测量第四章+距离丈量

1、福州大学土木工程学院福州大学土木工程学院 彭桂瀚彭桂瀚 Email:Email: （工程）测量学（工程）测量学 第四章第四章 距离测量距离测量第四章第四章 距离测量与直线定向距离测量与直线定向 钢尺量距钢尺量距直线定向直线定向 视距丈量法视距丈量法 测距仪丈量法测距仪丈量法 坐标的正反算坐标的正反算福州大学土木工程学院福州大学土木工程学院 彭桂瀚彭桂瀚 Email:Email: （工程）测量学（工程）测量学 第四章第四章 距离测量距离测量4.1 4.1 钢尺量距钢尺量距 距离距离: :指两点间的水平长度。指两点间的水平长度。钢尺量距、光学视距法测距、电磁波测距、钢尺量距、光学视距法测距、电磁波

2、测距、GPSGPS测量。测量。距离测量常用的方法：距离测量常用的方法：钢尺、铟瓦尺、木尺、皮尺、花杆、钢尺、铟瓦尺、木尺、皮尺、花杆、 插钎、垂球、弹簧插钎、垂球、弹簧秤、温度计秤、温度计 福州大学土木工程学院福州大学土木工程学院 彭桂瀚彭桂瀚 Email:Email: （工程）测量学（工程）测量学 第四章第四章 距离测量距离测量福州大学土木工程学院福州大学土木工程学院 彭桂瀚彭桂瀚 Email:Email: （工程）测量学（工程）测量学 第四章第四章 距离测量距离测量一、普通量距方法一、普通量距方法llqD DABABA AB BD DABAB=n l + q=n l + q必须要进行往返观

3、测必须要进行往返观测式中：式中：n n尺段数尺段数 l l整尺长度整尺长度 q q不足一整尺的余长不足一整尺的余长21返往平平返往DDDMDDDDDK福州大学土木工程学院福州大学土木工程学院 彭桂瀚彭桂瀚 Email:Email: （工程）测量学（工程）测量学 第四章第四章 距离测量距离测量直线定线（采用目估法）直线定线（采用目估法）限差要求：限差要求：K K1/30001/3000一般：一般：K K1/20001/2000福州大学土木工程学院福州大学土木工程学院 彭桂瀚彭桂瀚 Email:Email: （工程）测量学（工程）测量学 第四章第四章 距离测量距离测量二、精密量距方法二、精密量距方

4、法1.1.用经纬仪标定直线方向用经纬仪标定直线方向2.2.丈量距离丈量距离3 3. .测量桩顶高程测量桩顶高程 4 4. .尺段改正尺段改正 (1)(1)尺长改正尺长改正 L Ld d(L(LL L0 0)L/L)L/L0 0 (2)(2)温度改正温度改正 L Lt t(t(tt t0 0)L )L (3)(3)倾斜改正倾斜改正 L Lh hh h2 2/2L /2L 5 5全长实际水平距离（往返测量）全长实际水平距离（往返测量） 福州大学土木工程学院福州大学土木工程学院 彭桂瀚彭桂瀚 Email:Email: （工程）测量学（工程）测量学 第四章第四章 距离测量距离测量* *钢尺检定钢尺检定

5、: :000lttlllt式中：式中： l lt t温度为温度为 t t 时钢尺实际长度；时钢尺实际长度； l l0 0钢尺名义长度；钢尺名义长度； l l钢尺尺长改正数；钢尺尺长改正数； 钢尺膨胀系数；钢尺膨胀系数； t t0 0钢尺检定时温度；钢尺检定时温度； t t量距时温度。量距时温度。尺长方程式尺长方程式定线误差定线误差; ;尺长误差尺长误差; ;温度误差温度误差; ;拉力误差拉力误差; ;钢尺不水平的误差钢尺不水平的误差; ;钢钢尺对准及读数误差尺对准及读数误差; ;钢尺垂曲和反曲的误差钢尺垂曲和反曲的误差 * *钢尺量距的误差分析钢尺量距的误差分析: :福州大学土木工程学院福州大

