5章-距離丈量與直線定向

1、5距離測(cè)量和直線方向、0概述、直接距離測(cè)量方法：階段測(cè)量：2階段 1.5米階段弓形、標(biāo)尺鏈英尺、竹尺、標(biāo)尺、鋼標(biāo)尺、間接距離測(cè)量方法：光學(xué)視距測(cè)量電磁波距離測(cè)量全站儀GPS、距離測(cè)量是測(cè)量的三項(xiàng)基本任務(wù)之一測(cè)量地面點(diǎn)之間水平距離的主要方法如下：鋼卷尺距離主要是使用鋼卷尺測(cè)量視距。使用測(cè)量設(shè)備的視距導(dǎo)線測(cè)量電磁波距離測(cè)距儀距離測(cè)量三角測(cè)量是使用三角形的角點(diǎn)關(guān)系查找距離。三角高程測(cè)量：間接測(cè)量?jī)牲c(diǎn)之間高度差異的方法。測(cè)量所需的距離是兩點(diǎn)之間的水平距離(平距)，如果測(cè)量?jī)A斜距離(稱為斜距)，則必須將其更改為平距。距離測(cè)量方法是靜止距離、視距測(cè)量和光電距離測(cè)量，具體取決于常用的距離測(cè)量工具。根據(jù)距離測(cè)

2、量精度要求，可以選擇不同的距離測(cè)量方法。5.1鋼標(biāo)尺距離，5.1.1距離的測(cè)量工具，鋼標(biāo)尺使用標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度的鋼標(biāo)尺直接測(cè)量地面上兩點(diǎn)之間的距離，也稱為距離測(cè)量。測(cè)量鋼尺時(shí)，根據(jù)精度要求，使用的工具和方法會(huì)有所不同。1)鋼英尺最大精度為1/1萬。英尺寬10-15mm。長(zhǎng)度20米、30米、50米等。有三種分割：基本分割是厘米。厘米(從英尺末端10厘米以內(nèi)毫米分割)；毫米餾分。標(biāo)尺的零點(diǎn)位置尺，終點(diǎn)尺；2)皮革：用大麻皮制成，僅用于精度低、精度高的距離測(cè)量。(3)拉拔：由鎳鐵合金制成。線型，直徑1.5毫米，長(zhǎng)度24米，標(biāo)尺無分值和數(shù)字筆記，尺的兩端連接著三角形的分值，長(zhǎng)度8厘米，最小分值1毫米。整套由4

3、個(gè)主，1個(gè)輔助。高精度，用于1/100萬(精確距離)。(4)輔助工具：動(dòng)作、火棒、運(yùn)球、彈簧刻度和溫度計(jì)。1，肉眼檢查線，1)兩點(diǎn)測(cè)量線，2端優(yōu)先，大幅度固定點(diǎn)。通常在平地上。(1)在a、b端點(diǎn)建立基準(zhǔn)。(2)指揮家設(shè)立b點(diǎn)后，瞄準(zhǔn)a點(diǎn)的基準(zhǔn)。(3)兩個(gè)定點(diǎn)人從a點(diǎn)到1號(hào)點(diǎn)，根據(jù)總長(zhǎng)命令，1號(hào)點(diǎn)位置建立在AB視野內(nèi)。(4) 2、3、4.按照(3)將段點(diǎn)(例如)停在AB直線上。5.1.2直線，2，theodolite方法，1)垂直導(dǎo)線方法：theodolite望遠(yuǎn)鏡十字光標(biāo)垂直導(dǎo)線基準(zhǔn)，大點(diǎn)。(1)在測(cè)量線的一端放置經(jīng)緯儀。望遠(yuǎn)鏡準(zhǔn)確地瞄準(zhǔn)另一端的b設(shè)定的目標(biāo)。此時(shí)，瞄準(zhǔn)點(diǎn)不會(huì)水平旋轉(zhuǎn)。(2)沿

