三章章距离测量

1、5/8/20221 测测 量量 5/8/202225/8/20223测量地面两点之间的水平距离水平距离。钢尺量距 普通视距 光电测距 确定空间两点在某基准面（参考椭球面或水平面）上的投影长度，就小范围而言，距离测量即测量地面两点之间的水平距离。5/8/20224二、直线定线二、直线定线3-1 钢尺量距的一般方法钢尺量距的一般方法5/8/202253-1 钢尺量距的一般方法钢尺量距的一般方法5/8/20226垂球垂球5/8/202275/8/20228二、直线定线二、直线定线3-1 钢尺量距的一般方法钢尺量距的一般方法5/8/20229二、直线定线二、直线定线3-1 钢尺量距的一般方法钢尺量距的

2、一般方法5/8/202210平量法平量法AB测钎测钎 为整尺段长为整尺段长 为余长为余长5/8/2022112 2、倾斜地面距离丈量、倾斜地面距离丈量 在困难地区钢尺量距相对误差在困难地区钢尺量距相对误差不应不应大于大于1/10001/1000 1 1）平量法：）平量法： 当地面坡度较大，不可能将整根钢尺拉平丈量时，则可将直线分成若干小段进行丈量。 每段的长度视坡度大小、量距的方便而定。返回 2 2）斜量法：）斜量法： 当地面坡度均匀，可沿着斜坡量出AB的斜距L，测出地面倾角 ，计算出AB的水平距离D。 D=Lcos 斜量法斜量法5/8/202212XXXDDDDK/121返往返往 5/8/2

3、022133-2 钢尺量距精密方法（钢尺量距精密方法（1/10000）(自学自学)1、经纬仪定线 将经纬仪安置于A点，瞄准B点，然后在AB的视线上用钢尺量距，依次定出比钢尺一整尺略短的尺段端点1，2，。在各尺段端点打入木桩，桩顶高出地面5cm10cm，在每个桩顶刻划十字线，其中一条在AB方向上，另一条垂直AB方向，以其交点作为钢尺读数的依据。A1325B45/8/2022142 2、量距、量距 量距是用经过检定的钢尺，两人拉尺，两人读数，一人记录及观测温度。 量距时由后尺手用弹簧秤控制施加于钢尺的拉力(30 m钢尺，标准拉力为100 N)。前、后读数员应同时在钢尺上读数，估读到0.5mm。每尺

4、段要移动钢尺三次不同位置，三次丈量结果的互差不应超过2mm，取三段丈量结果的平均值作为尺段的最后结果。 随之进行返测，如要进行温度和倾斜改正，还要观测现场温度和各桩顶高差。返回5/8/2022153-4 光电测距仪简介光电测距仪简介一、概况一、概况 二、测距原理二、测距原理三、测距仪的使用三、测距仪的使用四、全站仪简介四、全站仪简介5/8/202216 电磁波测距电磁波测距: : 用电磁波（光波或微波）作为载波传输测距信号以测量用电磁波（光波或微波）作为载波传输测距信号以测量两点间距离的一种方法。两点间距离的一种方法。红外测距仪红外测距仪3-4 光电测距仪简介光电测距仪简介一、概述一、概述 电

5、磁波测距仪的优点：电磁波测距仪的优点： 1 1、测程远、精度高。、测程远、精度高。 2 2、受地形限制少。、受地形限制少。 3 3、作业快、工作强度低。、作业快、工作强度低。5/8/2022173. 3. 按发射目标分：按发射目标分：3-4 光电测距仪简介光电测距仪简介5/8/2022183-4 光电测距仪简介光电测距仪简介5/8/2022193-4 光电测距仪简介光电测距仪简介5/8/202220B测距仪测距仪(EDM instrument)反光棱镜反光棱镜(reflector)DtCD221 全站仪、棱镜照片全站仪、棱镜照片3-4 光电测距仪简介光电测距仪简介5/8/2022215/8/2