6、学土木工程学院 彭桂瀚彭桂瀚 Email:Email: （工程）测量学（工程）测量学 第四章第四章 距离测量距离测量4.2 4.2 直线定向直线定向一、基本概念一、基本概念: :确定直线与标准方向之间的角度关系确定直线与标准方向之间的角度关系称直称直线定向。线定向。AB二、标准方向二、标准方向 1 1、真子午线方向、真子午线方向2、磁子午线方向、磁子午线方向3、坐标纵轴方向、坐标纵轴方向福州大学土木工程学院福州大学土木工程学院 彭桂瀚彭桂瀚 Email:Email: （工程）测量学（工程）测量学 第四章第四章 距离测量距离测量 1 1、真方位角（、真方位角（A A）2 2、磁方位角（、磁方位角

7、（A Am m）3 3、坐标方位角、坐标方位角 ( () )三、直线定向方法三、直线定向方法 由标准方向的北端起，顺时针方向到某直由标准方向的北端起，顺时针方向到某直线水平夹角线水平夹角, ,称为该直线的称为该直线的方位角方位角。* *真方位角和磁方位角之间的关系：磁偏角（真方位角和磁方位角之间的关系：磁偏角（）* *真方位角和坐标方位角之间关系：子午线收敛角真方位角和坐标方位角之间关系：子午线收敛角, ,用用表示表示。福州大学土木工程学院福州大学土木工程学院 彭桂瀚彭桂瀚 Email:Email: （工程）测量学（工程）测量学 第四章第四章 距离测量距离测量 A =AA =Am m+ + M

8、Am A= A= +四、正反坐标方位角四、正反坐标方位角A AB BABABBABA0180ABBA福州大学土木工程学院福州大学土木工程学院 彭桂瀚彭桂瀚 Email:Email: （工程）测量学（工程）测量学 第四章第四章 距离测量距离测量五、坐标方位角的推算五、坐标方位角的推算1. 1. 左左 角角前进方向左边前进方向左边称左角称左角1 12 23 34 45 56 61 12 23 34 45 5前进方向前进方向B BA Ab b abab福州大学土木工程学院福州大学土木工程学院 彭桂瀚彭桂瀚 Email:Email: （工程）测量学（工程）测量学 第四章第四章 距离测量距离测量2. 2

9、. 右角右角1 12 23 34 45 56 61212前进方向右边前进方向右边称右角称右角后后= =前前+180+180+ +左（左（- -右）右）福州大学土木工程学院福州大学土木工程学院 彭桂瀚彭桂瀚 Email:Email: （工程）测量学（工程）测量学 第四章第四章 距离测量距离测量六、坐标正反算六、坐标正反算坐标正算坐标正算已知：已知：X X A A 、Y Y A A、D D AB AB 、ABAB 求：求： X X B B 、Y Y B BABABABABABABDYDXsincosABABABABYYYXXXA AB BO OY YX X ababYX福州大学土木工程学院福州大学

10、土木工程学院 彭桂瀚彭桂瀚 Email:Email: （工程）测量学（工程）测量学 第四章第四章 距离测量距离测量坐标反算坐标反算已知：已知：X XA A、Y YA A、 X XB B、 Y YB B 求：求：D DABAB、ABABABABABABABABABABABABABABABABXYarctgXXYYarctgYXYxYYXXDsincos2222A AB BO OY YX X ababYX福州大学土木工程学院福州大学土木工程学院 彭桂瀚彭桂瀚 Email:Email: （工程）测量学（工程）测量学 第四章第四章 距离测量距离测量 4.3 4.3 视距测量视距测量一、概述一、概述原理

11、原理: :视距测量是利用望远镜内的视距测量是利用望远镜内的视距装置视距装置配合视距尺，根配合视距尺，根据几何光学和三角测量原理，同时测定距离和高差的方法。据几何光学和三角测量原理，同时测定距离和高差的方法。福州大学土木工程学院福州大学土木工程学院 彭桂瀚彭桂瀚 Email:Email: （工程）测量学（工程）测量学 第四章第四章 距离测量距离测量2. 2. 特点特点: : 这种方法具有操作方便，速度快，不受地面高低起伏这种方法具有操作方便，速度快，不受地面高低起伏 限制等优点。限制等优点。3. 3. 工具工具: : 视距测量所用的主要仪器、工具是经纬仪和视距尺。视距测量所用的主要仪器、工具是经

