水平距離測量與測設(shè)

1、 項目四 水平距離測量與測設(shè)學(xué)習(xí)目標v掌握鋼尺一般量與直線定線的方法v理解直線定向v掌握鋼尺量距的精密方法、鋼尺檢定并對量距成果進行三項改正計算。任務(wù)一 鋼尺量距 距離測量的主要任務(wù)是測量水平距離。距離測量的主要任務(wù)是測量水平距離。 水平距離是指地面上兩點垂直投影在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。同一水平面上的直線距離。 直線定向是確定兩點間相對位置關(guān)系直線定向是確定兩點間相對位置關(guān)系的必要環(huán)節(jié)。的必要環(huán)節(jié)。距離測量的方法距離測量的方法:鋼尺量距鋼尺量距 光電測距儀測距光電測距儀測距視距測量視距測量一、量距的工具一、量距的工具 1. .鋼尺鋼尺 根據(jù)尺的零點位置不同，有

2、端點尺和刻線根據(jù)尺的零點位置不同，有端點尺和刻線尺之分。尺之分。 2. .測桿測桿 3. .測釬測釬 4. .錘球、彈簧秤和溫度計錘球、彈簧秤和溫度計二、直線定線二、直線定線 水平距離測量時，當?shù)孛嫔蟽牲c間的距離水平距離測量時，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，這項工作稱為出若干個點，這項工作稱為直線定線直線定線。 按精度要求的不同，直線定線分為：按精度要求的不同，直線定線分為：目估定線目估定線經(jīng)緯儀定線經(jīng)緯儀定線三、鋼尺量距的一般方法三

3、、鋼尺量距的一般方法 1平坦地面上的量距方法平坦地面上的量距方法qnlDAB 式中式中 n整尺段數(shù)；整尺段數(shù)； l鋼尺長度鋼尺長度（m）；）； q不足一整尺的余長不足一整尺的余長（m）。）。)(21返往平均DDD 鋼尺量距時，一般還應(yīng)由鋼尺量距時，一般還應(yīng)由B點量至點量至A點點進行返測進行返測, ,返測時應(yīng)重新進行定線返測時應(yīng)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 D平均平均往、返測距離的平均值（m）；）； D往往往測的距離（m）；）； D返返返測的距離（m）。）。往返平均平均往返DDDDDDK1 量距精度通常用相對誤差量距精度通常用相對誤差K來衡來衡量，相對誤

4、差量，相對誤差K應(yīng)化為分子為應(yīng)化為分子為的分數(shù)形式。的分數(shù)形式。 相對誤差分母愈大相對誤差分母愈大, ,則則K值愈小，精度愈高；值愈小，精度愈高；反之，精度愈低。反之，精度愈低。 在平坦地區(qū)，鋼尺量距一般方法的相對誤在平坦地區(qū)，鋼尺量距一般方法的相對誤差一般不應(yīng)大于差一般不應(yīng)大于1/3 000；在量距較困難的地區(qū)，；在量距較困難的地區(qū)，其相對誤差也不應(yīng)大于其相對誤差也不應(yīng)大于1/1 000。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(jié)果分別為：往測4個整尺段，余長為19.98m；返測4個整尺段，余長為20.02m。計算A、B兩點間的水平距離DAB及其相對誤差K。m98.12

5、9m98. 9m304 qnlDABm02.130m02.10m304 qnlDBAm00.130m)02.130m98.129(21)(21av BAABDDD3250100.13004. 0m00.130m02.130m98.129avDDDKBAAB解：解：2傾斜地面上的量距方法 （1）平量法ABDl1l2l3l4ABDl1l2l3l4 cosABABLD 22ABABABhLD （2）斜量法 ABLDh四、鋼尺量距的精密方法四、鋼尺量距的精密方法 1鋼尺檢定鋼尺檢定 鋼尺由于材料原因、刻劃誤差、長期使用鋼尺由于材料原因、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，其的變形以

6、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(yīng)對鋼尺進行檢定。長度，因此，量距前應(yīng)對鋼尺進行檢定。000)(lttlllt （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。經(jīng)過檢定的鋼尺，其長度可用尺長方程式表示。式中式中l(wèi)t鋼尺在溫度鋼尺在溫度t時的實際長度（時的實際長度（m）；）； l0鋼尺的名義長度（鋼尺的名義長度（m）；）； l尺長改正數(shù)（尺長改正數(shù)（m）；）； 鋼尺的膨脹系數(shù)，鋼尺的膨脹系數(shù)，=1.2510-5m/1； t0鋼尺檢定時的溫度（鋼尺檢定時的溫度（）；）； t鋼尺使用時的溫度

