C4 距离测量课件

1、 4 距离测量距离测量：是确定地面点位时的基本测量工作之一。方法：有钢尺量距、视距测量和电磁波测距。钢尺量距：是用钢卷尺沿地面直接丈量距离，属直接量距；视距测量：是利用经纬仪或水准仪望远镜的视距丝装置及视距标尺，按几何光学原理进行测距；电磁波测距：是利用仪器发射及接受光波(红外光、激光)或微波，通过测定电磁波在测线上往返传播的时间间隔，依据传播速度及时间确定距离，属于电子物理测距。后两者都属于间接测距。特点：钢尺量距所使用的工具简单，但外业工作繁重，且易受地形限制，适用于平坦地区的测距。视距测量充分利用了望远镜的附属功能，能克服地形障碍，操作简便，但测距精度较低，适合于低精度的近距离测量(20

2、0m以内)。电磁波测距仪器先进，操作简便，测距精度高，测程远，但仪器较昂贵，一般适用于高精度远距离测量，但目前正向近距离细部测量(如地形碎部测量)普及。 4.1 钢尺量距量距工具：有钢尺、标杆、测钎、垂球等。钢尺：是钢制的带尺，常用钢尺宽度约1015mm，厚度约0.4mm，长度有20m、30m、50m几种，卷放在圆形盒内或金属架上。钢尺的基本分划为厘米，在每米及分米处有数字注记。一般钢尺在起点处一分米内有毫米分划；有的钢尺，整个尺长内都有毫米分划。端点尺：是以尺的最外端作为尺的零点，当从建筑物墙边开始丈量时使用方便。刻线尺：是以尺前端的一刻划线作为尺的零点一、钢尺量距的一般方法1、直线定线1）

3、、概念当两个地面点间的距离较长或地形起伏较大时，为量距方便起见，可分成几段进行丈量。这种把多根标杆标定在已知直线上的工作称为直线定线。2）、方法-目测法：二点法、趋近法、传递法。2、量距1）、平坦地区的距离丈量 方法：整尺法计算公式：式中： 尺段数；一钢尺长度；不足一整尺的余长。相对误差：要求：在平坦地区，钢尺量距的相对误差一般不应大于；在量距困难地区，其相对误差也不应大于。当量距相对误差不超出上述规定时，取往、返测距离平均值作为成果。2）、倾斜地区的距离丈量（1）平量法-慎用沿倾斜地面丈量距离，当地形起伏不大时，可将钢尺拉平丈量。如图4-7a，丈量由向进行，甲立于点，指挥乙将尺拉在方向上。甲

4、将尺的零点对准点，乙将尺子抬高，目估使尺子水平，然后用垂球尖将尺子末端投于地面，再插以测钎。若地面倾斜较大，尺子抬平困难，可将一尺段分成几段来平量，（2）斜量法-推荐使用如倾斜地面的坡度均匀，可以沿倾斜坡面丈量的斜距，测出地面倾斜角，然后计算的水平距离。 二、精密量距方法精密量距精度在之间。精密量距前,应利用经纬仪定线。用检定过的钢尺丈量相邻两木桩间的距离。1、直线定线.经纬仪法：-精密定线方法，有纵丝法和分中法。2、量距过程：限差：每尺段要移动钢尺位置丈量三次,三次测得的结果的较差视不同要求而定,一般不得超过23mm,3、测量桩顶高程限差：相邻两桩顶往、返所测高差之差，一般不得超过±

5、;10mm；4、尺段长度的计算-成果整理1）、三项改正-尺长改正、温度改正及倾斜改正（1）尺长改正任一尺段的尺长改正数为：表4-1中，=30.0025m，=30m，故m尺段的尺长改正为m。表4-1精密量距记录计算表钢尺号码：11钢尺膨胀系数：钢尺检定时温度：20计算者：钢尺名义长度：30m钢尺检定长度：30.0025钢尺检定时拉力：100N日期：尺段编号实测次数前尺读数(m)后尺读数(m)尺段长度(m)温度()高差(m)温度改正(mm)尺长改正(mm)倾斜改正(mm)改正后尺段长(m)129.93600.070029.866025.8(-)0.152+2.1+2.5-0.429.8694240

6、07556453500850650平均29.8652129.92300.017529.905527.6(-)0.174+2.7+2.5-0.529.910423002500503380315065平均29.9057118.97500.075018.900027.5(-)0.065+1.7+1.6-0.118.90272540545899538008108990平均18.8995总和198.2838（2）温度改正温度改正数为： 表4-1中，11钢尺的膨胀系数为1.2×10-5/1，检定时温度为20，尺段的丈量长度为29.8652m，丈量时温度为25.8，得：m（3）倾斜改正倾斜改正数：

7、(4-5)表4-1中m，m，代入式(4-5)得m每一尺段改正后的水平距离为(4-6)表4-1中尺段实测距离为29.8652m，m，m，m，故尺段的水平距离为m2）、计算全长将改正后的各尺段长和余长加起来，便得到距离的全长。表4-1中为往测结果，其值为198.2838m。同样算出返测全长，设为198.2896m，平均值为198.2867m。其相对误差为：说明：钢尺检定实际长度：钢尺两端刻划线间的标准长度称为钢尺的实际长度；名义长度：尺面刻注的长度称为名义长度；实际长度往往不等于名义长度。1、尺长方程式钢尺在不同拉力作用下，其长度会有微小变化，故在检定钢尺长度或精密量距时，引伸尺子要用一定拉力。另