4、棒材方向測(cè)量長(zhǎng)度B1。(3)軌道望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)1附近，命令1分點(diǎn)測(cè)量定為斜線的縱線影像。(4)偽階段(2)(3)，AB行段點(diǎn)2、3和4.5.1.3鋼標(biāo)尺通用測(cè)量方法，1)準(zhǔn)備工作：(1)主要工具：鋼標(biāo)尺、垂直球、測(cè)量、基準(zhǔn)測(cè)試等。鋼尺完好無損，劃得很清楚。(2)員工構(gòu)成：主要員工有標(biāo)尺、讀數(shù)、記錄共3-4人。(3)地點(diǎn)：更平整，設(shè)定了線，插入了銅焊。2)測(cè)量工作：(1)測(cè)量：從a到b，總測(cè)量部分n，長(zhǎng)度lo；最后測(cè)量0英尺長(zhǎng)的q。長(zhǎng)度為d。(2)重新測(cè)試：從b測(cè)量為a，重新測(cè)試總長(zhǎng)為d返回。3)計(jì)算和核查：(1)計(jì)算：d to=n lo to q，d back=n lo return q (2)核

5、查： d=d to -D，5.1.4精確距離方法，1)檢查鋼尺，有長(zhǎng)度方程。L=lo lo (t-to) lo (2)個(gè)人：每周5人。(3)地點(diǎn)：整理，便于測(cè)量；線性后，線束段點(diǎn)具有精確的標(biāo)記。2)精密測(cè)量：1英尺測(cè)量方法；(1)拉：帶彈簧刻度的鋼標(biāo)尺；拉標(biāo)記為100N (30米)；鋼標(biāo)尺與線段點(diǎn)標(biāo)記對(duì)齊。(2)讀數(shù)：兩個(gè)讀者依次讀取分段點(diǎn)標(biāo)記水平線配對(duì)的鋼標(biāo)尺的評(píng)分值。前端讀者用cm讀，后端讀者用0.5毫米讀。例如，前端讀數(shù)l之前=29.9800m，后端讀數(shù)l之后=75.5mm。(3)記錄：l之前，l之后，計(jì)數(shù)器段度量值l=l之前-l之后。(4)重復(fù)測(cè)量：步驟1，2)，3)重復(fù)測(cè)量和記錄，計(jì)

6、算結(jié)果l，“l(fā)”。(5)審核： l容量=2至3毫米。(6)記錄溫度t，復(fù)印長(zhǎng)度部分高度差h .精密測(cè)量距離，各尺需要尺長(zhǎng)修正，溫度修正和傾角修正，修正后尺長(zhǎng)。校正英尺長(zhǎng)度，鋼標(biāo)尺的公稱長(zhǎng)度l0通常不等于實(shí)際長(zhǎng)度。每個(gè)段都需要添加英尺長(zhǎng)補(bǔ)償。標(biāo)準(zhǔn)拉伸，在標(biāo)準(zhǔn)溫度下驗(yàn)證的實(shí)際長(zhǎng)度為l ，增量 l為整個(gè)標(biāo)尺段的標(biāo)尺長(zhǎng)度修正( l=l-l0長(zhǎng)度l長(zhǎng)度修正公式為： LD= ll/l0，3)整理線材長(zhǎng)度修正結(jié)果，溫度修正鋼尺的溫度為t0，測(cè)量時(shí)溫度為t，線材延伸系數(shù)(通常為0.000125/c)。T-t0 ( lt=，t-t0) l、a-1-2-2-15-b，精密測(cè)量和計(jì)算的示例是由于鋼標(biāo)尺的制造誤差和長(zhǎng)

