工程距离测量ppt课件

1、第六单元第六单元 间隔丈量间隔丈量一、视距丈量一、视距丈量二、钢尺量距二、钢尺量距三、光电测距及全站仪三、光电测距及全站仪概述间隔是指地面上两点之间的直线长度，间隔丈量是丈量的根本任务之一。程度面两点之间的间隔是程度间隔简称平距，不同高度上两点之间的间隔称为斜距斜距加上倾斜矫正后，才干转化为平距。坐标的计算、施工放样等通常用到的间隔如没有特殊阐明普通指程度间隔。在地形丈量中，因间隔不太长，在间隔丈量中可不思索地球曲率的影响。地面两点间的间隔是推算点坐标的重要元素之一，同时也是建筑工程中施工放样、设备安装的重要元素，因此间隔丈量也是最常见的丈量任务。长度的定义 间隔是用长度单位表示的，国际上通用

2、的长度单位是“米制。最新定义“米的长度为“光在真空中1/299792458秒时间间隔内运转的长度。我国目前采用的就是国际单位制“米。间隔丈量的方法确定直线长度的任务称为间隔丈量。按运用的仪器和工具的不同，间隔丈量分为间隔丈量、视距丈量、电磁波测距及全球卫星定位系统GPS丈量等方式。间隔丈量主要用钢尺沿地面直接丈量两地面点间的间隔；视距丈量是用装有视距安装的丈量仪器和视准尺，按三角原理测算出仪器至标尺的间隔；电磁波测距是利用仪器发出的电磁波在被测两点的往返传播时间，求得两点间隔的；全球卫星定位系统GPS丈量是用卫星在空中的运转不断向地球外表发射的信号，由地面接受站经过接受，从而解算出两点间的基线

3、长度。几种测距方法的比较钢尺量距工具简单，经济实惠，但任务量大，受地形条件限制，适用于平坦地域；视距丈量任务轻便、灵敏，但精度低，适于200米以内的碎部丈量；电磁波测距、GPS丈量精度高，本钱高，但测程远，适于地形条件复杂、间隔远的高精度丈量。视距丈量视距丈量视距丈量利用丈量望远镜的视距丝，间接测定利用丈量望远镜的视距丝，间接测定 间隔和高差的方法。间隔和高差的方法。 优点：丈量速度快，不受地优点：丈量速度快，不受地 形限制。形限制。缺乏：精度低，间隔相对误缺乏：精度低，间隔相对误 差普通约为差普通约为1/3001/300，高，高 差普通为分米级。差普通为分米级。用途：主要用于地形图测绘用途：

4、主要用于地形图测绘 ( (地形点的间隔与高差地形点的间隔与高差) )。一视野程度时十字丝板上有两根视距丝，它们在物镜光心处的张角根本是不变的。两根视距丝在物方向的间距与间隔成正比普通制造仪器时令KlSlS2211)38.342000(100分秒即K一.视野程度时视距丈量nDbanab100（尺间隔）读数要求：上下丝读数读数要求：上下丝读数a、b读至毫米，中丝读至毫米，中丝 读至厘米，读至厘米， 仪器高仪器高 i 量至厘米。量至厘米。1.视距公式：视距公式： 2.高差公式：高差公式： liHhHHlihAAB二.视野倾斜时视距丈量公式二二. .视野倾斜时视距丈量公式视野倾斜时视距丈量公式2cos

5、100coscos100cosnSDnSnn则1.视距公式：视距公式：liDlihhDhtantan2.高差公式：高差主值高差公式：高差主值 AB高差n为水准尺与视野垂直时的尺间隔 n三.视距丈量观测和计算观测：在测站安顿经纬仪，对中、整平、量仪器高；观测：在测站安顿经纬仪，对中、整平、量仪器高； 在测点竖水准尺，瞄准在测点竖水准尺，瞄准( (要求三丝都能读数要求三丝都能读数) )。读数：每个测点读四个读数读数：每个测点读四个读数 上丝读数上丝读数 a a 读至毫米读至毫米 下丝读数下丝读数 b b 读至毫米读至毫米 中丝读数中丝读数 读至厘米读至厘米 竖盘读数竖盘读数 L L 读至分读至分三

