第四章距離測量萊蕪孫曙光91課件講解

第四章距離測量萊蕪職業(yè)技術學院孫曙光

距離測量的主要任務是測量水平距離。

水平距離是指地面上兩點垂直投影在同一水平面上的直線距離。距離測量的方法鋼尺量距光電測距儀測距視距測量萊蕪職業(yè)技術學院孫曙光第四章距離測量萊蕪職業(yè)技術學院孫曙光第一節(jié)鋼尺量距第二節(jié)光電測距儀第一節(jié)鋼尺量距萊蕪職業(yè)技術學院孫曙光一、量距的工具

1.鋼尺

根據(jù)尺的零點位置不同，有端點尺和刻線尺之分。

2.測桿

3.測釬

4.錘球、彈簧秤和溫度計萊蕪職業(yè)技術學院孫曙光二、直線定線

水平距離測量時，當?shù)孛嫔蟽牲c間的距離超過一整尺長時，或地勢起伏較大，一尺段無法完成丈量工作時，需要在兩點的連線上標定出若干個點，這項工作稱為直線定線。按精度要求的不同，直線定線分為：目估定線經(jīng)緯儀定線萊蕪職業(yè)技術學院孫曙光目估定線方法：萊蕪職業(yè)技術學院孫曙光三、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—鋼尺長度（m）；

q—不足一整尺的余長（m）。萊蕪職業(yè)技術學院孫曙光

鋼尺量距時，一般還應由B點量至A點進行返測。

返測時應重新進行定線。

取往、返測距離的平均值作為直線AB最終的水平距離。式中

Dav——往、返測距離的平均值（m）；

Df——往測的距離（m）；

Db——返測的距離（m）。萊蕪職業(yè)技術學院孫曙光

量距精度通常用相對誤差K來衡量，相對誤差K應化為分子為1的分數(shù)形式。

相對誤差分母愈大,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誤差一般不應大于1/3000；在量距較困難的地區(qū)，其相對誤差也不應大于1/1000。萊蕪職業(yè)技術學院孫曙光[解]例4-1

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。萊蕪職業(yè)技術學院孫曙光2.傾斜地面上的量距方法

（1）平量法ABDl1l2l3l4ABDl1l2l3l4萊蕪職業(yè)技術學院孫曙光

（2）斜量法ABLDhα萊蕪職業(yè)技術學院孫曙光四、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、長期使用的變形以及丈量時溫度和拉力不同的影響，其實際長度往往不等于尺上所標注的長度即名義長度，因此，量距前應對鋼尺進行檢定。萊蕪職業(yè)技術學院孫曙光

（1）尺長方程式經(jīng)過檢定的鋼尺，其長度可用尺長方程式表示。式中l(wèi)t—鋼尺在溫度t時的實際長度（m）；

l0—鋼尺的名義長度（m）；

Δl—尺長改正數(shù)（m）；

α—鋼尺的膨脹系數(shù)，α=1.25×10-5m/1℃；

t0—鋼尺檢定時的溫度（℃）；

t—鋼尺使用時的溫度（℃）。萊蕪職業(yè)技術學院孫曙光

（2）鋼尺的檢定方法

鋼尺的檢定方法有與標準尺比較和在測定精確長度的基線場進行比較兩種方法。標準尺長比較的方法:

將被檢定鋼尺與已有尺長方程式的標準鋼尺相比較。

兩根鋼尺并排放在平坦地面上，都施加標準拉力，并將兩根鋼尺的末端刻劃對齊，在零分劃附近讀出兩尺的差數(shù)。

這樣就能夠根據(jù)標準尺的尺長方程式計算出被檢定鋼尺的尺長方程式。萊蕪職業(yè)技術學院孫曙光

例4-2已知1號標準尺的尺長方程式為被檢定的2號鋼尺，其名義長度也是30m。比較時的溫度為24℃，當兩把尺子的末端刻劃對齊并施加標準拉力后，2號鋼尺比1號標準尺短0.007m，試確定2號鋼尺的根尺長方程式。[解]