6、02222 光电测距仪是通过测量光波在待测距离光电测距仪是通过测量光波在待测距离D D上往、返传播上往、返传播的的时间时间t t2D2D，计算待测，计算待测距离距离D D：C0 -C0=299792458m / / s1.2m / / s ; n -为大气折射率为大气折射率, , 它与波长它与波长、气温、气压、气温、气压 和湿度有关和湿度有关。D221tcD c=c0 / / n3-4 光电测距仪简介光电测距仪简介5/8/202223u 测距方法 光电测距仪按照光电测距仪按照t2D 测量方式的不同，可分为：测量方式的不同，可分为：脉冲式（直接测定时间）脉冲式（直接测定时间）相位式（间接测定时间

7、）相位式（间接测定时间） 相位式光电测距仪是将发射光强调制成正弦波的形式，相位式光电测距仪是将发射光强调制成正弦波的形式，通过测量正弦光波在待测距离上往、返传播的相位移来解通过测量正弦光波在待测距离上往、返传播的相位移来解算时间。算时间。2 2、相位式、相位式3-4 光电测距仪简介光电测距仪简介5/8/202224u 将往、返程的正弦波以棱镜站为中心对称展开后的图形N2 调制波在待测距离调制波在待测距离D上往返传上往返传播，在播，在 t2D时间内发射波与接收时间内发射波与接收波产生相位移波产生相位移 ；根据相位差；根据相位差间间接接计算出传播时间计算出传播时间 t2D ，从而计，从而计算两点间

8、的距离。算两点间的距离。1 1）相位法测距的实质：）相位法测距的实质：A起起点点A 返返回回到到起起点点B反射镜反射镜5/8/202225由于D2 2 tft ，所以ftD 22 则：则：式中式中 ， 2N 10 N)134()NN(U)2N(2D2)2N(22222f2Cf2C21D N2;而而D221tcD 又3-4 光电测距仪简介光电测距仪简介调制频率调制频率测尺长测尺长2 ZMH15ZMH5 . 7ZMH5 . 1ZKH150ZKH7510m20m100m1km2km精精 度度1cm2cm10cm1 m2 mm103C8取取，则，则不同的调制频率不同的调制频率对应的测尺长对应的测尺长见

9、下表见下表： ,调制频率越大，测尺长度越短。调制频率越大，测尺长度越短。)134()NN(u)2N(2D 由于由于仪器测相系统测相精度一般为仪器测相系统测相精度一般为1:1000,故测尺越长故测尺越长,测测距误差越大距误差越大.5/8/2022272 2）组合测距方法）组合测距方法 AABw w 为了兼顾测程和精度，仪器中应采用为了兼顾测程和精度，仪器中应采用一组测尺一组测尺配合测距，配合测距， “粗测尺粗测尺（长度较大的测尺长度较大的测尺：如：如：L 2 = 2 / 2= 1000m)”， “精测尺精测尺（长度较小的测尺长度较小的测尺：如：如： L1 = 1 / 2= 10m）”. 同时测距

10、，然后将粗测结果和精测结果组合得最后结果。同时测距，然后将粗测结果和精测结果组合得最后结果。 粗测尺保证了测程，精测尺保证了精度。粗测尺保证了测程，精测尺保证了精度。 （接后页）（接后页）)NN(u)2N(2D5/8/202228 上述组合过程类似于光学经纬仪测角读取度和读取分秒的组合形式，但是光电测距的上述三步过程以电子电路为条件进行全自动交替测量，同时又在数字电路中完成数据处理，并直接从屏幕上显示测距的成果。1002112 ffuuK3-4 光电测距仪简介光电测距仪简介5/8/2022293-4 光电测距仪简介光电测距仪简介5/8/2022305/8/202231 cosDD斜斜平平 3-

