第四章 距离测量

1、第四章 距离测量4-2 距离测量概述距离测量概述u 距离测量距离测量 确定地面点的位置，除了测定水平角和高程外，还要测确定地面点的位置，除了测定水平角和高程外，还要测量地面上两点间的量地面上两点间的水平距离水平距离。两点在水平面上投影的长度称为该两点间的水平距离。两点在水平面上投影的长度称为该两点间的水平距离。确定两点间水平距离的工作称距离测量。确定两点间水平距离的工作称距离测量。 u 距离测量的主要方法距离测量的主要方法 卷尺量距卷尺量距 视距测量视距测量电磁波测距电磁波测距4-2 卷尺测距卷尺测距 u 卷尺测距工具卷尺测距工具卷尺：钢卷尺、皮尺卷尺：钢卷尺、皮尺辅助工具：标杆辅助工具：标杆

2、 测钎测钎 垂球垂球 弹簧秤弹簧秤 温度计温度计u 直线定线直线定线 当两点距离比较远时，测量两点间的水平距离要分当两点距离比较远时，测量两点间的水平距离要分段进行，即一段一段地量取。在量取的过程中，为了保段进行，即一段一段地量取。在量取的过程中，为了保证每尺段都能沿着两点间的直线方向进行，根据需要在证每尺段都能沿着两点间的直线方向进行，根据需要在两端点连线方向上标定若干个中间点，这个过程称为直两端点连线方向上标定若干个中间点，这个过程称为直线定线。线定线。 l 用经纬仪定线用经纬仪定线经纬仪定线适用于钢尺量距的精密方法。经纬仪定线适用于钢尺量距的精密方法。 用经纬仪在两点间定线用经纬仪在两点

3、间定线 设设A A、B B两点互相通视，将经纬仪安置在两点互相通视，将经纬仪安置在A A点，用望远镜纵点，用望远镜纵丝瞄准丝瞄准B B点，制动照准部，望远镜上下转动，指挥在两点间点，制动照准部，望远镜上下转动，指挥在两点间某一点上的助手，左右移动标杆，直至标杆影像为纵丝所某一点上的助手，左右移动标杆，直至标杆影像为纵丝所平分。为减小照准误差，精密定线时，可以用直径更细的平分。为减小照准误差，精密定线时，可以用直径更细的测钎或垂球线代替标杆。测钎或垂球线代替标杆。 用经纬仪延长直线用经纬仪延长直线 将将A A、B B直线延长至直线延长至C C点，将仪器安置于点，将仪器安置于B B点，用盘左瞄准点

4、，用盘左瞄准A A点，制动照准部，倒镜定出点，制动照准部，倒镜定出CC点；再用盘右瞄准点；再用盘右瞄准A A点，制点，制动照准部，倒镜定出动照准部，倒镜定出CC点，取点，取CCCC的中点，即为精确位的中点，即为精确位于于ABAB直线延长线上的直线延长线上的C C点。这种延长直线的方法称为经纬仪点。这种延长直线的方法称为经纬仪正倒镜分中法。正倒镜分中法。作业要求：作业要求：直直 目估定线直，保证量距时沿直线进行平平 地面平直 钢尺水平准准 每尺段端点标志精确，要求对点、投点读数要精确 误差2mml 精密测距方法及作业要求精密测距方法及作业要求 精密量距相对精度：1/100001/40000主要用

5、途：钢筋混凝土、钢结构等较精密工程的放样等精密量距时采取的措施：精密量距时采取的措施：1、使用检定过的钢尺使用检定过的钢尺2、经纬仪定线、经纬仪定线3、定尺段桩，逐段测量、定尺段桩，逐段测量4、对钢尺施加固定拉力（使用拉力计或弹簧秤）：、对钢尺施加固定拉力（使用拉力计或弹簧秤）： 对对30m30m的钢尺，用的钢尺，用100N100N的拉力对的拉力对50m50m的钢尺，用的钢尺，用150N150N的拉力的拉力。5、对量距结果加三项改正数：、对量距结果加三项改正数：httlllll0整尺段尺长改正整尺段尺长改正： 0llllkl尺长改正值 0l卷尺名义长度 l-检定量得长度 温度改正温度改正： 0

6、ttllt钢尺膨胀系数 0t标准温度 高差改正高差改正： lhlh22水平距离水平距离 htdllllD0lllu 钢尺量距的误差分析钢尺量距的误差分析 1、尺长误差、尺长误差 钢尺名义长度和实际长度不符，则产生尺钢尺名义长度和实际长度不符，则产生尺长误差，它随着距离的增长而增大。长误差，它随着距离的增长而增大。2、温度误差、温度误差 钢尺受温度影响其长度会变化钢尺受温度影响其长度会变化3、拉力误差、拉力误差 丈量时拉力要均匀丈量时拉力要均匀4、定线误差、定线误差 定线不直使丈量沿折线进行，因而总是使定线不直使丈量沿折线进行，因而总是使丈量结果偏大丈量结果偏大5、尺子不水平误差、尺子不水平误差

