4.直線定線與鋼尺量距.ppt

1、4.1 鋼尺量距 一、概述 確定兩點(diǎn)間距離的工作稱(chēng)為距離測(cè)量。距離測(cè)量方法中常用的有卷尺量距、視距測(cè)量和電磁波測(cè)距等。 卷尺量距方便、直接，且使用的工具成本低； 視距測(cè)量利用經(jīng)緯儀或水準(zhǔn)儀望遠(yuǎn)鏡中的視距絲和視距尺按幾何光學(xué)原理進(jìn)行測(cè)距； 磁波測(cè)距是用儀器發(fā)射及接收紅外光、激光或微波等，按其傳播速度及時(shí)間確定距離。,二、鋼尺量距的工具 1、鋼尺 鋼尺是鋼尺量距的主要工具，鋼尺為鋼制成的帶狀尺，尺的寬度約1015mm，厚度約04mm。長(zhǎng)度有多種，常使用的有30m尺和50m尺等。鋼尺全長(zhǎng)都刻有毫米分劃，米、分米、厘米處都有數(shù)字注記，尺的注記為零的一端有拉環(huán)，鋼尺可繞在尺架上攜帶和保護(hù)。 用于量距的尺

2、還有皮尺、因瓦基線尺。,2、鋼尺量距的輔助工具 鋼尺量距的輔助工具有：標(biāo)桿、測(cè)釬、垂球、拉力計(jì)（彈簧秤）和溫度計(jì)、圓水準(zhǔn)器等。拉力計(jì)（彈簧秤）和溫度計(jì)主要原因用于精密量距時(shí)。,三、鋼尺量距的方法 鋼尺量距的基本步驟是：直線定線、量距和數(shù)據(jù)整理。 1、直線定線 兩點(diǎn)間的距離大于尺長(zhǎng)時(shí)，需分段丈量。將各分段點(diǎn)置于一條直線上的工作叫直線定線。直線定線方法有目測(cè)法和儀器法兩種。,(1).目測(cè)法直線定線 目測(cè)標(biāo)定分段點(diǎn)使之位于同一直線上的方法叫目測(cè)法直線。在某兩端點(diǎn)AB間定線時(shí)，先在兩端點(diǎn)上豎立標(biāo)桿，一人站其中的一端點(diǎn)如A點(diǎn)標(biāo)桿后約1m處，指揮另一人左右移動(dòng)標(biāo)桿，直到兩端點(diǎn)標(biāo)桿與另一人手持的標(biāo)桿位于同一

3、線上，另一人持桿位置即為第一個(gè)分段點(diǎn)，用測(cè)釬或小釘標(biāo)出。注意定線時(shí)應(yīng)由遠(yuǎn)到近如由B向A定點(diǎn)。,(2).儀器法定線 高精度量距中要用經(jīng)緯儀定線。直線兩端點(diǎn)間通視時(shí)，先置經(jīng)緯儀其中一端點(diǎn)，瞄準(zhǔn)另一端點(diǎn)，固定照準(zhǔn)部，縱轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡指揮定點(diǎn)員，左右移動(dòng)標(biāo)桿或垂線，直至標(biāo)桿成像的幾何中心與縱絲所在幾何中心重合。標(biāo)桿或垂球線處的點(diǎn)即為與兩端點(diǎn)位于同一直線上的點(diǎn)。,2、鋼尺一般量距法 鋼尺（或皮尺）量距時(shí)作業(yè)人員需35人（根據(jù)量距方法而定），分別擔(dān)任拉尺、讀數(shù)和記錄等工作。鋼尺量距分為一般量距和精密量距兩種。 (1).平坦地區(qū)量距 地面平坦時(shí)可使鋼尺沿地（拖地）丈量，丈量AB距離可先從A向B進(jìn)行（往測(cè)）。 為檢

4、核丈量結(jié)果的提高測(cè)量精度，需由B 向A 丈量BA點(diǎn)間之距（返測(cè)），司尺員應(yīng)調(diào)換位置。往返丈量距離的差數(shù)的絕對(duì)值與該距離的往返均值之比（稱(chēng)為丈量的相對(duì)精度或稱(chēng)相對(duì)誤差）即： |往測(cè)返測(cè)|/往返均值=1/M 符合要求時(shí)，取往返測(cè)均值作AB之距的最終結(jié)果。,(2).沿傾斜地面量距 當(dāng)傾斜地面坡度一致時(shí)，可沿斜面分段拖地丈量斜距，加傾斜改正得到平距，該法稱(chēng)為傾斜量距法。 (3).傾斜量距法 AB間坡度大，但坡度變化均勻，故可設(shè)置1，2，3等一系列分段點(diǎn)并打入木樁，分別丈量各段的傾斜長(zhǎng)度。 將各段斜距Si化算為水平距離Di時(shí)采用下列公式： 式中：i為尺段號(hào)，i=1，2，3，n。傾角用經(jīng)緯儀測(cè)定，測(cè)量時(shí)應(yīng)