8、外，在不同温度下，尺子因伸缩不同，其长度也会有相应变化。因此，在一定拉力下，钢尺的实际长度可以表示成温度的函数，即尺长方程式式中 钢尺在温度时的实际长度； 钢尺名义长度；尺长改正数； 钢尺的线膨胀系数；钢尺检定时温度，一般取20；钢尺量距时温度。2、尺长检定的方法-比长台、标准尺检定三、钢尺量距的误差分析及注意事项1、钢尺量距的误差分析1）、定线误差量距误差为当为30m时，若要求mm，则定线误差应小于0.21m，此时采用目估法容易达到。精密量距时用经纬仪定线，可使及更小，如，仅为0.03mm。结论：一般方法可用目估法、精密方法用经纬仪法2）、尺长误差钢尺必须经过检定以求得尺长改正数。尺长误差具

9、有系统性，其引起的量距误差与距离长度成正比。精密量距时，虽对丈量结果进行了尺长改正，但其成果中仍存在尺长误差，因为一般尺长检定方法的精度只能达到±0.5mm。结论：一般量距时不作尺长改正；但当尺长改正数大于尺长时，应作改正。3）、温度误差温度改正公式，对于30m的钢尺，温度变化8，尺长变化为尺长的。由于用温度计所测温度常常是气温，而不是尺子本身的温度，在夏季阳光曝晒下，两者温度之差可大于5。结论：量距宜在阴天进行，并应设法测得钢尺本身的温度。4）、拉力误差拉力变化所引起的尺长变化为：(4-9)式中为尺长，设为30m；为拉力误差；为钢的弹性模量，通常取kg/cm2；为截面积，设为0.0

10、4cm2，则。拉力变化70N，尺长将改变，结论：在一般量距中，只要保持拉力均匀即可。而对精密量距，则需使用弹簧秤控制拉力。5）、尺子不水平的误差一般量距时，如果钢尺不水平，总是使所量距离偏大。设尺长30m，目估尺子水平误差约为0.44m（倾角50），由此引起的量距误差为mm。精密量距时，测出尺段两端高差，进行倾斜改正。设高差的测定误差为，则由此引起的距离误差为。欲使小于1mm，设mm，则为30mm，这样的高差精度用水准测量是容易达到的。6）、尺子垂曲及反曲误差钢尺悬空丈量时，中间下垂，称为垂曲。在凹凸不平的地面量距时，凸起的地面使钢尺上凸，称为反曲。为避免垂曲影响，钢尺检定时，应按悬空与水平两

11、种情况分别检定，得出相应的误差方程式，量距时按实际依据相应误差方程式进行改正。而对于反曲误差，设尺段中部隆起0.5m，由此引起的距离误差达17mm，这是不能允许的。应将尺子拉平丈量。7）、丈量误差它包括钢尺刻划对点误差、插测钎误差及钢尺读数误差等。这些误差是因人的感官能力局限所致，具有随机性，尽管在丈量结果中可以抵消一部分，但它们依然是钢尺量距误差的一项主要来源。故在量距时应对点准确、协调配合。2、注意事项1）、钢尺易生锈，工作结束后，应用软布擦去尺上的泥和水，涂上机油防锈；2）、钢尺易折断，如钢尺出现卷曲，不可用力硬拉；3）、在人车较多地区量距时，应有专人看护，以防尺子碾压而折断；4）、不得

12、将尺子沿地面拖拉，以免磨损尺面刻划；5）、收卷钢尺时，应按顺时针方向转动钢尺摇柄，切不可逆转，以免折断钢尺。 4.2视距测量视距测量：是一种光学间接测距方法。它利用望远镜内的视距丝装置配合视距尺，根据几何光学原理，同时测定两点间的水平距离和高差的方法。特点：测定距离的相对精度为，低于直接量距；测定高差的精度低于水准测量。一、视距测量的原理1、原理2、视线水平时的视距公式式中：视距乘常数，一般为100；视距加常数，其值很小，可以忽略不计。故视线水平时高差：式中：仪器高，即仪器横轴至测站距离；目标高，即十字丝中丝读数。3、视线倾斜时的视距公式水平距离为：初算高差为：间的高差为：高差也可按下式计算：

13、在实际工作中，应尽可能使目标高等于仪器高，以简化高差的计算。二、视距测量的观测与计算视距测量主要用于地形测量、测定测站点至地形点的水平距离及高差。其观测步骤如下：1、在测站上安置经纬仪，量取仪器高，精确到cm；2、用上、下视距丝在标尺上读数，将两数相减得视距间隔；并读取中丝读数值；3、使竖盘水准管气泡居中，读取竖盘读数，求出竖直角。视距测量的计算可直接按式、计算平距和高差。三、视距测量误差分析及注意事项1、视距测量的误差分析1）、视距尺分划误差将产生系统性误差。视距尺分划误差一般为±0.5mm，引起距离误差为：m2）、乘常数值的误差一般视距乘常数，但由于视距丝间距误差、视距尺的系统性

14、误差、以及仪器检定误差的影响，都会使值不等于100。值应在100±0.1之内，否则应该改正。3）、竖直角测量误差竖直角观测误差对视距测量有影响如下4）、视距丝读数误差视距丝读数误差是影响视距测量精度的重要因素。它与视距远近及望远镜放大倍率有关，误差大小视具体作业条件而定，距离越远误差越大，所以视距测量中要根据测图对测量精度的要求限制最大视距。5）、视距尺倾斜所引起的误差引起的距离相对误差为：结论：视距尺倾斜时，对视距测量的影响不可忽视，特别在山区，地形起伏较大时，更要注意。必要时可在视距尺上附加圆水准器。6）、大气垂直折光的影响视距尺不同部分的光线是通过不同部分的空气层到达望远镜的，越接近地面的光线受折光影响越显著。经验表明，