7、（鋼尺使用時的溫度（）。）。（2） 鋼尺的檢定方法鋼尺的檢定方法 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。長度的基線場進行比較兩種方法。標準尺長比較的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標準鋼尺相比較。將被檢定鋼尺與已有尺長方程式標準鋼尺相比較。 兩根鋼尺并排放在平坦地面上，都施加標準拉力，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)。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這樣就能夠根據(jù)標

8、準尺的尺長方程式計算出被檢定鋼尺的尺長方程式。定鋼尺的尺長方程式。m30C)20(1025. 1m004. 0m3051 tlt例例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。m007. 012 ttllm007. 0m30C)20C24(1025. 1m004. 0m305 m002. 0m30 m30C)24(1025. 1m002. 0m3052 tlt解解 故2號鋼尺的尺長方程式為： 2鋼尺量距的精密方法（1）準備工作 1）清理

9、場地 2）直線定線精密量距用經(jīng)緯儀定線。AABB12345 3）測樁頂間高差 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。 鋼尺號碼鋼尺號碼:No.04-3 鋼尺膨脹系數(shù)鋼尺膨脹系數(shù):1.25105 鋼尺檢定時溫度鋼尺檢定時溫度:20 計算者計算者:張輝張輝 鋼尺名義長度鋼尺名義長度:30m 鋼尺檢定長度鋼尺檢定長度:30.005m 鋼尺檢定時拉力鋼尺檢定時拉力:100N 日期日期:2004.9.19尺段尺段編號編號實測實測次數(shù)次數(shù) 前尺讀數(shù)前尺讀數(shù) /m 后尺讀數(shù)后尺讀數(shù) /m 尺段長度尺段長度 /m溫度溫度 / 高差高差 /m溫度改正數(shù)溫度改正數(shù) /mm傾斜改正數(shù)傾斜改正數(shù) /

10、mm尺長改正數(shù)尺長改正數(shù) /mm改正后尺改正后尺段長段長/m A-11 29.9910 0.070029.9210-0.152精密量距記錄計算表精密量距記錄計算表 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(cè)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(yù)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,記錄表格。 （2）丈量方法 前、后移動鋼尺一段距離，同法再次丈量。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)算得的長度之每一尺段測三次，

11、讀三組讀數(shù)，由三組讀數(shù)算得的長度之差要求不超過差要求不超過2mm，否則應(yīng)重測。，否則應(yīng)重測。 如在限差之內(nèi)，取三次結(jié)果的平均值，作為該尺段的觀測如在限差之內(nèi)，取三次結(jié)果的平均值，作為該尺段的觀測結(jié)果。結(jié)果。29.99200.069529.922529.99100.069029.922023平均平均29.9218 同時，每一尺段測量應(yīng)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(yīng)立即進行返測。 +25.5 鋼尺號碼鋼尺號碼:No.04-3 鋼尺膨脹系數(shù)鋼尺膨脹系數(shù):1.25105 鋼尺檢定時溫度鋼尺檢定時溫度:20 計算者計算者:張輝張輝 鋼尺名義長度鋼尺名義

12、長度:30m 鋼尺檢定長度鋼尺檢定長度:30.005m 鋼尺檢定時拉力鋼尺檢定時拉力:100N 日期日期:2004.9.19尺段尺段編號編號實測實測次數(shù)次數(shù) 前尺讀數(shù)前尺讀數(shù) /m 后尺讀數(shù)后尺讀數(shù) /m 尺段長度尺段長度 /m溫度溫度 / 高差高差 /m溫度改正數(shù)溫度改正數(shù) /mm傾斜改正數(shù)傾斜改正數(shù) /mm尺長改正數(shù)尺長改正數(shù) /mm改正后尺改正后尺段長段長/m A-11 29.9910 0.0700 29.9210+25.5-0.152229.9920 695 2253 910 690 220平均平均 29.9218 1-21 29.8710 0.0510 29.8200+25.4-0.