7、期使用造成的變形，因此在測(cè)量精確距離之前必須檢查鋼標(biāo)尺。鋼尺檢定室通常應(yīng)成為使用平臺(tái)方法的溫控室。在長(zhǎng)度為30米(或50米)的水泥平臺(tái)上放置鋼尺，并在平臺(tái)兩端安裝張力調(diào)節(jié)框架。將標(biāo)準(zhǔn)張力(100N)應(yīng)用于標(biāo)尺，然后測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)尺，以獲得標(biāo)準(zhǔn)溫度、標(biāo)準(zhǔn)張力下的實(shí)際長(zhǎng)度，最后給出隨溫度變化的英尺長(zhǎng)度的函數(shù)表達(dá)式。這稱為英尺長(zhǎng)度方程式。lt=l0 LD (t-t0) l0，5.1.5鋼標(biāo)尺的驗(yàn)證主要取決于多種因素，包括線性誤差、標(biāo)尺長(zhǎng)度誤差、溫度測(cè)量誤差、鋼標(biāo)尺傾斜誤差、拉伸不均勻性誤差、鋼標(biāo)尺對(duì)齊誤差、讀數(shù)誤差等?，F(xiàn)在選擇主要討論。由于在測(cè)量直線()線性誤差時(shí)，鋼標(biāo)尺沒有精確定位到正在測(cè)量的直線方向

8、，因此使用折線而不是直線來顯示顯著結(jié)果，如圖所示。5.1.6鋼標(biāo)尺誤差和考慮事項(xiàng)標(biāo)尺長(zhǎng)度誤差鋼標(biāo)尺名義長(zhǎng)度和實(shí)際長(zhǎng)度之間的差異引起的標(biāo)尺長(zhǎng)度誤差對(duì)距離的影響隨著距離的增加而增加。在高精度測(cè)量距離上，需要添加長(zhǎng)度修正，并請(qǐng)求鋼尺驗(yàn)證誤差1mm。溫度測(cè)量誤差鋼標(biāo)尺溫度修正公式 lt= (t-t0) l表示，如果溫度引起的誤差為1/30000，則溫度測(cè)量誤差不應(yīng)超過3c，并且測(cè)試溫度計(jì)表示空氣環(huán)境溫度，而不是鋼標(biāo)尺本身的溫度。陽光照射下，鋼尺和環(huán)境測(cè)試可能會(huì)下降5 。因此，距離必須在陰天進(jìn)行。鋼尺的自身溫度最好用半導(dǎo)體溫度計(jì)測(cè)量。拉伸不均勻性誤差鋼尺有彈性，拉伸引起伸長(zhǎng)。鋼標(biāo)尺彈性模量E=2105M

9、Pa，鋼標(biāo)尺斷裂面積設(shè)置A=0.04cm2，鋼標(biāo)尺張力誤差根據(jù) p，霍克定律，鋼長(zhǎng)度誤差為：拉伸誤差為30N，長(zhǎng)度為30m，鋼長(zhǎng)度誤差為1mm，因此設(shè)置精確距離時(shí)，必須使用彈簧刻度控制張力。4-5 ( LH=-H2/2l)表示，如果測(cè)量員在測(cè)量距離時(shí)兩端的高度差測(cè)量存在誤差，測(cè)量將產(chǎn)生誤差，使距離測(cè)量變大，請(qǐng)參閱坡度修正公式(4-5)。高差異的大小和測(cè)量誤差會(huì)影響距離測(cè)量誤差。對(duì)于30米鋼標(biāo)尺，h=1m，高度差測(cè)量誤差mh=5mm，距離測(cè)量誤差0.17mm。因此，在精密測(cè)量中，通過一般水平測(cè)量來測(cè)量高差，在一般距離測(cè)量中，將其展平為基準(zhǔn)比例，在統(tǒng)計(jì)上，產(chǎn)生50斜率(等于0.44m高度差誤差)，

10、并且可以產(chǎn)生距離的約3mm誤差。卷尺對(duì)齊和讀數(shù)錯(cuò)誤卷尺點(diǎn)錯(cuò)誤、助力器放置錯(cuò)誤和讀數(shù)錯(cuò)誤導(dǎo)致卷尺中出現(xiàn)錯(cuò)誤。這種誤差是偶然的誤差，測(cè)量距離時(shí)要慎重。多次測(cè)量平均值，提高了測(cè)量精度。此外，鋼尺基本上分為1毫米，一般讀數(shù)也是毫米，如果不慎重，可能會(huì)產(chǎn)生大的誤差，測(cè)量時(shí)要慎重。5.2距離測(cè)量，視距測(cè)量：通過測(cè)量望遠(yuǎn)鏡的視距線間接測(cè)量距離和高差的方法。優(yōu)點(diǎn)：無論地形如何，測(cè)量速度都很快。不足：準(zhǔn)確度低，距離相對(duì)誤差通常約為1/300，高度差通常以米為單位。用途：主要用于建立地形圖(地形點(diǎn)的距離和高度差)。視距測(cè)量是使用望遠(yuǎn)鏡內(nèi)視距設(shè)備的視距測(cè)量，是根據(jù)幾何和三角測(cè)量原理同時(shí)測(cè)量距離和高差的方法。最簡(jiǎn)單的