12、纬仪和视距尺。4. 4. 精度精度: : 一般为一般为1/2001/300,1/2001/300,精度较低，所以广泛用于碎部精度较低，所以广泛用于碎部 测量中。精密视距测量精度可达测量中。精密视距测量精度可达 1/2000 1/2000。福州大学土木工程学院福州大学土木工程学院 彭桂瀚彭桂瀚 Email:Email: （工程）测量学（工程）测量学 第四章第四章 距离测量距离测量二、视线水平二、视线水平DdfvlpiABflpfDcfkpf,1 1、D=KL+CD=KL+C2、Hab= i - v福州大学土木工程学院福州大学土木工程学院 彭桂瀚彭桂瀚 Email:Email: （工程）测量学（工

13、程）测量学 第四章第四章 距离测量距离测量三、视线倾斜三、视线倾斜D=k livhhD2cos、1lKDvitgD2、h福州大学土木工程学院福州大学土木工程学院 彭桂瀚彭桂瀚 Email:Email: （工程）测量学（工程）测量学 第四章第四章 距离测量距离测量四、施测过程四、施测过程 1、在测站点安置仪器在测站点安置仪器, ,量取仪器高量取仪器高 i i 。 3 3、使竖盘水准管气泡居中，读取竖盘读数，然后计算竖直角。、使竖盘水准管气泡居中，读取竖盘读数，然后计算竖直角。4 4、计算水平距离。、计算水平距离。5 5、计算高差和高程。、计算高差和高程。 2 2、盘左位置瞄准视距尺，读取水准尺的

14、下丝、上丝及中丝读数。、盘左位置瞄准视距尺，读取水准尺的下丝、上丝及中丝读数。福州大学土木工程学院福州大学土木工程学院 彭桂瀚彭桂瀚 Email:Email: （工程）测量学（工程）测量学 第四章第四章 距离测量距离测量1 1、视距尺分划误差、视距尺分划误差2 2、乘常数、乘常数K K不准确的误差不准确的误差3 3、竖直角测角误差、竖直角测角误差4 4、视距丝读数误差、视距丝读数误差5 5、视距尺倾斜视距尺倾斜对对视距测量影响视距测量影响6 6、外界气象条件对视距测量影响、外界气象条件对视距测量影响五、视距测量误差分析五、视距测量误差分析福州大学土木工程学院福州大学土木工程学院 彭桂瀚彭桂瀚

15、Email:Email: （工程）测量学（工程）测量学 第四章第四章 距离测量距离测量 4.44.4电磁波测距电磁波测距一、原理及分类一、原理及分类ABDctD21福州大学土木工程学院福州大学土木工程学院 彭桂瀚彭桂瀚 Email:Email: （工程）测量学（工程）测量学 第四章第四章 距离测量距离测量 当测距仪发出光脉冲（或电脉冲），经反光镜反射（或被测物体反射），回到测距仪。测定接收光脉冲和发射脉冲时间差t，按 式计算距离，称脉冲法测距。脉冲法测距。1 1、脉冲法测距、脉冲法测距ctD21调制光：在砷化镓(GaAs)发光二极管上加了频率为f的交变电压(即注入交变电流)后，它发出的光强就随

16、注入的交变电流呈正弦变化，这种光称为调制光。 2 2、相位法测距、相位法测距福州大学土木工程学院福州大学土木工程学院 彭桂瀚彭桂瀚 Email:Email: （工程）测量学（工程）测量学 第四章第四章 距离测量距离测量GaAs发发光管光管光强光强t光强光强t福州大学土木工程学院福州大学土木工程学院 彭桂瀚彭桂瀚 Email:Email: （工程）测量学（工程）测量学 第四章第四章 距离测量距离测量反光镜反光镜2BADABDABtft22N福州大学土木工程学院福州大学土木工程学院 彭桂瀚彭桂瀚 Email:Email: （工程）测量学（工程）测量学 第四章第四章 距离测量距离测量NNLNfncf