11、4 光电测距仪简介光电测距仪简介5/8/2022323 3、测距仪的精度：、测距仪的精度：)Dba(mD 式中：式中：mD 测距中误差，单位为测距中误差，单位为 mm ； a 固定误差，单位为固定误差，单位为mm ； b 比例误差比例误差 ； D 以以km为单位的距离。为单位的距离。 RED mini 短程红外测距仪的精度为短程红外测距仪的精度为 )Dppm5mm5(mD 3-4 光电测距仪简介光电测距仪简介 例：例：当距离当距离D为为0.6km时，测距精度是时，测距精度是 ：mD=8mm。 ( 每公里改正的毫米数通常写作每公里改正的毫米数通常写作ppm)5/8/202233操作仪器之前操作仪

12、器之前,须详细阅读使用说明须详细阅读使用说明.开箱时须记住仪器的装放位置开箱时须记住仪器的装放位置.作业前一天，应给电池充电。出发之前应检查电池电量。仪器长期不作业前一天，应给电池充电。出发之前应检查电池电量。仪器长期不用时，应将电池取出。用时，应将电池取出。仪器不能暴晒，不能淋雨，必须使用测伞。仪器不能暴晒，不能淋雨，必须使用测伞。架设仪器之后，需再次检查连接螺旋是否已拧紧。架设仪器之后，需再次检查连接螺旋是否已拧紧。操作过程中，动作须轻，不能凭力气猛扳、猛按。操作过程中，动作须轻，不能凭力气猛扳、猛按。测站和镜站均不得离人。测站和镜站均不得离人。搬站时仪器须装箱，运输中应注意防震。搬站时仪

13、器须装箱，运输中应注意防震。严禁将开机状态下的接收物镜直接对向太阳。严禁将开机状态下的接收物镜直接对向太阳。测线应离开地面障碍物一定高度，避免通过发热体和较宽水面上空，测线应离开地面障碍物一定高度，避免通过发热体和较宽水面上空，避开强电磁场干扰的地方。避开强电磁场干扰的地方。镜站的后面不应有反光镜和强光源等背景干扰。镜站的后面不应有反光镜和强光源等背景干扰。应在大气条件比较稳定和通视良好的条件下观测。应在大气条件比较稳定和通视良好的条件下观测。若发生故障，应及时报告，不得任意拆卸仪器各部件。若发生故障，应及时报告，不得任意拆卸仪器各部件。作业员必须严肃认真，作业员必须严肃认真，谁操作谁负责！谁

14、操作谁负责！全站仪操作须知全站仪操作须知5/8/202234TOPCONTOPCON全站仪（托普康）举例全站仪（托普康）举例 GTS-220型全站仪技术指标：型全站仪技术指标： （ GTS-229型，实习用型，实习用） 角度测量角度测量： 显示显示510 , 精度精度29。 距离测量距离测量： 精度：精度：(2mm+2ppm D)； (3mm+3ppmD) 测程测程：一般：一般1.5km3. 5km； 最大测程：最大测程： 4km GTS- 229 测量时间测量时间，正常测距，正常测距3秒。秒。5/8/2022352 2、GTS -229GTS -229系列系列 （实习用）（实习用）5/8/2

15、02236Topcon GTS-229 点阵式液晶显示（点阵式液晶显示（LCDLCD），可显示），可显示4 4行。行。每行每行2020个字符，个字符，前三行：前三行：显示显示测量数据测量数据； 第第4 4行：行：显示显示随测量模式变化的按键功能随测量模式变化的按键功能5/8/202237显示窗与键盘显示窗与键盘 显示窗：显示窗：4行。行。 提示式键盘提示式键盘。 软键软键： F1. F2. F3. F4水平角（右）水平角（右）高差高差水平距水平距显示窗：前三行显示测量数据，显示窗：前三行显示测量数据， 第四行显示按键功能。第四行显示按键功能。按键功能按键功能5/8/202238l硬键硬键: 坐

