3km~15km，通常用于一般等級控制測量；長程測距儀：測程大于15km，通常用于國家三角網(wǎng)及特級導(dǎo)線。2023/12/5第四章距離測量364.4.1電磁波測距儀分類按儀器的標(biāo)稱精度指標(biāo)分級儀器的標(biāo)稱精度表達(dá)式為：I級：｜mD｜≤5mmII級：5＜｜mD｜≤10mmⅢ級：10＜｜mD｜≤20mm2023/12/5第四章距離測量374.4.2光電測距儀測距基本原理基本原理：ADBn為光在大氣中光的折射率2023/12/5第四章距離測量384.4.3相位式光電測距儀原理框圖：2023/12/5第四章距離測量394.4.3相位式光電測距儀相位示意圖：2023/12/5第四章距離測量404.4.3相位式光電測距儀相位法測距的基本公式：將φ及λ代入得：將Δt代入得：D＝C*Δt/2φ＝2πfΔtΔt＝φ/2πfλ＝c/f平坦地面的距離丈量D=nL0+△L02023/12/5第四章距離測量414.4.3相位式光電測距儀相位法測距的基本原理上式與鋼尺量距公式相比，λ/2相當(dāng)于尺長，N為整尺段，（λ/2）*ΔN為余尺長。因此我們稱λ/2為“光測尺”。由于相位計(jì)只能分辨出0～2π之間的相位變化，面不能測出整周期相位數(shù)N，同時相位計(jì)的精度一般為1/1000，因此若選用波長大的波，則無法保證精度要求，若采用波長短的波，則無法測量長的距離。2023/12/5第四章距離測量424.4.3相位式光電測距儀相位法測距的基本原理為解決這一問題，在測距儀上通常采用多個波長進(jìn)行測距。用短尺測定精確的小數(shù)。用長尺測定距離的大數(shù)。2023/12/5第四章距離測量434.4.4距量測量的步驟1、將測距儀和反射鏡分別安置于待測距離的兩端，仔細(xì)地對中。2、測距儀接通電源后照準(zhǔn)反射鏡，檢查經(jīng)反射鏡反回的光強(qiáng)信號，合乎要求后即可開始測距。為避免錯誤和減少照準(zhǔn)誤差的影響，可進(jìn)行若干個測回的觀測。2023/12/5第四章距離測量444.4.4距量測量的步驟3、測距讀數(shù)值記入手簿中，接著觀測豎直角并記入手簿的相應(yīng)欄內(nèi)。4、由溫度計(jì)和氣壓計(jì)讀取大氣溫度和氣壓值。5、按氣溫和氣壓進(jìn)行氣象改正，按測線的豎直角進(jìn)行傾斜改正，最后求得測線的水平距離。2023/12/5第四章距離測量454.4.5測距成果的整理(1)儀器系統(tǒng)誤差的改正包括加常數(shù)改正、乘常數(shù)改正和周期誤差的改正。(2)電磁波在大氣中傳輸時受氣象條件的影響很大，因而要進(jìn)行氣象改正。(3)歸算改正主要有傾斜改正、歸算至參考橢球面的改正和投影到高斯平面上的改正等。2023/12/5第四章距離測量464.4.6全站儀及其使用全站儀簡介：全站儀，即全站型電子速測儀（ElectronicTotalStation），它是由電子測角、電子測距、電子計(jì)算和數(shù)據(jù)存儲單元等組成的三維坐標(biāo)測量系統(tǒng)，測量結(jié)果能自動顯示，并能與外圍設(shè)備交換信息的多功能測量儀器。2023/12/5第四章距離測量474.4.6全站儀及其使用全站儀簡介：全站儀較完善地實(shí)現(xiàn)了測量和處理過程的電子化和一體化，因此得到了廣泛的應(yīng)用。其基本功能是在儀器照準(zhǔn)目標(biāo)后，通過微處理器的控制，能自動完成測距，水平方向和天頂距讀數(shù)、觀測數(shù)據(jù)的顯示、存儲。2023/12/5第四章距離測量484.4.6全站儀及其使用全站儀（圖）2023/12/5第四章距離測量494.4.6全站儀及其使用全站儀觀測數(shù)據(jù)的記錄方式：通過電纜，將儀器的數(shù)據(jù)傳輸接口和外接的記錄器連接起來，數(shù)據(jù)直接存儲在外接的記錄器中