17、NncfctcDSgg22222222100fncLgs220称为光尺称为光尺)(NNLDs福州大学土木工程学院福州大学土木工程学院 彭桂瀚彭桂瀚 Email:Email: （工程）测量学（工程）测量学 第四章第四章 距离测量距离测量测距精度：测距精度：m=(a+bD)a-非比例误差非比例误差 b-比例误差比例误差D-以公里为单位的测距长度以公里为单位的测距长度m= (5mm+5ppmD)福州大学土木工程学院福州大学土木工程学院 彭桂瀚彭桂瀚 Email:Email: （工程）测量学（工程）测量学 第四章第四章 距离测量距离测量福州大学土木工程学院福州大学土木工程学院 彭桂瀚彭桂瀚 Email

18、:Email: （工程）测量学（工程）测量学 第四章第四章 距离测量距离测量思考题思考题 1 1、丈量距离的方法？、丈量距离的方法？ 2 2、精密钢尺丈量需要哪些改正？、精密钢尺丈量需要哪些改正？ 3 3、直线定向、直线定线、方位角、象限角？、直线定向、直线定线、方位角、象限角？ 4 4、标准方向线？、标准方向线？ 5 5、视距量距适合精密量距？、视距量距适合精密量距？福州大学土木工程学院福州大学土木工程学院 彭桂瀚彭桂瀚 Email:Email: （工程）测量学（工程）测量学 第四章第四章 距离测量距离测量(1) (1) 钢尺尺长方程式钢尺尺长方程式 今用该钢尺按标准拉力在今用该钢尺按标准拉

19、力在2828度时量的度时量的ABAB斜长为斜长为131.001m131.001m，高差高差1.10m1.10m。问。问A A、B B两点的距离。两点的距离。5300.0031.25 1030(20)tlt52131.001131.0010.003 1.25 10131.001301.1(2830)131.02262 131.001练习题：练习题：福州大学土木工程学院福州大学土木工程学院 彭桂瀚彭桂瀚 Email:Email: （工程）测量学（工程）测量学 第四章第四章 距离测量距离测量(2) 测站名称：A 测站高程：45.37 仪高：1.45测点下丝上丝 视距间隔 中丝竖盘读数 竖直角 水平距

20、离 初等高差 高差 高程 12.2370.663 1.45 87 41 12 22.4451.555 2.00 95 17 36 （注：将经纬仪置于盘左位置，将望远镜慢慢抬高，发现读数增大，同时竖盘指标差为+5”）福州大学土木工程学院福州大学土木工程学院 彭桂瀚彭桂瀚 Email:Email: （工程）测量学（工程）测量学 第四章第四章 距离测量距离测量1.盘左位置盘左位置,抬高望远镜读数变大抬高望远镜读数变大,说明竖盘逆时针注记说明竖盘逆时针注记.竖直角竖直角=盘左读数盘左读数-90 或或 270-盘右读数盘右读数2.竖盘指标差为竖盘指标差为5,则起始读数应为则起始读数应为90+5或或270

21、+53.两个公式两个公式: 2DKlcoshDtgiv0.5klsin 2iv福州大学土木工程学院福州大学土木工程学院 彭桂瀚彭桂瀚 Email:Email: （工程）测量学（工程）测量学 第四章第四章 距离测量距离测量测站名称：测站名称：A A 测站高程：测站高程：45.37 45.37 仪高：仪高：1.451.45测点下丝上丝 视距间隔 中丝竖盘读数 竖直角 水平距离 初等高差 高差 高程 12.2370.663 1.5741.45 87 41 12 -2 18 53157.143-6.352-6.35239.0222.4451.555 0.892.00 95 17 36 5 17 3188.2438.1747.62452.99（注：将经纬仪置于盘左位置，将望远镜慢慢抬高，（注：将经纬仪置于盘左位置，将望远镜慢慢抬高，发现读数增大，同时竖盘指标差为发现读数增大，同时竖盘指标差为+5+5）福州大学土木工程学院福州大学