16、标测量键坐标测量键. .距离测量键距离测量键. .角度测量键角度测量键. .菜单键菜单键. .退出键退出键. .电源键。电源键。5/8/202239 显示显示符号符号内容内容 显示显示符号符号内容内容V垂直角N北向坐标(x)坡度E东向坐标(y)HR水平角(右角)Z 高程HL水平角(左角)正在进行测距HD水平距离m以米为单位SD倾斜距离f t 以英尺为单位VD高差f i以英尺与英寸为单位显示符号说明：显示符号说明：5/8/202240Topcon(托普康托普康)GTS-229全站仪的使用全站仪的使用 1、安置仪器：、安置仪器：对中、整平。 2、开机：、开机： 打开电源开关（POWER 键）显示仪

17、器型号进入角度测量模式 （也可设置为其它模式）显示望远镜所处位置的垂直角与水平角读数（角度处于连续测量状态）电池电量检查： 电量充足 电量不足 ； 闪烁, 电池应充电或更换电池应充电或更换二、仪器安置与操作二、仪器安置与操作若屏幕底行显示“x TILT OVER”，说明仪器不水平,需重新整平, 直至显示“OSET HOLD HSET P1”）F1 F2 F3 F4 5/8/2022413、角度测量 1 )水平角水平角（右角（右角HR：从起始方向顺时针计，相当于是顺时针注记：从起始方向顺时针计，相当于是顺时针注记的水平度盘）的水平度盘）和垂直角测量和垂直角测量（1）确认全站仪处于角度测量模式（状

18、态）。（按）确认全站仪处于角度测量模式（状态）。（按ANG键）。键）。（2）照准第一个目标）照准第一个目标A（后视）。（后视）。（3）将目标）将目标A的水平度盘读数设为的水平度盘读数设为00000：按：按F1（OSET）之后按）之后按F3(yes)，屏幕显示为，屏幕显示为 V HR 0 0 0 00 记录显示的天顶距和水平角值。记录显示的天顶距和水平角值。（4）.照准第二个目标照准第二个目标B（前视），屏幕显示该目标的（前视），屏幕显示该目标的V、HR值，记值，记录此值。录此值。以上为上半测回。纵转望远镜测下半测回以上为上半测回。纵转望远镜测下半测回（跟测回法相同），注意：盘右不需再置零！（跟

19、测回法相同），注意：盘右不需再置零！F1键键：OSET水平方向置零水平方向置零5/8/2022422) 水平角右角（顺计）水平角右角（顺计）/左角（逆计）的切换左角（逆计）的切换（1）.确认全站仪处于角度测量模式（状态）。（2）.按F4两次，进入第3页。（3）.按F2键,便实现了HR与HL的转换,此时水平角显示为HL 3) 水平角的设置（配置水平度盘）方法之一水平角的设置（配置水平度盘）方法之一（1）确认全站仪处于角度测量模式（状态）。（2）用水平制动和水平微动螺旋,使显示屏显示所设的水平角值 （3）.按F2键键(HOLD)。（4）.转动全站仪照准后视目标A。（5）.按F3键(yes)，完成水

20、平角的设置，即后视方向的水平度盘读数为设定值。F2键：键：“HOLD”锁定，锁定，水平度盘配置水平度盘配置5/8/2022434) 水平角的设置（配置水平度盘）方法之二水平角的设置（配置水平度盘）方法之二（1）.确认全站仪处于角度测量模式（状态）。（2）.照准后视目标A。（3）.按F3键(选择HSET),此时显示屏显示如下内容： H ANGLE SET HR: INPUT - - ENTER 1234 5678 90.- ENT (注：只有在按了“INPUT”之后才会出现此行字符)F3键：键：“HSET” 输入角度，输入角度， 配置水平度盘配置水平度盘5/8/202244例如：例如：将水平角设

21、置为将水平角设置为901234(按按90.1234进行输入进行输入),则按则按以下操作：以下操作：（4）.按按F1键（键（INPUT）。）。（5）.按按F3键（键（90.-），显示屏底行显示：（），显示屏底行显示：（9） （0） （。）（。） （-）（6）.按按F1键（选择键（选择“9”），显示屏第二行显示：），显示屏第二行显示：HR: 9（7）.按按F3键（键（90.-），显示屏底行显示：（），显示屏底行显示：（9） （0） （。）（。） （-）（8）.按按F2键（选择键（选择“0”），显示屏第二行显示：），显示屏第二行显示：HR: 90（9）.按按F3键（键（90.-），显示屏底行显示：（

