第四章-距离测量与三角高程测量

1、光学视距测量步弓、尺链线尺、竹尺、皮尺、钢尺电磁波测距距离测量方法概述距离测量是测量的三项基本工作之一：距离测量是测量的三项基本工作之一： 测定地面点之间的水平距离水平距离。距离测量的主要方法有：距离测量的主要方法有： 钢卷尺量距 主要指钢卷尺量距 视距测量 利用测量仪器的视距丝测距 电磁波测距 测距仪测距 三角测量法 利用三角形的边角关系求距离距离测量概述距离测量概述三角高程测量：三角高程测量： 是间接测定两点间高差高差的方法。卷尺量距概述卷尺量距精密量距方法精密量距方法 量距相对精度：量距相对精度：110000140000 主要用途：主要用途：砼、钢结构等较精密工程的 放样等。一般量距方法

2、一般量距方法 量距相对精度：量距相对精度： 1200015000 主要用途：主要用途：图根导线边长丈量、一般工 程的距离放样。1.一般方法量距 钢尺量距的作业要求钢尺量距的作业要求1.1.一般方法量距：一般方法量距： 直直 目估定线，保证量距时沿直线方向进行 平平 地面平整，钢尺水平 准准 每尺段端点标志精确AB测钎测钎SAB=n+ 为整尺段长 为余长2、过山头定线3、延长直线AC1BC2C2.精密方法量距2.2.精密方法量距：精密方法量距：尺长改正0kDDk0ttDDt22DhDh温度改正高差改正(4-1-8)(4-1-9)(4-1-4)精密量距时采取的措施：精密量距时采取的措施： 1 1.

3、用检定过的钢尺； 2 2.经纬仪定线； 3 3.钉尺段桩，逐段量测； 4 4.对钢尺施加固定拉力； 5 5.对量距结果加三项改正数：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弹性模量张力强度。EPlEPdl钢是弹性体，在拉力作用下会变形（伸长）)(000000）ttllttlllllkktlkkkkllltnSSk标准设尺子的温度膨胀系数已知。用待检定的尺子（先假定k=0），在工作时的正常拉力下，测量检定场两标志的间距S。从而可得测回程序 丈 量时间丈 量温度t温 度差t-20测量值m温度改正值mm

4、改正后的平距m1往返9：50 293295+9.3+9.5119.973119.973+13.4+13.7119.9864119.98672往返30.430.5+10.4+10.5119.970119.970+15.0+15.1119.9850119.98513往返10:40 30.231.1+10.2+11.1119.972119.973+14.7+16.0119.9867119.9890L=119.9865 L=119.9793mmlLLLl8.1301202.70mmtmmml)20(36. 08 . 130尺号: 015名义长度 : 30m膨胀系数:0.012mSSSSShtk936.

5、234mShhSSSSh0137. 02cos222mttSSt0209. 0)204 .27(3036. 0943.2340mlSSkk0141.0308.1943.2340mmtmmml)20(36.08.130已知量得s=234.943; t=27.4; h=2.5422222)(曲定线倾斜尺长拉力温度读数mmmmmmmmSbsrsinsinbs bs视差法测距：专用的基线尺+高精度的角)2/(2tgbs 视距测量视视 距距 测测 量量视距测量视距测量利用测量望远镜的视距丝，间接测定利用测量望远镜的视距丝，间接测定 距离和高差的方法。距离和高差的方法。 优点：优点：测量速度快，不受地 形

6、限制。不足：不足：精度低，距离相对误 差一般约为1/300，高 差一般为分米级。用途：用途：主要用于地形图测绘 (地形点的距离与高差)。cnafnSsnfa所以lSaf100)38.342000(100，所以分秒即一.视线水平时视距测量nDbanab100（尺间隔）读数要求：读数要求：上下丝读数a、b读至毫米，中丝 读至厘米， 仪器高 i 量至厘米。1.视距公式：视距公式： (4-2-1) (4-2-2)2.高差公式：高差公式： (4-2-4) (4-2-5) liHhHHlihAAB二.视线倾斜时视距测量公式二二. .视线倾斜时视距测量公式视线倾斜时视距测量公式2cos100coscos10

7、0cosnSDnSnn则(4-2-8) 1.视距公式：视距公式：liDlihhDhtantan2.高差公式：高差公式：高差主值 (4-2-9)AB高差n为水准尺与视线垂直时的尺间隔 n三.视距测量观测和计算观测：观测：在测站安置经纬仪，对中、整平、量仪器高； 在测点竖水准尺，瞄准(要求三丝都能读数)。读数：读数：每个测点读四个读数 上丝读数 a a 读至毫米 下丝读数 b b 读至毫米 中丝读数 读至厘米 竖盘读数 L L 读至分三三. .视距测量观测和计算视距测量观测和计算 视距测量通常只测盘左（或盘右），测量前要对竖盘指标差进行检验与校正。视距测量表视距测量表视距测量表liDHhHHliD