6、三. .视距丈量观测和计算视距丈量观测和计算 视距丈量通常只测盘左或盘右，丈量前要对竖盘目的差进展检验与校正。视距丈量表视距丈量表视距丈量表liDHhHHliDhbaDAAptantancos1002计算公式计算公式卷尺量距概述二、钢尺量距精细量距方法 量距相对精度：110000140000 主要用途：砼、钢构造等较精细工程的 放样等。普通量距方法 量距相对精度： 1200015000 主要用途：图根导线边长丈量、普通工 程的间隔放样。1.普通方法量距 钢尺量距的作业要求钢尺量距的作业要求1.1.普通方法量距：普通方法量距： 直直 目估定线，保证量距时沿直线方向进展目估定线，保证量距时沿直线方

7、向进展 平平 地面平整，钢尺程度地面平整，钢尺程度 准准 每尺段端点标志准确每尺段端点标志准确AB测钎测钎SAB=n+ 为整尺段长 为余长直线定向1、两点间定线2、过山头定线3、延伸直线AC1BC2C2.精细方法量距2.2.精细方法量距：精细方法量距：尺长矫正0kDDk0ttDDt22DhDh温度矫正高差矫正(4-1-8)(4-1-9)(4-1-4)精细量距时采取的措施：精细量距时采取的措施： 1. 1.用检定过的钢尺；用检定过的钢尺； 2. 2.经纬仪定线；经纬仪定线； 3. 3.钉尺段桩，逐段量测；钉尺段桩，逐段量测； 4. 4.对钢尺施加固定拉力；对钢尺施加固定拉力； 5. 5.对量距结

8、果加三项矫正数：对量距结果加三项矫正数：尺长鉴定钢尺长度方程式测量时的钢尺温度设定的标准温度钢尺的温度线膨胀系数数际长度与名义长度的差在标准温度下，钢尺实钢尺的名义长度ttlttlllkkt00000钢尺量距例题例：某钢尺在平坦地域，采用直线精细量距法往返丈量AB边长整尺法，结果为 ， 返测 ，丈量时往测温度 ， ，知该钢尺的尺长方程式为 求直线AB的程度间隔及边长相对中误差？mCtmml)20(25. 130005. 030mD32.170往mD36.170返Ct15往Ct10返解题过程1往测时， 设其真实长度为 ，由尺长方程式可知尺长矫正数 ，那么：尺长矫正： 温度矫正： 那么，AB的往测

9、间隔为 由于在程度间隔丈量，不需参与倾斜矫正，仅需进展尺长和温度矫正。ml005. 0往DmDDt011. 0)2015(1025. 15mD337.170011. 0028. 032.170往mDl028. 032.17030005. 0解题过程2返测时， 设其真实长度为 ，由尺长方程式可知尺长矫正数 ，那么：尺长矫正： 温度矫正： 那么，AB的往测间隔为 ml005. 0返DmDl028. 032.17030005. 0mDDt021. 0)2010(1025. 15mD367.170021. 0028. 036.170返解题结果3直线AB的程度间隔及边长相对误差计算：程度间隔 边长相对误

10、差 mDD352.1702367.170337.1702返往56781352.170367.170337.170DDD返往间隔丈量的误差来源尺长误差 系统温度的影响 部分系统，部分偶尔倾斜的影响 系统拉力不准引起的误差 部分系统,部分偶尔尺子垂曲与反曲引起的误差 系统定线误差 系统读数误差 偶尔三、光电测距及全站仪1941年瑞典物理学家Bergstrand在研讨光速时开发了高精度丈量t的技术1948年瑞典AGA厂推出了第一台光波测距仪随着需求的增长和光学、微电子学的开展使电磁波测距的技术迅速开展。进一步推进了丈量学的开展虽然GPS运用很广，短程电磁波测距仪依然大有用途一、根本原理一、根本原理D

11、CtD221ABD出射光入射光C0：299 792.458km/sn：大气折射率根本原理12DCtDAB测距仪反射器 经过测定电磁波在待测间隔两端点间往返一次的传播时间t，利用电磁波在大气中的传播速度C来确定间隔。关键：准确测定传播时间t0 CCn 电磁波测距仪的分类按所采用的载波按所采用的载波光电测距仪光电测距仪红外测距仪红外测距仪激光测距仪激光测距仪微波测距仪微波测距仪按测定时间的方式不同按测定时间的方式不同 脉冲式测距仪脉冲式测距仪相位式测距仪相位式测距仪电磁波测距成果的整理加常数矫正加常数矫正乘常数矫正乘常数矫正气候矫正气候矫正倾斜矫正倾斜矫正BABDSA 加常数矫正测距仪反射器DAB

