4直線定線與鋼尺量距

1、4.1 4.1 鋼尺量距 一、概述 確定兩點間距離的工作稱為距離測量。距離測量方法中常用的有卷尺量距、視距測量和電磁波測距等。 卷尺量距方便、直接，且使用的工具成本低； 視距測量利用經(jīng)緯儀或水準(zhǔn)儀望遠鏡中的視距絲和視距尺按幾何光學(xué)原理進行測距； 磁波測距是用儀器發(fā)射及接收紅外光、激光或微波等，按其傳播速度及時間確定距離。 二、鋼尺量距的工具二、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。長度有多種，常使用的有 30m尺和50m尺等。鋼尺全長都刻有毫米分劃，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

2、尺架上攜帶和保護。 用于量距的尺還有皮尺、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、測釬、垂球、拉力計（彈簧秤）和溫度計、圓水準(zhǔn)器等。拉力計（彈簧秤）和溫度計主要原因用于精密量距時。 三、鋼尺量距的方法三、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 兩點間的距離大于尺長時，需分段丈量。將各分段點置于一條直線上的工作叫直線定線。直線定線方法有目測法和儀器法兩種。 (1).目測法直線定線 目測標(biāo)定分段點使之位于同一直線上的方法叫目測法直線。在某兩端點 AB間定線時，先在兩端點上豎立標(biāo)桿，一人站其中的一端點如 A點標(biāo)桿后約1m處，指揮另一人

3、左右移動標(biāo)桿，直到兩端點標(biāo)桿與另一人手持的標(biāo)桿位于同一線上，另一人持桿位置即為第一個分段點，用測釬或小釘標(biāo)出。注意定線時應(yīng)由遠到近如由B向A定點。 (2).儀器法定線 高精度量距中要用經(jīng)緯儀定線。直線兩端點間通視時，先置經(jīng)緯儀其中一端點，瞄準(zhǔn)另一端點，固定照準(zhǔn)部，縱轉(zhuǎn)望遠鏡指揮定點員，左右移動標(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)桿或垂球線處的點即為與兩端點位于同一直線上的點。 2、鋼尺一般量距法 鋼尺（或皮尺）量距時作業(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 地面平坦時可使鋼尺沿地（

4、拖地）丈量，丈量 AB距離可先從A向B進行（往測）。 為檢核丈量結(jié)果的提高測量精度，需由 B 向A 丈量BA點間之距（返測），司尺員應(yīng)調(diào)換位置。往返丈量距離的差數(shù)的絕對值與該距離的往返均值之比（稱為丈量的相對精度或稱相對誤差）即： |往測返測|/往返均值=1/M 符合要求時，取往返測均值作 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，可沿斜面分段拖地丈量斜距，加傾斜改正得到平距，該法稱為傾斜量距法。 (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等一系列分段點并打入木樁，分別丈量各段的傾斜長度。 將各段斜距Si化算為水平距離Di時采用下列公式： 式

5、中：i為尺段號， i=1，2，3，n。傾角用經(jīng)緯儀測定，測量時應(yīng)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)雜的地面量距時可采用水平量距法。用該法量距時，后尺員持鋼尺零端并將其對準(zhǔn)地面點 A標(biāo)志中心，前尺員拉緊鋼尺，目測使鋼尺水平并用測釬，或用花桿、垂球，將鋼尺末端或某一整分劃處投到地面，并插一測釬 (圖2-67)，這樣可直接測量該尺段的水平距離 D i 3、精密量距法 當(dāng)測距精度要求高時，要用精密量距方法。鋼尺精密量距精度可達更高。 精密量距前首先要對鋼尺進行檢定，求出尺長方程式；定

6、線必須采用儀器法，場地中障礙物應(yīng)清除，尺段點按坡度變化點和尺長確定，用預(yù)先設(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；尺段端點高差一般用水準(zhǔn)測量方法測定；量距時應(yīng)施加標(biāo)準(zhǔn)拉力；測記鋼尺表面溫度（無此條件時可測氣溫）；實測斜距應(yīng)進行尺長改正、溫度改正和傾斜改正。 (1). 鋼尺長度檢定 鋼尺尺面注記長度稱為名義長度，兩端點刻劃線間所代表的真長為鋼尺的實際長度，名義長度與實際長度的差值為（尺長改正數(shù)）。通過鋼尺檢定，可求出及尺長方程式： 式中： l0鋼尺的名義長度（ m）； 尺長改正 數(shù)（mm）(為鋼尺檢定時值); 鋼尺線性膨脹系數(shù)，值為0.01160.0125mm/（mC）； t0檢