13、0712 705 515 1903 715 520 195平均平均 29.8195 2-B1 24.1610 0.0515 24.1095+25.7-0.2102 625 505 1203 615 525 090 平均平均 24.1102總和總和83.8515精密量距記錄計算表精密量距記錄計算表*11（3）成果計算）成果計算 將每一尺段丈量結(jié)果經(jīng)過尺長改正、溫度將每一尺段丈量結(jié)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，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。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、返往、返測較差符合精度要求后，取

14、往、返測結(jié)果的平均值作為最后成果。測結(jié)果的平均值作為最后成果。 鋼尺號碼鋼尺號碼:No.04-3 鋼尺膨脹系數(shù)鋼尺膨脹系數(shù):1.25105 鋼尺檢定時溫度鋼尺檢定時溫度:20 計算者計算者:張輝張輝 鋼尺名義長度鋼尺名義長度:30m 鋼尺檢定長度鋼尺檢定長度:30.005m 鋼尺檢定時拉力鋼尺檢定時拉力:100N 日期日期:2004.9.19尺段尺段編號編號實測實測次數(shù)次數(shù) 前尺讀數(shù)前尺讀數(shù) /m 后尺讀數(shù)后尺讀數(shù) /m 尺段長度尺段長度 /m溫度溫度 / 高差高差 /m溫度改正數(shù)溫度改正數(shù) /mm傾斜改正數(shù)傾斜改正數(shù) /mm尺長改正數(shù)尺長改正數(shù) /mm改正后尺改正后尺段長段長/m A-11

15、29.9910 0.0700 29.9210+25.5-0.152229.9920 695 2253 910 690 220平均平均 29.9218精密量距記錄計算表精密量距記錄計算表*11尺長改正：尺長改正：lllld0m005. 0m30m005.300 lllmm5 . 1m0015. 0m9218.29m30m005. 00lllldlttlt)(0 溫度改正：溫度改正：+1.5mmlttlt0 . 29218.29C)20C5 .25(1025. 1)(50+2.0lhlh22 傾斜改正：傾斜改正：mm4 . 09218.292)152. 0(222lhlh-0.4htdAllllD

16、 1 尺段長：尺段長：m9249.290004. 00020. 00015. 09218.2929.9249 鋼尺號碼鋼尺號碼:No.04-3 鋼尺膨脹系數(shù)鋼尺膨脹系數(shù):1.25105 鋼尺檢定時溫度鋼尺檢定時溫度:20 計算者計算者:張輝張輝 鋼尺名義長度鋼尺名義長度:30m 鋼尺檢定長度鋼尺檢定長度:30.005m 鋼尺檢定時拉力鋼尺檢定時拉力:100N 日期日期:2004.9.19尺段尺段編號編號實測實測次數(shù)次數(shù) 前尺讀數(shù)前尺讀數(shù) /m 后尺讀數(shù)后尺讀數(shù) /m 尺段長度尺段長度 /m溫度溫度 / 高差高差 /m溫度改正數(shù)溫度改正數(shù) /mm傾斜改正數(shù)傾斜改正數(shù) /mm尺長改正數(shù)尺長改正數(shù)

17、/mm改正后尺改正后尺段長段長/m A-11 29.9910 0.0700 29.9210+25.5-0.152+2.0-0.4+1.529.9249229.9920 695 2253 910 690 220平均平均 29.9218 1-21 29.8710 0.0510 29.8200+25.4-0.071+1.9-0.08+1.529.82282 705 515 1903 715 520 195平均平均 29.8195 2-B1 24.1610 0.0515 24.1095+25.7-0.210+1.6-0.9+1.224.11212 625 505 1203 615 525 090 平均

18、平均 24.1102總和總和83.8515+5.5-1.38+4.283.8598精密量距記錄計算表精密量距記錄計算表*11lttlt)(0lhlh22 htdllllD 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。后的水平距離。 尺長改正：尺長改正： 溫度改正：溫度改正： 傾斜改正：傾斜改正： 尺段改正后的水平距離：尺段改正后的水平距離：lllld0 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D往往為： m8598.83往D 返測的水平距離D返返為：m8559.83返D取平均值作為直線AB的水平距離:m8578.83平均D相對誤差為：215021m8578.83m8598.83m8559.83平均往返DDDK五、鋼尺量距誤差及注意事項五、鋼尺量距誤差及注意事項 1尺長誤差尺長誤差 新購置的鋼尺必須經(jīng)過檢定，以便進行尺長改正。新購置的鋼尺必