第四章 距离测量.doc

测量学(甲) 第四章 距离测量 赵良荣第四章 距离测量 确定地面点之间的水平距离的工作称为距离测量。 水平距离是指两地面点连线投影到水平面上的长度。 皮尺量距钢尺量距 距离测量方法 光电测距仪测距 视距测量 4.1 钢尺量距一、钢尺的丈量工具1.钢尺 常用的有20m、30m、50m 钢尺，一般在米、分米位有注记，使用时要注意零点的位置。控制测量、施工放样使用钢尺。 刻线尺 零点位置 端点尺2.量距的辅助设备（垂球、测钎、花杆等） 垂球用于对点。 测钎用于标定钢尺的端点位置和计算丈量的整尺段数。 花杆显示点位和标定直线方向。 精密量距时还需要弹簧称和温度计。二、直线定线1.目估定线当两点距离较远，需分段丈量时，为使各点处在同一直线上，用花杆以标定直线的位置，这项工作称为直线定线。 2.经纬仪定线 钢尺精密量距时，必须用经纬仪定线。 三、钢尺量量方法 1.一般方法 （1）平坦地面的距离丈量采用边定线边丈量的方法，先确定整尺段数，再量余长。 D=n l + q为了检核和提高精度，除了往测以外，还要返测。符合精度要求后取平均值为最后结果。 相对误差往返丈量的距离之差的绝对值与平均距离之比，并化成分子为一的分数。 若， 则 （2）倾斜地面的距离丈量水平钢尺法 高差改正法 或 四、钢尺精密量距 1.钢尺的尺长方程式对一钢尺，在不同拉力、温度下长度是不相同的，不同一钢尺，其相同条件下长度也不一致。钢尺检定的目的在于求出其尺长方程式。lt=l+l+l ( t -t0 )l为钢尺的名义长度t0一般为20，即标准温度。 l为尺长改正数为钢尺的膨胀系数2.丈量方法钢尺应有mm 分划，并经过检定；丈量时用经纬仪定线并打木桩；丈量的拉力与检定时的拉力相同；用水准仪测出各点间的高差；用温度计测出丈量时的温度。精密量距通常采用读数法，即在每尺段两头读数，需丈量三次，若符合限差要求，则取平均值为该段的结果。3.长度的改正和距离计算尺长改正: 温度改正: 倾斜改正: 所以，五、钢尺量距的误差钢尺量距的主要误差来源有：1.尺长误差2.操作误差(1)定线误差(2)钢尺倾斜误差(3)拉力误差(4)对点、读数误差3.外界影响(1)温度影响(2)刚尺垂曲误差4.2 电磁波测距 电磁波测距仪可分为微波测距仪、激光测距仪、红外测距仪和光电测距。一、电磁波测距的精度 测距仪的测距精度表示为： 式中：为测距中误差， a为固定误差（mm），b为比例误差（mm/km），D为测距长度。二、电磁波测距原理 基本公式：c为大气中的光速，t为光线往返时间。 1.脉冲式法测距根据，得：为真空光速，n为大气折射率。脉冲式光电测距仪测距精度较低，但测程较远，多用于地形测量。2.相位法测距测距 测距仪发出高频调制光波，往返后产生相位移量，求得被测距离D。 相位式测距仪工作时相当于用尺长为/2的尺子（光尺）进行测量，被测距离等于N个整尺（/2）N和一个余长（/2）N即（/2）（/2）之和。 测距仪通常采用2个以上调制频率，即两种光尺共同完成测距。低频的为精测尺，用于测定m、dm、cm、mm；高频的为粗测尺，用于测定m、10m、100m、1000m。4.3 视距测量 视距测量是根据光学和三角学原理测定距离和高差的一种方法，其操作简便，但相对误差为1/3001/200,精度低，主要用于地形图的碎部测量。一、视线水平时视距测量公式 当地面比较平坦，起伏变化不大时，可视线水平进行测量。计算公式为：D=knh=i-l二、视线倾斜时视距测量公式 当地面起伏变化比较大时，可视线倾斜进行测量。 计算公式为：D=kncos2a三、视距测量的观测和计算视距测量的观测步骤为：1.安置仪器于测站，量取仪高，测点上立视距尺。2.瞄准视距尺，读取上、下、中丝读数。3.读取竖盘读数，一般读至分。4.在记录表格上进行计算。如P.82 4.4 全站仪一、全站仪的基本结构 全站仪也称为电子速测仪，由电子测角、光电测距和数据处理系统组成。全站仪的最高测角精度可达0.5，最高测距精度可达1mm +1 PPmD。Leica T