5、使目標(biāo)高與儀器高相等，也就是使視線平行于地面坡度線，以保證角代表地面的坡度。,(4).水平量距法量距 在坡度小但地形變化比較復(fù)雜的地面量距時(shí)可采用水平量距法。用該法量距時(shí)，后尺員持鋼尺零端并將其對(duì)準(zhǔn)地面點(diǎn)A標(biāo)志中心，前尺員拉緊鋼尺，目測(cè)使鋼尺水平并用測(cè)釬，或用花桿、垂球，將鋼尺末端或某一整分劃處投到地面，并插一測(cè)釬(圖2-67)，這樣可直接測(cè)量該尺段的水平距離D i,3、精密量距法 當(dāng)測(cè)距精度要求高時(shí)，要用精密量距方法。鋼尺精密量距精度可更高。 精密量距前首先要對(duì)鋼尺進(jìn)行檢定，求出尺長(zhǎng)方程式；定線必須采用儀器法，場(chǎng)地中障礙物應(yīng)清除，尺段點(diǎn)按坡度變化點(diǎn)和尺長(zhǎng)確定，用預(yù)先

6、設(shè)有標(biāo)志的木樁或水泥樁標(biāo)定，樁面應(yīng)高出地面10cm左右；尺段端點(diǎn)高差一般用水準(zhǔn)測(cè)量方法測(cè)定；量距時(shí)應(yīng)施加標(biāo)準(zhǔn)拉力；測(cè)記鋼尺表面溫度（無(wú)此條件時(shí)可測(cè)氣溫）；實(shí)測(cè)斜距應(yīng)進(jìn)行尺長(zhǎng)改正、溫度改正和傾斜改正。,(1). 鋼尺長(zhǎng)度檢定 鋼尺尺面注記長(zhǎng)度稱(chēng)為名義長(zhǎng)度，兩端點(diǎn)刻劃線間所代表的真長(zhǎng)為鋼尺的實(shí)際長(zhǎng)度，名義長(zhǎng)度與實(shí)際長(zhǎng)度的差值為（尺長(zhǎng)改正數(shù)）。通過(guò)鋼尺檢定，可求出及尺長(zhǎng)方程式： 式中：l0鋼尺的名義長(zhǎng)度（m）； 尺長(zhǎng)改正 數(shù)（mm）(為鋼尺檢定時(shí)值); 鋼尺線性膨脹系數(shù)，值為0.01160.0125mm/（mC）； t0檢定鋼尺時(shí)的溫度（標(biāo)準(zhǔn)溫度,C）； t量邊時(shí)溫度C；,(2).密量距法 精密量距

7、由5人進(jìn)行：記錄1人，前后尺施尺各1人，前后讀數(shù)各1人。每尺段量距方法如下：后尺員持鋼尺零端，并掛拉力計(jì)，前尺員持鋼尺末端，使鋼尺貼于標(biāo)志頂面，前尺員喊“預(yù)備”，在施加到標(biāo)準(zhǔn)拉力時(shí)，后尺施尺員喊“好”，兩讀數(shù)員同時(shí)讀得前、后尺端當(dāng)前讀數(shù)，讀數(shù)至毫米，其差即為尺段一次測(cè)量值，并立即記入手簿。測(cè)量3次，互差不得超過(guò)3mm。每次丈量前后應(yīng)各測(cè)記一次溫度并取平均值。,四、鋼尺量距的成果整理 成果整理時(shí)，先對(duì)尺段單程測(cè)量長(zhǎng)度加入各種改正，累加尺段長(zhǎng)度計(jì)算出一段距離往測(cè)或返測(cè)長(zhǎng)度，相對(duì)精度符合要求時(shí)，取往返測(cè)均值作該距離的最終長(zhǎng)度值。 1.尺長(zhǎng)改正 設(shè)尺長(zhǎng)方程式中的尺長(zhǎng)改正值，鋼尺名義長(zhǎng)度l0，實(shí)測(cè)得尺段

8、長(zhǎng)度L，則該尺段的尺長(zhǎng)改正：,四、鋼尺量距的成果整理 成果整理時(shí)，先對(duì)尺段單程測(cè)量長(zhǎng)度加入各種改正累加尺段長(zhǎng)度計(jì)算出一段距離往測(cè)或返測(cè)長(zhǎng)度，相對(duì)精度符合要求時(shí)，取往返測(cè)均值作該距離的最終長(zhǎng)度值。 1.尺長(zhǎng)改正 設(shè)尺長(zhǎng)方程式中的尺長(zhǎng)改正值，鋼尺名義長(zhǎng)度l0，實(shí)測(cè)得尺段長(zhǎng)度L，則該尺段的尺長(zhǎng)改正：,3.傾斜改正 當(dāng)沿傾斜地面丈量后，用水準(zhǔn)儀測(cè)得兩端點(diǎn)的高差h，尺段傾斜長(zhǎng)為L(zhǎng)，DL為尺段平距，則傾斜改正值為：DL= DL-L。由于 代入上式并將DL按級(jí)數(shù)展開(kāi)，取至二項(xiàng)：,4.改正后的尺段水平長(zhǎng)度 5.尺段往測(cè)或返測(cè)水平距： 6.相對(duì)中誤差： 7.兩點(diǎn)間和水平距離：,3.2 光學(xué)視距 視距測(cè)量是利用測(cè)