11、視距設(shè)備是位于測(cè)量?jī)x器(如經(jīng)緯儀、標(biāo)高等)的望遠(yuǎn)鏡十字光標(biāo)分割板上的兩條短對(duì)稱線，即視距線。視距測(cè)量的視距可以使用普通水平標(biāo)尺和專用視距標(biāo)尺。5.2.1視距測(cè)量原理，視距測(cè)量精度一般為1/200到1/300，精確視距測(cè)量值可達(dá)2000的1/2000。視距測(cè)量常用于分割測(cè)量和根加密，因?yàn)槭褂靡粋€(gè)theodolite可以同時(shí)完成兩點(diǎn)之間的平面距離和高階測(cè)量，操作簡(jiǎn)單，所以當(dāng)?shù)卦煨推鸱艽蟆?.2.2視線水平視距測(cè)量公式，測(cè)量距離d: d=d f1 ，l=n-m，凸透鏡L1成像原理：d=k l c，f1 /p=K，f1 =ch=I-s，樣式：i儀器高度；S絲綢讀數(shù)。5.2.3如果視線傾斜，則可以將視

12、線垂直角度設(shè)置為，十字光標(biāo)上下導(dǎo)線的間距小，視角2 約為34 ，因此可以將/em n和/en n視為直角。mem =nen =，如圖所示：m e en =(me en)cos；l =lcosd =KL =KL cos；m e EN =(ME EN)cosalpha l =lcosalpha坡度距離：D =Kl =klcosalpha，水平距離：D=D cosalpha=Kl cos2 alpha，初始計(jì)算高度差，讀數(shù)：每個(gè)測(cè)量點(diǎn)讀取4個(gè)讀數(shù)。線材讀數(shù)a線材讀數(shù)；觀測(cè)和計(jì)算踢面讀數(shù)L，5.2.4視距測(cè)量，視距測(cè)量通常僅測(cè)量磁盤的左側(cè)(或磁盤的右側(cè))，并在測(cè)量前檢查和糾正踢面指示器差異。視距測(cè)量表

13、，影響視距測(cè)量精度的因素包括：視距分段誤差視距分段誤差通常為0.5毫米，0.071m。乘法常數(shù)K不精確誤差正常視距常數(shù)K=100，但是由于視距導(dǎo)線間距存在誤差，視距存在系統(tǒng)誤差，并且儀器驗(yàn)證出錯(cuò)，因此K值不能為100。k值誤差會(huì)導(dǎo)致視距測(cè)量中的系統(tǒng)誤差。k值必須在1000.1以內(nèi)，否則必須修改。5.2.5視距測(cè)量誤差和注意事項(xiàng)，垂直角度測(cè)量誤差垂直角度觀測(cè)誤差影響視距測(cè)量，根據(jù)視距測(cè)量公式，md=Klsin2m/ =45，m =10 和Kl=100m，MD 5mm可見垂直角度觀測(cè)誤差幾乎影響視距測(cè)量，視距導(dǎo)線讀數(shù)錯(cuò)誤此錯(cuò)誤是影響視距測(cè)量精度的重要因素，與視距距離成正比，隨著距離的增大，誤差也會(huì)