12、D仪器仪器安顿中心安顿中心反射器反射器安顿中心安顿中心iKrK光波发射光波发射等效面等效面反射器反射器等效面等效面 DDK irKKK乘常数矫正f规范频率规范频率f实践频率实践频率u标称尺长标称尺长实践尺长实践尺长u0102030ufffRfDDDDf 乘常数乘常数fRf乘常数矫正值乘常数矫正值RDRDRDDD 气候矫正tPDDD 矫正后的间隔：矫正后的间隔：假定大气形状：假定大气形状：t015 ，P0=1013hPa，气候矫正数公式：，气候矫正数公式：C00.2927910.0037tPPDDtDtp：mm D (观测间隔观测间隔)：km倾斜矫正倾斜间隔RtPDDKDDcosSD程度间隔AB

13、ABDS全站仪丈量学习目的：学习目的：明确全站丈量技术的技术原理与方法，明确全站丈量技术的技术原理与方法，明确全站仪的根本构造、功能和现代全站丈量技术的作用和意义，明确全站仪的根本构造、功能和现代全站丈量技术的作用和意义，掌握几种全站仪根本运用和地面点定位的速测技术手段。掌握几种全站仪根本运用和地面点定位的速测技术手段。一、全站丈量技术概念1 1、全站丈量概念、全站丈量概念丈量人员在测站上对地面点的坐标、高丈量人员在测站上对地面点的坐标、高程等参数进展同时测定的方法。或者说，程等参数进展同时测定的方法。或者说，丈量人员在测站上快速测定地面点的坐丈量人员在测站上快速测定地面点的坐标、高程等参数的

14、技术。标、高程等参数的技术。光学速测法、半站光电速测法和全站光光学速测法、半站光电速测法和全站光电速测法电速测法2 2、光学速测法、光学速测法利用光学经纬仪及视距法原理迅速测定利用光学经纬仪及视距法原理迅速测定地面点位置的方法。地面点位置的方法。3 3、半站光电速测法、半站光电速测法利用光学经纬仪器及光电测距仪器迅速利用光学经纬仪器及光电测距仪器迅速测定地面点位置的方法。测定地面点位置的方法。4 4、全站光电速测法、全站光电速测法利用光电经纬仪利用光电经纬仪( (或称电子经纬仪或称电子经纬仪) )及光及光电测距仪迅速测定地面点位置的方法。电测距仪迅速测定地面点位置的方法。全站光电速测法( (现

15、代全站丈量) )利用光电经纬仪(或称电子经纬仪)及光电测距仪迅速测定地面点位置的方法。全站仪，光电经纬仪及光电测距仪组合而成，或者由光电经纬仪及光电测距仪集成而一丈量仪器。现代全站丈量特点：1.丈量光电化。全站仪瞄准目的(反射器)以后启动丈量，测角、测距、数据记录与处置几乎同步自动进展，并根据需求快速给出地面点的位置。2.备有数据群的存储设备。二、全站仪根本技术配备1 1、全站仪根本构造、全站仪根本构造1.1.全站仪构造方式，沿用了光学经纬仪的根本特点。全站仪构造方式，沿用了光学经纬仪的根本特点。1)1)在外形构造上类似光学经纬仪。在外形构造上类似光学经纬仪。2 )2 )在内部构造关系保管光学

16、经纬仪的根本轴系。在内部构造关系保管光学经纬仪的根本轴系。3 )3 )人工根本操作部件、旋钮的功能与经纬仪根本人工根本操作部件、旋钮的功能与经纬仪根本一样。一样。2 .全站仪根本技术配备。外表不同的外表不同的: :添加键盘、显示屏、蓄电池盒等。更重要的是根本技术配备。添加键盘、显示屏、蓄电池盒等。更重要的是根本技术配备。全站仪根本技术配备全站仪根本技术配备: :1)1)根本型全站仪。全站仪根本技术配备包括有光电丈量系统、光电液体补偿根本型全站仪。全站仪根本技术配备包括有光电丈量系统、光电液体补偿技术、丈量计算机系统。技术、丈量计算机系统。2)2)自动型全站仪。除光电丈量系统、光电液体补偿技术、