22、），显示屏底行显示：（9） （0） （。）（。） （-）（10）.按按F3键（选择键（选择“。”），显示屏第二行显示：），显示屏第二行显示：HR: 90.（11）.按按F1键（选择键（选择“1234”）,显示屏底行显示：（显示屏底行显示：（1）（）（2）（）（3）（）（4）（12）.按按F1键（选择键（选择“1”），显示屏第二行显示：），显示屏第二行显示：HR: 90.1同法输入所有的数字，使显示屏第二行显示：同法输入所有的数字，使显示屏第二行显示：HR: 90.1234。最后按。最后按F4键（键（ENT），即完成了水平角的设置，此时显示屏显示），即完成了水平角的设置，此时显示屏显示90123

23、4，为正常角度测量状态。为正常角度测量状态。5/8/2022455) 天顶距天顶距/高度角切换高度角切换 （使（使V值变为值变为90V）（1）.确认全站仪处于角度测量模式（状态）。确认全站仪处于角度测量模式（状态）。（2）.按按F4键两次转到第键两次转到第3页。页。（3）.按按F3键（键（CMPS），即实现），即实现“天顶距天顶距/高度角高度角”的的转换。如转换。如V原为原为881020，则转换后显示为：，则转换后显示为：V 14940。角度测量模式软键说明角度测量模式软键说明 见试验指导书见试验指导书22页页距离测量模式软键说明距离测量模式软键说明 见试验指导书见试验指导书22-23页页坐标

24、测量模式软键说明坐标测量模式软键说明 见试验指导书见试验指导书23页页5/8/2022461.进入距离测量模式（状态）进入距离测量模式（状态） 在测角模式下，按在测角模式下，按“测距键测距键” 即进入测距模式，此时显示屏上即进入测距模式，此时显示屏上出现出现“*”标志；若瞄准了反光镜，则会出现标志；若瞄准了反光镜，则会出现“滴滴滴滴”的蜂鸣的蜂鸣声。（欲从测距模式返回测角模式，按声。（欲从测距模式返回测角模式，按ANG键）键）2.“精测精测/跟踪跟踪/粗测粗测”模式选择模式选择 精测：精测：正常测距方式，显示至正常测距方式，显示至mm，时间为，时间为1.2秒，精度高（能达到秒，精度高（能达到标

25、称精度）。标称精度）。 跟踪：跟踪：显示至显示至10mm，测距时间短，仅需，测距时间短，仅需0.4秒，但精度低（误差为秒，但精度低（误差为1020mm）。）。 粗测：粗测：显示至显示至10mm，时间，时间0.7秒，精度较差（误差为秒，精度较差（误差为1020mm）。）。（1）.在测距模式下按在测距模式下按F2键（键（MODE）.（2）.按按F1或或F2或或F3，选择精测（，选择精测（FINE）或跟踪（）或跟踪（TRACK）或粗）或粗测（测（COARSE）模式。）模式。四四. 距离测量距离测量5/8/2022473.距离测量之一（连续测量。模式已由距离测量之一（连续测量。模式已由“四四.2”选定

26、）选定）（1）.在测角模式下照准反光镜中心。在测角模式下照准反光镜中心。（2）.按测距键，约按测距键，约4秒钟后显示距离。以后每隔秒钟后显示距离。以后每隔1.2秒（或秒（或0.4秒或秒或0.7秒）显示一次距离。秒）显示一次距离。若显示屏显示的是若显示屏显示的是HR、HD*和和VD（高差），则再按一次测距键，（高差），则再按一次测距键，显示变为显示变为HR、V和和SD（斜距），反之亦然。（斜距），反之亦然。（3）.记录足够的距离值后，按记录足够的距离值后，按ANG键返回测角模式（省电）。键返回测角模式（省电）。4.距离测量之二（单次测量）距离测量之二（单次测量）（1）.在测角模式下照准反光镜中心

