第4章距離測量

1、測量地面兩點之間的水平距離水平距離。鋼尺量距 普通視距電磁波測距 端點尺和刻線尺端點尺和刻線尺鋼尺鋼尺測測釬標桿標桿垂球垂球彈簧秤彈簧秤 1、地面點的標定 在地面上用特定的標志把要測量距離的點固定下來的過程。 標志：木樁、石樁、混凝土樁等二、二、 鋼尺量距的準備工作鋼尺量距的準備工作混凝土樁（永久性）混凝土樁（永久性）木樁（臨時木樁（臨時性）性） 2、直線定線直線上標定各分端點的工作稱為直線定線直線定線。1)目估定線 2）、經(jīng)緯儀定線A1325B4a、安置儀器和樹立花桿b、瞄準目標底部中心，水平制動旋緊c、指揮定分段點的人，左右移動測釬，定出分段點三、鋼尺量距的一般方法A、B兩點間的水平距離為

2、：qnlD式中：n 尺段數(shù)； l 鋼尺的尺長； q 不足一整尺的余長。1）平坦地面的量距 同樣方式進行返測; D返 相對誤差:返往平均DDDK1 平坦地區(qū)鋼尺量距相對誤差不應(yīng)大于1/20002）、傾斜地面丈量 D=q1+q2+qn a）平量法：當?shù)孛嫫露容^小，則可將直線分成若干小段進行丈量。 在困難地區(qū)鋼尺量距相對誤差不應(yīng)大于1/1000量出斜距L和高差h，換算成平距d，則傾斜改正值為：b）.斜量法三、鋼尺量距精密方法（1/10000）（不講） 1、經(jīng)緯儀定線A1325B42、量距 用經(jīng)過檢定的鋼尺，兩人拉尺，兩人讀數(shù)，一人記錄及觀測溫度。 用彈簧秤控制施加于鋼尺的拉力。 前、后讀數(shù)員同時讀數(shù)

3、，估讀到1mm。 每尺段移動鋼尺三次不同位置，互差不應(yīng)超過2mm，取平均值作為最后結(jié)果。 經(jīng)過檢定的鋼尺長度可用尺長方程示：000)(lttlllt溫度為t時的鋼尺實際長度；鋼尺的名義長度；尺長改正值，即溫度在 時鋼尺全長改正數(shù)；鋼尺膨脹系數(shù)，一般取=1.25 鋼尺檢定時的溫度；量距時的溫度。tl0ll0tt105)(10C0t四、尺長方程五、鋼尺量距成果整理 精密量距結(jié)果應(yīng)進行三項改正1、尺長改正2、溫度改正lllld0lttlt)(0l 全長改正數(shù)0l 名義長度0l 任一尺段 鋼尺膨脹系數(shù) t 丈量時溫度 t0 標準溫度當為斜距時應(yīng)換算成平距d，則傾斜改正值為：llhllhlldlh212

4、22122)1()(展開成級數(shù)： 3424422821)821 (lhlhlhlhllh取第一項lhlh223.傾斜改正 每一尺段改正后水平距離：htdlllld例題：用尺長方程為例題：用尺長方程為的鋼尺實測的鋼尺實測A AB B尺段（如圖），長度尺段（如圖），長度l l=29.896m,A=29.896m,A、B B兩點間高差兩點間高差h=0.272m,h=0.272m,測量時測量時的溫度的溫度t=25.8t=25.8C,C,試求試求A AB B尺段的水平距離。尺段的水平距離。mCtCmmlt30)20(1025. 10025. 030015 解解：1 1）尺長改正）尺長改正mmlllld0

5、025.0)896.29300025.0(03 3）傾斜改正）傾斜改正4 4）A-BA-B尺段水平距離尺段水平距離mmmlhlh0012.0896.292)272.0(222mlllldhtd900.292 2）溫度改正）溫度改正mmCCClttlt0022.0896.29)208.25(1025.1)(001050六、鋼尺量距誤差及注意事項六、鋼尺量距誤差及注意事項1、尺長誤差2、溫度誤差3、拉力誤差4、鋼尺傾斜誤差5、定線誤差6、丈量誤差返回一、概述：1、電磁波測距：是用電磁波（光波或微波）作為載波傳輸測距信號以測量兩點間距離的一種方法。 2、電磁波測距儀的分類： 1）、光電測距儀 （可見