2號鋼尺的尺長方程式為：萊蕪職業(yè)技術學院孫曙光2.鋼尺量距的精密方法（1）準備工作

1）清理場地

2）直線定線精密量距用經(jīng)緯儀定線。AABB12345萊蕪職業(yè)技術學院孫曙光萊蕪職業(yè)技術學院孫曙光

利用水準儀，用雙面尺法或往、返測法測出各相鄰樁頂間高差。

3）測樁頂間高差16（2）丈量方法

人員組成：

兩人拉尺，兩人讀數(shù)，一人測溫度兼記錄，共5人。

丈量時，后尺手掛彈簧秤于鋼尺的零端，前尺手執(zhí)尺子的末端，兩人同時拉緊鋼尺，把鋼尺有刻劃的一側貼切于木樁頂十字線的交點，待達到標準拉力時，由后尺手發(fā)出“預備”口令，兩人拉穩(wěn)尺子，由前尺手喊“好”。在此瞬間，前、后讀尺員同時讀取讀數(shù)，估讀至0.5mm，并計算尺段長度。萊蕪職業(yè)技術學院孫曙光

前、后移動鋼尺一段距離，同法再次丈量。

每一尺段測三次，讀三組讀數(shù)，由三組讀數(shù)算得的長度之差要求不超過2mm，否則應重測。

如在限差之內(nèi)，取三次結果的平均值，作為該尺段的觀測結果。

同時，每一尺段測量應記錄溫度一次，估讀至0.5℃。

如此繼續(xù)丈量至終點，即完成往測工作。

完成往測后，應立即進行返測。萊蕪職業(yè)技術學院孫曙光尺段編號實測次數(shù)前尺讀數(shù)/m后尺讀數(shù)/m尺段長度/m溫度/℃

高差/m溫度改正數(shù)/mm傾斜改正數(shù)/mm尺長改正數(shù)/mm改正后尺段長/mA-1129.43500.041029.3940+25.5+0.36+1.9-2.2+4.929.39762

510

580

9303

025

105

920平均29.39301-2129.9360

0.070029.8660+26.0+0.25+2.2-1.0+5.029.87142

400

755

6453

500

850

650平均29.86522-3129.9230

0.0175

29.9055

+26.5-0.66+2.3-7.3+5.029.90572

300

250

0503

380

315065平均29.90573-4129.9235

0.0185

29.9050+27.0-0.54+2.5-4.9+5.029.90832

305

255

0503

380

310070平均29.90574-B115.9755

0.0765

15.8990+27.5+0.42+1.4-5.5+2.615.89752

540

555

9853

805

810995平均15.8890總和134.9686+10.3-20.9+22.5134.9805*萊蕪職業(yè)技術學院孫曙光16（3）成果計算

將每一尺段丈量結果經(jīng)過尺長改正、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、返測的全長。

往、返測較差符合精度要求后，取往、返測結果的平均值作為最后成果。萊蕪職業(yè)技術學院孫曙光

1）尺段長度計算

根據(jù)尺長、溫度改正和傾斜改正，計算尺段改正后的水平距離。

尺長改正：

溫度改正：

傾斜改正：

尺段改正后的水平距離：萊蕪職業(yè)技術學院孫曙光

例4-3已知鋼尺的名義長度l0=30m，實際長度l'=30.005m，檢定鋼尺時溫度t0=20℃，鋼尺的膨脹系數(shù)α=1.25×10－5。A～1尺段，l=29.3930m，t=25.5℃，hAB=+0.36m，計算尺段改正后的水平距離。萊蕪職業(yè)技術學院孫曙光[解]萊蕪職業(yè)技術學院孫曙光