7、6、丈量本身的误差、丈量本身的误差 主要包括钢尺刻划误差、对点不准主要包括钢尺刻划误差、对点不准确读数误差以及外界条件影响等。一般来说这种误差，在确读数误差以及外界条件影响等。一般来说这种误差，在丈量的过程中可以抵消一部份，但不能完全消除，因此，丈量的过程中可以抵消一部份，但不能完全消除，因此，在测量时要十分仔细认真。在测量时要十分仔细认真。 u钢尺的维护钢尺的维护 1、钢尺易生锈，丈量结束后应用软布擦去尺上的泥和水，、钢尺易生锈，丈量结束后应用软布擦去尺上的泥和水，涂上机油以防生锈。涂上机油以防生锈。 2、钢尺易折断，如果钢尺出现卷曲，切不可用力硬拉。、钢尺易折断，如果钢尺出现卷曲，切不可用

8、力硬拉。 3、在行人和车辆较多的地区量距时，中间要有专人保护，、在行人和车辆较多的地区量距时，中间要有专人保护，以防止钢尺被车辆碾压而折断。以防止钢尺被车辆碾压而折断。 4、不准将钢尺沿地面拖拉，以免磨损尺面分划。、不准将钢尺沿地面拖拉，以免磨损尺面分划。 5、收卷钢尺时，应按顺时针方向转动钢尺摇柄，切不可逆、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。转，以免折断钢尺。4-3 视距测量 u 视距测量视距测量 视距测量是一种间接测距方法。它利用望远镜内的视视距测量是一种间接测距方法。它利用望远镜内的视距装置（十字丝分划板上的视距丝）和水准尺配合使用，距装置（十字丝分划板上

9、的视距丝）和水准尺配合使用，根据几何光学原理测定距离和高差的方法。根据几何光学原理测定距离和高差的方法。 u 优缺点及用途优缺点及用途优点：测量速度快优点：测量速度快 不受地形限制不受地形限制缺点：精度低，视距测量的精度约为缺点：精度低，视距测量的精度约为1/3001/300，高差一般为，高差一般为分米级分米级常用于：地形图的测绘常用于：地形图的测绘 地形点的距离和高差，工程和高地形点的距离和高差，工程和高程测量不能使用程测量不能使用。u 视线水平时视距测量公式视线水平时视距测量公式视线水平时的视距计算公式为： lklD100测站点A到立尺点B之间的高差为：vihu 视线倾斜时视距测量公式视线

10、倾斜时视距测量公式视线倾斜时的视距计算公式为： 22cos100coscosMNklLD测站点A到立尺点B之间的高差为：viDhtanu 视距测量误差来源视距测量误差来源 1、读数误差，、读数误差，视距丝读数误差是影响视距测量的重要因视距丝读数误差是影响视距测量的重要因素，视距越远，误差越大，所以，读数时一定要仔细、准素，视距越远，误差越大，所以，读数时一定要仔细、准确，并要认真消除误差确，并要认真消除误差。2、竖直角观测误差，、竖直角观测误差，竖直角观测误差对视距的影响将随竖直角观测误差对视距的影响将随着竖直角的增大而增加。着竖直角的增大而增加。3、视距尺倾斜所引起的误差、视距尺倾斜所引起的

11、误差4、视距常数不准确的误差，、视距常数不准确的误差，5、外界条件的误差、外界条件的误差 u电磁波测距的分类电磁波测距的分类 1)电磁波测距仪按其所采用的载波可分为：电磁波测距仪按其所采用的载波可分为： 用微波段的无线电波作为载波的用微波段的无线电波作为载波的微波测距仪微波测距仪 用激光作为载波的用激光作为载波的激光测距仪激光测距仪 用红外光作为载波的用红外光作为载波的红外测距仪红外测距仪 后两者又统称为光电测距仪（均采用光波作为载波）后两者又统称为光电测距仪（均采用光波作为载波） 微波和激光测距仪多属于长程测距，测程可达微波和激光测距仪多属于长程测距，测程可达60km60km，一般用，一般用

12、于大地测量；而红外测距仪属于中、短程测距仪于大地测量；而红外测距仪属于中、短程测距仪( (测程为测程为15km15km以以下下) )，一般用于小地区控制测量、地形测量、地籍测量和工程测，一般用于小地区控制测量、地形测量、地籍测量和工程测量等。（微波和激光测距仪的测程较大，多用于大地测量，红外量等。（微波和激光测距仪的测程较大，多用于大地测量，红外测距仪多用于小范围内的距离测量，我们在工程上用得较多的是测距仪多用于小范围内的距离测量，我们在工程上用得较多的是这一种）这一种） 一一 光电测距的原理光电测距的原理 直角棱镜反射器有三个特点：1)反射器的入射光线和反射光线的方向相反，且线径互相平行。利