7、定鋼尺時的溫度（標(biāo)準(zhǔn)溫度 ,C）； t量邊時溫度C； (2).密量距法 精密量距由5人進行：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，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，后尺施尺員喊“好”，兩讀數(shù)員同時讀得前、后尺端當(dāng)前讀數(shù)，讀數(shù)至毫米，其差即為尺段一次測量值，并立即記入手簿。測量 3次，互差不得超過3mm。每次丈量前后應(yīng)各測記一次溫度并取平均值。 四、鋼尺量距的成果整理四、鋼尺量距的成果整理 成果整理時，先對尺段單程測量長度加入各種改正，累加尺段長度計算出一段距離往測或返測長度，相對精度符合要求時

8、，取往返測均值作該距離的最終長度值。 1.尺長改正 設(shè)尺長方程式中的尺長改正值，鋼尺名義長度l0，實測得尺段長度L，則該尺段的尺長改正： 四、鋼尺量距的成果整理四、鋼尺量距的成果整理 成果整理時，先對尺段單程測量長度加入各種改正累加尺段長度計算出一段距離往測或返測長度，相對精度符合要求時，取往返測均值作該距離的最終長度值。 1.尺長改正 設(shè)尺長方程式中的尺長改正值，鋼尺名義長度l0，實測得尺段長度L，則該尺段的尺長改正： 3.傾斜改正 當(dāng)沿傾斜地面丈量后，用水準(zhǔn)儀測得兩端點的高差h，尺段傾斜長為 L，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按級數(shù)展開，取至二項

9、： 4.改正后的尺段水平長度 5.尺段往測或返測水平距： 6.相對中誤差： 7.兩點間和水平距離： 3.2 3.2 光學(xué)視距光學(xué)視距 視距測量是利用測量望遠鏡內(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，測定兩點間的水平距離和高差，是一種間接測距方法。其測距精度約為 1300。 一、原理及計算公式一、原理及計算公式 如果 為定角，則距離 D 越大，尺間隔 l也越大，反過來，通過測定 l, 也可知道距離 D。在儀器制造時都是將夾角 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，視距計算公式為： D=100l

10、（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，若已知測站點的高程為 HA，則立尺點B的高程為： HB=HA+h=HA+i-v （2-45） 視準(zhǔn)軸有一傾角 時，其與標(biāo)尺不垂直有一角度90 。若過視準(zhǔn)軸與標(biāo)尺的交點 O作一垂直于視準(zhǔn)軸的 二、三角高程測量原理二、三角高程測量原理 (一)高程計算的基本公式 采用三角高程測量的方法確定地面上 A、B兩點間的高差hAB,首先要在A點安置經(jīng)緯儀，在B點豎立覘標(biāo)，量得儀器高i和覘標(biāo)高v，用經(jīng)緯儀望遠鏡的中絲照準(zhǔn)覘標(biāo)頂部，觀測垂直角，若已知 A、B兩點間的水平距離為 D，則從圖中可以看出有如下關(guān)系： HB+v=

11、HA+i+Dtan 移項 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點高程為HA， 則待定點B的高程為 HB=HA+Dtan +i-v （二）三角高程測量主要誤差來源及減弱措施 由公式(4-94)知，觀測邊長D、垂直角、儀高i和覘標(biāo)高v的測量誤差及大氣垂直折光系數(shù) K的測定誤差均會給三角高程測量成果帶來誤差。 1 邊長誤差 邊長誤差決定于距離丈量方法。用普通視距法測定距離，精度只有 1/300；用電磁波測距儀測距，精度很高，邊長誤差一般為幾萬分之一到幾十萬分之一。邊長誤差對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 垂直角觀測誤差包括儀器誤差、觀測誤差和外界環(huán)境的影響。 J6經(jīng)緯儀兩測回垂直角平均值的中誤差可達 15，對三角高程的影響與邊長及推算高程路線總長有關(guān)，邊長或總長愈長，對高程的影響也愈大。因此，垂直角的觀測應(yīng)選擇大氣折光影響較小的陰天和每天的中午觀測較好，推算三角高程路線還應(yīng)選擇短邊傳遞，對路線上邊數(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值測定誤差。 4 丈量儀高和覘標(biāo)高的誤差 儀高和覘標(biāo)高的量測誤差有多大，對高差的影響也會有多大。因此，應(yīng)仔細量測儀高和覘標(biāo)高。 （三）三角高程路線的計算 1. 高差閉合差的計算和分配 三