14、增大。因此，在測(cè)量中，必須根據(jù)測(cè)量準(zhǔn)確度的要求限制最遠(yuǎn)的視距。視距坡率誤差視距坡率誤差的影響與垂直角度(如表中所示)相關(guān)?？梢姡暰鄡A斜時(shí)對(duì)視距測(cè)量的影響是不可忽視的。特別是在山區(qū)，傾斜角度大的時(shí)候要更加小心，必要時(shí)可以在視距標(biāo)尺上附加一個(gè)圓度儀。外部天氣條件對(duì)視距測(cè)量的影響大氣折射的影響：視線通過大氣時(shí)發(fā)生折射，從直線變?yōu)榍€，從而產(chǎn)生誤差。視線接近地面，折射量大，視線必須比地面高1米以上。大氣湍流的影響：空氣湍流導(dǎo)致視距圖像不穩(wěn)定，導(dǎo)致視距誤差。這種現(xiàn)象在視線接近地面或水面時(shí)更為嚴(yán)重。所以視線必須比地面高1米以上。風(fēng)和大氣可見性也會(huì)影響視距的測(cè)量。風(fēng)太大的話，搖晃尺子，去除空氣中的灰塵和空

15、氣，視距圖像會(huì)不明確，會(huì)產(chǎn)生讀數(shù)誤差，所以要選擇好天氣進(jìn)行測(cè)量。7.6三角高程測(cè)量，掌握三角高程測(cè)量的基本原理和計(jì)算方法；熟悉三角高程測(cè)量工作方法。通過觀察兩點(diǎn)之間通過水平距離d(或坡度距離s)的垂直角度來計(jì)算高度差。用于山區(qū)或平準(zhǔn)化不方便的地區(qū)。三角高程測(cè)量必須考慮地球曲率的影響。三角高程測(cè)量是間接測(cè)量?jī)牲c(diǎn)之間高度差的方法，1，三角高程測(cè)量原理，點(diǎn)b的高程：AB水平距離d，點(diǎn)a高程HA，已知從樁號(hào)a觀察垂直角度，或(s為傾斜距離)，距離200米以內(nèi)到水平面的大地水準(zhǔn)面，2，典型情況下為三角形三角形高程測(cè)量的垂直方程式包括：3，觀測(cè)和計(jì)算三角形高程測(cè)量；1)從三角形高程測(cè)量的觀測(cè)值中讀取l，r

16、計(jì)算2)三角形高程測(cè)量是從三角形高程測(cè)量的垂直觀測(cè)值中獲取的移動(dòng)，反向高度差(二次修正后)的度數(shù)f h的允許值：3) 兩點(diǎn)之間的平均值可以抵消兩個(gè)差異的影響。三角高程測(cè)量通常透過建構(gòu)接合或封閉定線來檢查準(zhǔn)確度。研究表明，利用電子全站儀進(jìn)行三角高程測(cè)量取代了二等水平測(cè)量。4，三角高程測(cè)量的其他特征，5.3光電距離測(cè)量原理，1，基本原理光電距離測(cè)量是用光和電子測(cè)量距離的技術(shù)。梁速度c通過2倍的距離，即2d。測(cè)距儀還測(cè)量從發(fā)射到接收的光線的時(shí)間t2D。從速度乘以時(shí)間的原理可以看出2D=ct2D，實(shí)現(xiàn)的基本條件。t2D的測(cè)量：相位方法、脈沖方法、2、相位方法距離測(cè)量原理，實(shí)際：使用相位位移代替t2D實(shí)現(xiàn)距離測(cè)量。1，光的調(diào)制：使發(fā)射的光線成為光強(qiáng)度有規(guī)律地變化明暗的調(diào)制光波。A-B-A 2、距離d以及與相位移的關(guān)系：3。標(biāo)尺和標(biāo)尺段：=2 (n n) d=u (n n) u稱為標(biāo)尺，n稱為整個(gè)標(biāo)尺段， n稱為后綴段。4，組合范圍指定過程：d=u n 1)設(shè)置標(biāo)尺。相位法采用萬用表組合測(cè)距過程。對(duì)于U1，U2，通常設(shè)置f1，2)組合范圍指定過程，d=u n (1)用u1測(cè)量距離 n1。例如，N1=0.8654由 n1和u1確定D1=8.654m。(2