27、。在测角模式下照准反光镜中心。（2）.按测距键后接着按按测距键后接着按F1键（键（MEAS），约），约4秒钟后显示一次距离。秒钟后显示一次距离。（3）.再按再按F1键一次，约键一次，约4秒钟后又显示一次距离，秒钟后又显示一次距离，（4）.记录足够的距离值后，按记录足够的距离值后，按ANG键返回测角模式。键返回测角模式。四四. 距离测量距离测量5/8/202248在已知点在已知点O安置仪器，以另一个已知点安置仪器，以另一个已知点A定向，根据定向，根据O点的已知坐标、点的已知坐标、OA的方位角以及照准的方位角以及照准P点时的读数点时的读数(水平角、垂直角、斜距、仪高、水平角、垂直角、斜距、仪高、镜

28、高等镜高等)便可计算便可计算P点的坐标，并显示出来。点的坐标，并显示出来。1.设置测站点的已知坐标设置测站点的已知坐标 （假设为：（假设为：x=1234.567, y=2345.678, z=56.789）。）。（1）.在测角模式下按坐标测量键在测角模式下按坐标测量键(简称简称“坐标键坐标键”)，进入坐标测量模式。，进入坐标测量模式。（2）.按按F4键。键。（3）.按按F3键（键（OCC）。）。（4）.按按F1键键(INPUT)后输入纵坐标后输入纵坐标x(即即N)之值之值(方法类似于方法类似于“三三.4”角度角度输入输入)，按，按F4键（键（ENT）确认。）确认。（5）.同法输入同法输入y(即

29、即E)、z(即即Z)之值。显示屏返回坐标测量模式。之值。显示屏返回坐标测量模式。2.输入仪器高输入仪器高（假设（假设i=1.523m）。）。（1）.在坐标测量模式下，按在坐标测量模式下，按F4。（2）.按按F2键键(INS.HT)。（3）.按按F1键键(INPUT)后输入仪器高后输入仪器高i(1.523),按按F4键键(ENT)确认。确认。五、坐标测量（碎部测量）五、坐标测量（碎部测量）5/8/2022493.输入目标（即棱镜）高输入目标（即棱镜）高（假设（假设v=1.3m）（1）.在坐标测量模式下，按在坐标测量模式下，按F4。（2）.按按F1键键(R.HT)。（3）.按按F1键（键（INPU

30、T）后输入棱镜高）后输入棱镜高v（1.3）,按按F4键（键（ENT）确认。）确认。4.仪器定向仪器定向（即预置已知方位角）（假设（即预置已知方位角）（假设OA=1203040）.（1）.按按ANG键返回测角模式。键返回测角模式。（2）.用用“三三.3”或或“三三.4”的方法进行设置。的方法进行设置。5.碎部点（碎部点（P）坐标测量）坐标测量（1）.照准目标照准目标(P)点的反光镜中心。点的反光镜中心。（2）.按按“坐标键坐标键”，几秒钟后得，几秒钟后得P点的三维坐标（点的三维坐标（x、y、z）(即即N、E、Z)。同法测量其它碎部点。测完后按同法测量其它碎部点。测完后按ANG键返回测角模式。键返回测角模式。注：输入的已知数据关机后仍保存。输入过程中若需修改，可按注：输入的已知数据关机后仍保存。输入过程中若需修改，可按“坐标测坐标测量键量键”（左箭头）或（左箭头）或“菜单键菜单键”（右箭头）后重输。（右箭头）后重输。五、坐标测量（碎部测量）五、坐标测量（碎部测量）5/8/202250南方南方NTSNTS二、南方全站仪二、南方全站仪5/8/202251二、南方全站仪二、南方全站仪 广州南方测绘仪器公司广州南方测绘仪器公司 键盘操作键功能键盘操作键功能 PWR R/L OSET