6、光、紅外光、激光） 2）、微波測距儀 （無線電波、微波）紅外測距儀紅外測距儀第二節(jié) 電磁波測距： 3、電磁波測距的優(yōu)點： 1）、測程遠、精度高。 2）、受地形限制少。 3）、作業(yè)快、工作強度低。 光電測距是通過測量光波在待測距離D上往、返傳播的時間t2D，計算待測距離D：式中：式中：c 光波在空氣中的傳播速度光波在空氣中的傳播速度D221ctD二、電磁波測距原理三、測距方法按照t2D的測量方式，分為：脈沖式（直接測定時間）相位式（間接測定時間）1、脈沖式002fqqTtD：脈沖的振蕩頻率0fq： 脈沖個數(shù)特點：測距精度低， “米”級，最好的達“分米”級。2、相位式 N2由于D2 2 tft，所

7、以fNt22）（NN2)2(2NfcD則：式中2N10 Nm103C8取則不同調(diào)制頻率對應(yīng)測尺長:調(diào)制頻率測尺長2ZMH15ZMH5 . 7ZMH5 . 1ZKH150ZKH7510m20m100m1km2km 調(diào)制頻率越大，測尺長度越短。四、測程及測距儀的精度：1、測程：測距儀一次所能測的最遠距離。短程測距儀 測程小于5km； 中程測距儀 測程在5km-30km； 遠程測距儀 測程在30km以上。 2、測距儀的精度：、測距儀的精度：)10(6bDamD式中：式中：mD 測距中誤差，單位為測距中誤差，單位為mm； a 固定誤差，單位為固定誤差，單位為mm； b 比例誤差；比例誤差； D 以以k

8、m為單位的距離。為單位的距離。 RED mini短程紅外測距儀的精度為短程紅外測距儀的精度為 當距離D為0.6km時，測距精度是測距精度是mD=5.8mm。 通常寫作通常寫作ppm)1055(6DmmmD610五、RED mini紅外測距儀經(jīng)緯儀與測距儀配接經(jīng)緯儀與測距儀配接測距儀功能鍵盤測距儀功能鍵盤1、儀器簡介：各種反射棱鏡各種反射棱鏡 經(jīng)緯儀瞄準覘牌中心的視線與測距儀瞄準反射棱鏡中心的視線保持平行。 調(diào)整經(jīng)緯儀望遠鏡，使十字絲對準反射棱鏡的覘牌中心 調(diào)整測距儀望遠鏡，十字絲對準反射棱鏡中心2、距離計算：、距離計算：1 1）儀器常數(shù)改正）儀器常數(shù)改正（測距儀的乘常數(shù)測距儀的乘常數(shù)R和加常數(shù)

9、和加常數(shù)K）加常數(shù)加常數(shù)K=L L （mm）乘常數(shù)乘常數(shù)R的單位是的單位是mm/km對于觀測值為對于觀測值為L 的距離，其常數(shù)改正值為：的距離，其常數(shù)改正值為：LRKLk2 2）氣象改）氣象改正正RED mini測距儀的氣象改正公式為：測距儀的氣象改正公式為：LtPLt003661.013872.096.278式中：式中： L Lt t氣象改正值，單位為氣象改正值，單位為mm； P測站氣壓，單位為測站氣壓，單位為mmHg， 1 mmHg=133.322Pa； t測站溫度，單位為測站溫度，單位為C C； LL距離，單位為距離，單位為km km 。3 3） 傾斜改正傾斜改正cosLD L L經(jīng)過常