8、hbaDAAptantancos1002计算公式计算公式一、基本原理一、基本原理DCtD221ABD出射光入射光依据测定时间的方法不同，光电测距有如依据测定时间的方法不同，光电测距有如下几种：下几种： 1、变频法、变频法 2、相位法、相位法 3、干涉法、干涉法 4、脉冲法、脉冲法二、电磁波测距仪的分类二、电磁波测距仪的分类1、按载波分、按载波分2 2、按测程分、按测程分 短程短程 3km 15km15km 3 3、按精度分为、按精度分为1 1（5mm)5mm)、2(5-10mm)2(5-10mm)、3(11-20mm)3(11-20mm)级级DBAmd 测距仪的精度指标：测距仪的精度指标：（B

9、 用用 ppm表示表示 mm/km） 三、光电脉冲法测距三、光电脉冲法测距计数显示电子门时标脉冲触发器脉冲发射脉冲接收反射器DBA时间测定：时间测定：1、脉冲计数测时、脉冲计数测时 2、模拟数字测时（电容充电）、模拟数字测时（电容充电）已知：已知：时标脉冲频率：时标脉冲频率： f=15 Mhz电磁波速度：电磁波速度： v=310 8 m/s时标脉冲个数：时标脉冲个数： n=100求：距离求：距离 DD= 1/f nv / 2= 1000 米米脉冲测距举例脉冲测距举例)sin(0tAEE的大小为电矢量fCCTfCTTffftA；播的距离称为波长；波在一个振动周期内传变化一次的时间；是周期，即正弦

10、波循环是频率，；以弧度为单位；的值，是单位时间内相位变化是初始相位；是相位；是振幅；1200S)2(2)(2121NNCtSTfCfCCT2TNTtU2U1是余尺长称为光尺长，而22222NSm102电子尺mfCfC100022,mfCfC1022,RSSRCSc使用。在手算时也有辅助表格等工具可改正数。象参数后对所测距离加站上的气传感器，可自动感知测有的函数。现在多数仪器气压，气温是波长气象改正系数ptAASSA21cos2ShSS2sin2cossinsinddSdSdd水平距离的变化为这时斜距的变化为fC22nCC0421CBAn777210136. 010288.161004.2876

11、%03. 007600CBACOmmHgemmHgPCt，在标准大气条件下。表格等工具计算改正数得的气象参数借助辅助个点上测改正数。也可以根据几数，自动对所测距离加的气象参器，可自动感知测站上现在多数仪器带有传感是空气膨胀系数折射率就是标准大气条件下的式中16.273110155. 0760111070ggqntePtnnsincostantanddSdSdd水平距离的变化为这时斜距的变化为电子全站仪图电子全站仪电子全站仪棱棱镜镜全全站站仪仪三角高程测量三角高程测量三角高程测量掌握三角高程测量的基本原理和计算方法；熟悉三角高程测量的作业方法。已知两点之间的水平距离水平距离D(或斜距S)，观测垂

12、直角垂直角 ， 从而计算高差。使用于山区或不便于进行水准测量的地区。三角高程测量要求考虑地球曲率的影响。一.三角高程测量原理二.较远距离的三角高程测量三.三角高程测量的其他特点三角高程测量是一种间接测定间接测定两点之间高差高差的方法一.三角高程测量原理一一.三角高程测量原理三角高程测量原理B点的高程：点的高程：ABABhHH 已知AB水平距离D， A点高程HA，在测站A观测垂直角，则：或liShliDhABABsintan（S为斜距）在距离200米以内，把大地水准面看成水平面二.一般情况下的三角高程测量二二.一般情况下的三角高程测量一般情况下的三角高程测量 距离较远时，考虑地球曲率差和大气折光差对高差的影响，应对观测得到的高差加“两差两差”改正：RDkfRDf222221球差改正：气差改正：RDkfff21221两差改正：（k=0.14）Rsfff286. 0221flishflitgDhababsin 顾及两差改正时，三角高程测量的高差计算公式为:三、三角高程测量的观测与计算三、三角高程测量的观测与计算 （一）三角高程测量的观测（一）三角高程测量的观测中横丝 切竖泡居中 读L、R算（二）三角高程测量的计算（二）三角高程测量的计算由三角高程测量的对向观测所求得的往、由三角高程测量的对向观测所求得的往、返测高差（经过两差改正）之差返测高差（经过两差改正）之差fh的允许的允