17、丈量计算机系统自动型全站仪。除光电丈量系统、光电液体补偿技术、丈量计算机系统, ,还设有光电自动瞄准和跟踪系统。还设有光电自动瞄准和跟踪系统。3 3、全站仪丈量系统全站仪丈量系统，即光电测距系统、光电测角系统。光电测角系统即程度角、竖直角的光电丈量系统。全站仪丈量系统是全站仪的技术中心。有的光电测距系统中，配备有、无棱镜激光测距技术。有棱镜激光测距技术，即测距系统必有反射器，无棱镜激光测距系统，即测距系统没有反射器。无反射器激光测距，光电测距光阴射向目的，光在目的外表的光反射，是反射方向杂乱的漫反射。漫反射的光损失严重，假设前往的反射光强度足够，测距仪可探测到反射光实现间隔丈量，这就是无棱镜光

18、电测距。4 4、光电液体补偿技术1. 补偿，即对仪器存在不精细程度形状的一种修正。机械摆式的补偿。2. 液体补偿。原理上，液体补偿把补偿器本身重力转化为液体本身液平面的方式提供程度补偿功能。 如何提供？ 如图，把读数目的以对径符合读数技术放在程度位置上，图的顶端是一个“液体盒。假设仪器准确程度，对径目的(箭头)射入液体盒，在液平面全反射后与处目的重合。此时对径目的反映在读数窗口上是正确符合。这种情况无须补偿。 假设仪器不准确程度，对径目的(箭头)偏离程度位置，存在一个角。对径目的偏离值等于2 角。对径符合读数技术使目的重合起来，实现对角的测定，到达竖直角修正，即补偿的目的。3 3双轴光电液体补

19、偿 只对竖直角进展修正，故称为单轴光电液体补偿。普通全站仪都配备有单轴光电液体补偿。 双轴光电液体补偿就是对竖直角、程度角同时误差修正的精细补偿系统 。 上述 角又称为竖轴误差。从式(2-24)可见，只需能测定 ，就可以利用程度角及竖直角修正竖轴误差对程度角的影响。这就是全站仪进展竖直角修正根底上的程度角的修正。 所谓的全站仪双轴光电液体补偿就是对竖直角、程度角同时误差修正的精细补偿系统。 全站仪在粗平后的光电自动补偿功能是以光电传感技术、倾斜测微技术为根底，实现双轴自动误差修正。双轴光电液体补偿是全站仪高精度丈量的根本条件之一。 = c o st g ( 2 - 2 4 ) 5、自动瞄准与跟

20、踪1 1自动瞄准。自动瞄准。全站仪的自动瞄准技术，或称为自动识别目全站仪的自动瞄准技术，或称为自动识别目的技术，在原理上有三个根本技术环节。的技术，在原理上有三个根本技术环节。1)1)目的规范位置图像的存储。目的规范位置图像的存储。2)2)初次瞄准目的的图像获取与识别。初次瞄准目的的图像获取与识别。3)3)全站仪自动寻标瞄准。自动寻标瞄准过程全站仪自动寻标瞄准。自动寻标瞄准过程往往存在微小差别，仪器可以将其转化为矫往往存在微小差别，仪器可以将其转化为矫正数对丈量结果进展修正。正数对丈量结果进展修正。2 2自动跟踪自动跟踪现代全站仪的自动跟踪，以摄像技术和自动现代全站仪的自动跟踪，以摄像技术和自动寻标瞄准技术为根底，完全是全站仪按设计寻标瞄准技术为根底，完全是全站仪按设计要求本身进展图像判别、指挥本身照准部和要求本身进展图像判别、指挥本身照准部和望远镜的转动寻标、瞄准、丈量的全自动的望远镜的转动寻标、瞄准、丈量的全自动的跟踪丈量过程。跟踪丈量过程。6 6、丈量计算机系统与功能全站仪的丈量光电化技术与计算机技术的有机结全站仪的丈量光电化技术与计算机技术的有机结合，是全站仪丈量自动化、智能化的开展根底，合，是全站仪丈量自动化、智能化的开展根底，全站仪的构成、开展与计算机技术亲密相关。图全站仪的构成、开展与计算机技术亲密相关。图下半部下半部( (虚线框虚线框) )实践是全