10、數(shù)改正和氣象改正后的距離；經(jīng)過常數(shù)改正和氣象改正后的距離；經(jīng)緯儀測定的測線豎直角。經(jīng)緯儀測定的測線豎直角。六、光電測距的注意事項(1)(1) 儀器使用和運輸中應(yīng)注意防震、防止日曬雨淋。儀器使用和運輸中應(yīng)注意防震、防止日曬雨淋。(2)(2) 嚴防強光直射物鏡。嚴防強光直射物鏡。(3)(3) 儀器長期不用時，應(yīng)將電池取出。儀器長期不用時，應(yīng)將電池取出。 (4)(4) 測線應(yīng)離開地面一定高度，避免通過發(fā)熱體和較寬測線應(yīng)離開地面一定高度，避免通過發(fā)熱體和較寬水面上空，避開強電磁場干擾的地方。水面上空，避開強電磁場干擾的地方。(5)(5) 鏡站的后面不應(yīng)有反光鏡和強光源等背景干擾。鏡站的后面不應(yīng)有反光鏡

11、和強光源等背景干擾。(6)(6) 應(yīng)在大氣條件比較穩(wěn)定和通視良好的條件下觀測。應(yīng)在大氣條件比較穩(wěn)定和通視良好的條件下觀測。返回一、直線定向一、直線定向標標準準方方向向真子午線方向真子午線方向（真北方向）（真北方向）磁子午線方向磁子午線方向（磁北方向）（磁北方向）坐標縱軸方向坐標縱軸方向（坐標北方向）（坐標北方向）第三節(jié)第三節(jié) 直線定向（環(huán)境本節(jié)在第五章講）直線定向（環(huán)境本節(jié)在第五章講）確定直線與確定直線與標準方向標準方向之間的水平角度稱為直線定向之間的水平角度稱為直線定向。1、真北方向 通過地球表面某點通過地球表面某點的的真子午線的切線方真子午線的切線方向指向北端向指向北端，稱為該，稱為該點的

12、真北方向。點的真北方向。真子午線的切線方向真子午線的切線方向P1P22磁北方向 是磁針在地球磁場的作用下，磁針自由靜止時其軸線指向北端的方向。AP PP P北極北極 P P 磁北極磁北極3坐標北方向 平面直角坐標系，坐標縱軸方向指向北端作為坐標北方向。xyoP1P2高斯平面直角坐標系高斯平面直角坐標系4 三北方向之間的關(guān)系 磁偏角真北方向與磁北方向之間的夾角；子午線收斂角真北方向與坐標北方向之間的夾角。當磁北方向或坐標北方向偏于真北方向東側(cè)時， 和為正；偏于西側(cè)時， 和為負。磁北磁北真北真北坐標北坐標北11、方位角1）方位角的定義 從直線起點的標準北方向起，順時針方向量至直線的水平夾角，為該直

13、線方位角；角值范圍為 0 360。12標準方向北端標準方向北端方位角方位角22222標標準準方方向向真北方向真北方向磁北方向磁北方向坐標北方向坐標北方向真方位角（真方位角（A）磁方位角（磁方位角（Am）坐標方位角（坐標方位角（ ）2磁北磁北真北真北坐標北坐標北AmA1各點真北（或磁北）方各點真北（或磁北）方向互不平行，方位角推向互不平行，方位角推算不便，算不便，常采用坐標方常采用坐標方位角來表示直線方向位角來表示直線方向。xyoP1P2坐標北與真北的關(guān)系坐標北與真北的關(guān)系2）幾種方位角之間的關(guān)系 mAAAmA2磁北磁北真北真北坐標北坐標北AmA14 4）坐標方位角計算）坐標方位角計算A）正、反

14、坐標方位角計算）正、反坐標方位角計算2112xyoxx1218012211802112180正反所以一條直線的正、反坐標方位角互差180B）方位角的推算：左右后前180CDD4231CABAB2134C理1806ABCDCCCDCBBABB18018018018018018044344323342122311121+）B B 1212已知，通過連測求得已知，通過連測求得1212邊與邊與2323邊的連接邊的連接角為角為2 2 （右角）、（右角）、 2323邊與邊與3434邊的連接角為邊的連接角為3 3（左角），現(xiàn)推算（左角），現(xiàn)推算2323、3434。1234xxx23341223前進方向前進方向212221231801234xx2312221前進方向前進方向x3433232333234180 由圖中分析可知：由圖中分析可知：推算坐標方位角的通用公式：左右后前180注意：注意： 計算中，若前360，減360； 若前360 （41720 360）= 5720 45=3418040（ 10360）= 350= 10050 = 4618012510 = 10050 18013630 = 10= 5720 18024720 返回4x2314612510