13、于瞄准目标2)可以根据测程的长短增减棱镜的个数。3)反射器有本身的规格参数。反射器与测距仪配合使用，不要随意更换。测程短 1km 测程长3km二二 光电测距仪及其使用光电测距仪及其使用 一、红外测距仪的类型一、红外测距仪的类型红外测距仪红外测距仪，是以发射红外光的光，是以发射红外光的光源装备的光电测距仪。源装备的光电测距仪。1.1.类型：类型：1 1）按测程：短程测距仪，中程测）按测程：短程测距仪，中程测距仪，远程测距仪，超远程测距仪。距仪，远程测距仪，超远程测距仪。2）按基本功能的类型有：）按基本功能的类型有：1)专用型专用型：只用于测量距离。：只用于测量距离。2)半站型半站型：测距仪与光学

14、经纬仪组：测距仪与光学经纬仪组合在一起，称为半站型仪器。合在一起，称为半站型仪器。3)全站型全站型：测距仪与光电经纬仪组：测距仪与光电经纬仪组合的仪器，或者测距仪与光电经纬合的仪器，或者测距仪与光电经纬仪结合为一体化仪器，称为全站型仪结合为一体化仪器，称为全站型仪器，简称全站器。仪器，简称全站器。二、二、D3000红外测距仪的技术指标红外测距仪的技术指标 1.测距精度：测距精度： m=(a+bD) m=(5mm+5ppm.Dkm ) 2.测程：测程：在满足测距精度的条件下测距仪可能测得的最大距离。在满足测距精度的条件下测距仪可能测得的最大距离。 1.2km3.2km。与大气状况及反射器棱镜数有

15、关。与大气状况及反射器棱镜数有关。 三、三、D3000红外测距仪主要设备红外测距仪主要设备 1.测距仪主机：外貌：前面板，操作面板。测距仪主机：外貌：前面板，操作面板。 2.反射器 单棱镜、三棱镜反射器3.蓄电池、充电器 4.气象仪器四、四、D3000红外测距仪的一般使用红外测距仪的一般使用 1.1.基本操作基本操作( (半站型半站型) )1)1)经纬仪和反射器的安置。经纬仪和反射器的安置。 2)2)测距仪的安置。测距仪的安置。(1)(1)安装电池。安装电池。(2)(2)把测距仪装载在经纬仪的支柱上把测距仪装载在经纬仪的支柱上。3)3)瞄准反射器。瞄准反射器。(1)(1)经纬仪瞄准反射器。经纬

16、仪瞄准反射器。觇牌中心。觇牌中心。(2)(2)测距仪瞄准反射器。测距仪瞄准反射器。4)4)开机检查。开机检查。5)5)测距。测距。正常测距、跟踪测距、连续测距、平均测距。正常测距、跟踪测距、连续测距、平均测距。6)6)测量气象元素。测量气象元素。7)7)关机收测。关机收测。 2.2.红外测距仪使用中的注意问题：红外测距仪使用中的注意问题： 测线环境要求：大气透明度比较好，测线没有障测线环境要求：大气透明度比较好，测线没有障碍物；测线上只架设一个反射器，不得存在多个反射碍物；测线上只架设一个反射器，不得存在多个反射器；测线上没有强烈光源，太阳光不得对射测距仪。器；测线上没有强烈光源，太阳光不得对

17、射测距仪。三三 光电测距成果处理光电测距成果处理 一、仪器改正。一、仪器改正。主要内容：加常数改正。主要内容：加常数改正。 测距仪在一条已知边的测距结果总与已知边相差的一个固定值，就测距仪在一条已知边的测距结果总与已知边相差的一个固定值，就是测距仪的加常数，用是测距仪的加常数，用C表示。表示。 C值可通过检定测距仪值可通过检定测距仪(包括反射器包括反射器)得到。得到。 二、气象改正。二、气象改正。1.气象改正原理公式气象改正原理公式2.气象改正实用公式：测距仪光源不同，参考气象元素不同，按原气象改正实用公式：测距仪光源不同，参考气象元素不同，按原理公式推证的实用公式也不同。理公式推证的实用公式

18、也不同。1)D3000红外测距仪的气象改正的实用公式红外测距仪的气象改正的实用公式气压单位气压单位kpa，温度单位摄氏，温度单位摄氏，Dtp单位毫米，单位毫米，Dokm以单位公里。以单位公里。183nnDDootp19316.27312.79396.278tpDDokmtp4-5 光电测距的平距归算光电测距的平距归算1.概念一般情况下，光电测距边两端点不可能同高程，光电测距边是一条倾斜边。把倾斜的测距边化算为端点同高程的直线距离的工作，称为平距化算。2.平距化算的辅助参数：1)地球曲率影响参数：C=16.19Dkm。2)折光角：k=0.13， r=2.10Dkm3)竖直角：263222DRRABRBAC273222DRkkRDkRAB3.平距化算