2）計算全長

將各個尺段改正后的水平距離相加，便得到直線AB的往測水平距離。在本例中

往測的水平距離Df為：

返測的水平距離Db為：取平均值作為直線AB的水平距離DAB：萊蕪職業(yè)技術學院孫曙光萊蕪職業(yè)技術學院孫曙光

相對誤差如果在限差以內(nèi)，則取其平均值作為最后成果。若相對誤差超限，應返工重測。其相對誤差為：五、鋼尺量距的誤差及注意事項

1.尺長誤差

新購置的鋼尺必須經(jīng)過檢定，以便進行尺長改正。

2.定線誤差

當待測距離較長或精度要求較高時，應用經(jīng)緯儀定線。

3.拉力誤差

精密量距時，必須使用彈簧秤。萊蕪職業(yè)技術學院孫曙光

垂曲誤差會使量得的長度大于實際長度，故在鋼尺檢定時，亦可按懸空情況檢定，得出相應的尺長方程式。在成果整理時，按此尺長方程式進行尺長改正。

4.鋼尺垂曲誤差

5.鋼尺不水平的誤差

用平量法丈量時，鋼尺不水平，會使所量距離增大。因此，用平量法丈量時應盡可能使鋼尺水平。

精密量距時，測出尺段兩端點的高差，進行傾斜改正，可消除鋼尺不水平的影響。萊蕪職業(yè)技術學院孫曙光

6.丈量誤差

在量距時應盡量認真操作，以減小丈量誤差。

7.溫度改正

精度要求較高的丈量，應進行溫度改正，并盡可能用點溫計測定尺溫，或盡可能在陰天進行，以減小空氣溫度與鋼尺溫度的差值。萊蕪職業(yè)技術學院孫曙光第二節(jié)光電測距儀萊蕪職業(yè)技術學院孫曙光

光電測距是以光波作為載波，通過測定光電波在測線兩端點間往返傳播的時間來測量距離。

與傳統(tǒng)的鋼尺量距相比，具有測程遠、精度高、作業(yè)速度快和受地形限制少等特點。

光電測距儀按其測程可分為短程光電測距儀（2km以內(nèi)）、中程光電測距儀（3～15km）和遠程光電測距儀（大于15km）。

按其采用的光源可分為激光測距儀和紅外測距儀等。萊蕪職業(yè)技術學院孫曙光ABD一、光電測距原理可在A點安置能發(fā)射和接收光波的光電測距儀，在B點設置反射棱鏡。光電測距儀發(fā)出的光束經(jīng)棱鏡反射后，又返回到測距儀。通過測定光波在AB之間傳播的時間t，根據(jù)光波在大氣中的傳播速度c，按下式計算距離D：萊蕪職業(yè)技術學院孫曙光

光電測距儀測定時間t的方式一般采用相位式。萊蕪職業(yè)技術學院孫曙光二、光電測距儀操作與使用

1.安置儀器

先在測站上安置好經(jīng)緯儀，對中、整平后，將測距儀主機安裝在經(jīng)緯儀支架上，用連接器固定螺絲鎖緊，將電池插入主機底部、扣緊。

在目標點安置反射棱鏡，對中、整平，并使鏡面朝向主機。萊蕪職業(yè)技術學院孫曙光2.觀測垂直角、氣溫和氣壓

用經(jīng)緯儀十字橫絲照準覘板中心，測出垂直角α。

同時，觀測和記錄溫度和氣壓計上的讀數(shù)。

觀測垂直角、氣溫和氣壓，目的是對測距儀測量出的斜距進行傾斜改正、溫度改正和氣壓改正，以得到正確的水平距離。萊蕪職業(yè)技術學院孫曙光3.測距準備

按電源開關鍵“PWR”開機，主機自檢并顯示原設定的溫度、氣壓和棱鏡常數(shù)值，自檢通過后將顯示“good”。

若修正原設定值，可按“TPC”鍵后輸入溫度、氣壓值或棱鏡常數(shù)（一般通過“ENT”鍵和數(shù)字鍵逐個輸入）。

一般情況下，只要使用同一類的反光鏡，棱鏡常數(shù)不變，而溫度、氣壓每次觀測均可能不同，需要重新設定。萊蕪職