9、量望遠(yuǎn)鏡內(nèi)十字絲板上的視距絲及刻有厘米分劃的視距標(biāo)尺(普通水淮尺)，利用光學(xué)幾何原理，測(cè)定兩點(diǎn)間的水平距離和高差，是一種間接測(cè)距方法。其測(cè)距精度約為1300。,一、原理及計(jì)算公式 如果為定角，則距離D 越大，尺間隔l也越大，反過(guò)來(lái)，通過(guò)測(cè)定l, 也可知道距離D。在儀器制造時(shí)都是將夾角設(shè)置成固定值，使距離D和尺間隔l成正比關(guān)系，從而求得視距。即 D=Kl 一般，K=100，這樣，視距計(jì)算公式為： D=100l （2-43）,AB間的高差： h=iv(2-44) 式中：i為儀器高，v為中絲讀數(shù)即覘標(biāo)高，若已知測(cè)站點(diǎn)的高程為HA，則立尺點(diǎn)B的高程為： HB=HA+h=HA+i-v （2-45） 視準(zhǔn)

10、軸有一傾角時(shí)，其與標(biāo)尺不垂直有一角度90。若過(guò)視準(zhǔn)軸與標(biāo)尺的交點(diǎn)O作一垂直于視準(zhǔn)軸的,二、三角高程測(cè)量原理 (一)高程計(jì)算的基本公式 采用三角高程測(cè)量的方法確定地面上A、B兩點(diǎn)間的高差hAB,首先要在A點(diǎn)安置經(jīng)緯儀，在B點(diǎn)豎立覘標(biāo)，量得儀器高i和覘標(biāo)高v，用經(jīng)緯儀望遠(yuǎn)鏡的中絲照準(zhǔn)覘標(biāo)頂部，觀測(cè)垂直角，若已知A、B兩點(diǎn)間的水平距離為D，則從圖中可以看出有如下關(guān)系： HB+v=HA+i+Dtan 移項(xiàng) HB-HA=Dtan+i-v 由高差的定義知，得 HB-HA =hAB，得 hAB= Dtan+i-v 若已知A點(diǎn)高程為HA， 則待定點(diǎn)B的高程為 HB=HA+Dtan+i-v,（二）三角高程測(cè)量主

11、要誤差來(lái)源及減弱措施 由公式(4-94)知，觀測(cè)邊長(zhǎng)D、垂直角、儀高i和覘標(biāo)高v的測(cè)量誤差及大氣垂直折光系數(shù)K的測(cè)定誤差均會(huì)給三角高程測(cè)量成果帶來(lái)誤差。 1 邊長(zhǎng)誤差 邊長(zhǎng)誤差決定于距離丈量方法。用普通視距法測(cè)定距離，精度只有1/300；用電磁波測(cè)距儀測(cè)距，精度很高，邊長(zhǎng)誤差一般為幾萬(wàn)分之一到幾十萬(wàn)分之一。邊長(zhǎng)誤差對(duì)三角高程的影響與垂直角大小有關(guān)，垂直角愈大，其影響也愈大。,2 垂直角誤差 垂直角觀測(cè)誤差包括儀器誤差、觀測(cè)誤差和外界環(huán)境的影響。J6經(jīng)緯儀兩測(cè)回垂直角平均值的中誤差可達(dá)15，對(duì)三角高程的影響與邊長(zhǎng)及推算高程路線總長(zhǎng)有關(guān)，邊長(zhǎng)或總長(zhǎng)愈長(zhǎng)，對(duì)高程的影響也愈大。因此，垂直角的觀測(cè)應(yīng)選擇大氣折光影響較小的陰天和每天的中午觀測(cè)較好，推算三角高程路線還應(yīng)選擇短邊傳遞，對(duì)路線上邊數(shù)也有限制。,3 大氣垂直折光系數(shù)誤差 大氣垂直折光誤差主要表現(xiàn)為折光系數(shù)K值測(cè)定誤差。 4 丈量?jī)x高和覘標(biāo)高的誤差 儀高和覘標(biāo)高的量測(cè)誤差有多大，對(duì)高差的影響也會(huì)有多大。因此，應(yīng)仔細(xì)量測(cè)儀高和覘標(biāo)高。,（三）三角高程路線的計(jì)算 1. 高差閉合差的計(jì)算和分配 三角高程路線