《测量学》课件-3-距离测量

测绘科学与工程学院3、距离测量测量学多媒体课件主要内容

三、视距法测量

四、电磁波测距

二、钢尺量距总结

一、距离测量方法概述一、距离测量方法概述测量距离是测量的基本工作之一，所谓距离是指两点间的水平长度（简称平距D）如果测得的是倾斜距离（简称斜距S），还必须改算为水平距离一、距离测量方法概述按照所用仪器、工具的不同，测量距离的方法有：钢尺直接量距经纬仪视距法测量光电测距仪测距GPS测距等

钢尺量距是用钢卷尺沿地面直接丈量距离。一、距离测量方法概述视距测量是利用经纬仪或水准仪望远镜中的视距丝及视距标尺按几何光学原理进行测距。一、距离测量方法概述电磁波测距是用仪器发射并接收电磁波，通过测量电磁波在待测距离上往返传播的时间解算出距离。一、距离测量方法概述GPS测量是利用两台GPS接收机接收空间轨道上4颗卫星发射的精密测距信号，通过距离空间交会的方法解算出两台GPS接收机之间的距离。二、钢尺量距1、量距的工具2、直线定线3、钢尺量距的一般方法4、精密钢尺量距二、钢尺量距1、量距的工具1）钢尺钢尺是钢制的带尺，常用钢尺宽10mm，厚0.2mm；长度有20m、30m及50m几种，卷放在圆形盒内或金属架上。二、钢尺量距1、量距的工具1）钢尺从建筑物墙边开始丈量时方便以尺的最外端作为尺的零点以尺前端的一刻线作为尺的零点钢尺端点尺刻线尺二、钢尺量距1、量距的工具1）钢尺钢尺的名义长度：——钢尺的尺面刻注的长度，如30m、50m等钢尺的实际长度：——钢尺两端点刻划线间的标准而客观的长度二、钢尺量距1、量距的工具1）钢尺尺长方程式：——由于热胀冷缩，钢尺的尺长会随着温度的变化而变化。因此，通常用一定拉力下的、以温度为变量的函数来表示尺长，即为尺长方程式。二、钢尺量距1、量距的工具2）标杆长2-3m，直径3-4cm，杆上涂以20cm间隔的红、白漆，以便远处清晰可见，用于标定直线二、钢尺量距1、量距的工具3）测钎用粗铁丝制成，用来标志所量尺段的起、迄点和计算已量过的整尺段数。二、钢尺量距1、量距的工具4）垂球用来投点。5）弹簧秤和温度计以控制拉力和测定温度二、钢尺量距2、直线定线当两点间的距离大于钢尺长度时，需要分段丈量。分段点必须位于同一直线上。将分段点标定在一条直线上的工作称为直线定线。两种方法：

1）目估法定线

2）经纬仪定线二、钢尺量距2、直线定线1）目估法定线二、钢尺量距2、直线定线2）经纬仪定线二、钢尺量距3、钢尺量距的一般方法1）基本要求直——直线定线，保证量距时沿直线方向进行平——地面平整，钢尺水平准——每尺段端点标志明确，读数精确二、钢尺量距3、钢尺量距的一般方法2）平坦地面上的施测方法AB测钎llllll二、钢尺量距3、钢尺量距的一般方法3）倾斜地面上的施测方法两种方法：平量法斜量法二、钢尺量距3、钢尺量距的一般方法3）倾斜地面上的施测方法——平量法ABDl1l2l3l4ABDl1l2l3l4二、钢尺量距3、钢尺量距的一般方法3）倾斜地面上的施测方法——斜量法ABLDh二、钢尺量距3、钢尺量距的一般方法4）质量控制与精度评定措施：往返测量返测时应重新进行定线。取往、返测距离的平均值作为直线AB最终的水平距离。二、钢尺量距3、钢尺量距的一般方法4）质量控制与精度评定精度评定：相对误差一般要求：平坦地区：K≤1/3000；困难地区：K≤1/2000二、钢尺量距4、精密钢尺量距1）钢尺检定钢尺由于材料原因、刻划误差、长期使用的变形以及丈量时温度和拉力不同的影响，其实际长度往往不等于尺上所标注的长度即名义长度，因此，量距前应对钢尺进行检定。二、钢尺量距4、精密钢尺量距1）钢尺检定钢尺检定由专门部门采用与标准尺比长或在标准场地进行，给出在标准拉力下检定后的尺长方程：二、钢尺量距4、精密钢尺量距1）钢尺检定式中：lt—温度为t时钢尺实际长度；

l0—钢尺名义长度,常用数值为20、30、50m；

Δl—钢尺尺长改正数，通过尺长鉴定得到；

α—钢尺膨胀系数，为1.25X10-5(°C)-1；

t0—钢尺检定时温度，为20°C；

t—量距时温度，为平均温度。二、钢尺量距4、精密钢尺量距2）必要措施用检定过的钢尺；经纬仪定线；钉尺段桩，逐段量测；对钢尺施加固定拉力；对量距结果加三项改正数：尺长改正温度改正高差改正二、钢尺量距4、精密钢尺量距3）精密钢尺量距方法“紧贴”—”预备”—”拉稳”—”好”—”读数”—”记录、计算”二、钢尺量距4、精密钢尺量距4）记录与计算二、钢尺量距4、精密钢尺量距4）记录与计算三、视距法测量1、方法概述2、视线水平时的水平距离3、视线倾斜时的水平距离4、公式小结三、视距法测量1、方法概述视距测量是利用经纬仪、水准仪望远镜内的视距丝装置，根据光学原理同时测定距离和高差的一种方法。优点：操作简便速度快一般不受地形限制缺点：精度低，一般仅能达到1/300三、视距法测量1、方法概述视距法测量能满足测定碎部点位置的精度要求，所以被广泛地应用于地形测量及其他低精度距离测量中。:8013//三、视距法测量1、方法概述进行视距测量，要用到视距丝和视距尺。视距丝：即望远镜内十字丝分划板上的上下两根短丝，它与中丝平行且等距离。

视距尺：有刻划的尺子，和水准尺基本相同。nm视距丝十字丝三、视距法测量2、视线水平时的水平距离

三、视距法测量2、视线水平时的水平距离

——视距乘常数，通常K=100——视距加常数，接近于0三、视距法测量3、视线倾斜时的水平距离ABEMNM′N′φll′S＝Kl′Dhh′iiv三、视距法测量4、公式小结视线水平时视线倾斜时视距间隔视距间隔竖直角四、电磁波测距1、基本原理2、电磁波测距仪及其分类3、脉冲式光电测距4、相位式光电测距5、测距合作目标6、测距误差改正四、电磁波测距1、基本原理通过测定电磁波在待测距离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，来计算两点间的距离D。四、电磁波测距2、电磁波测距仪及其分类以电磁波为载波传输测距信号的测距仪器统称为电磁波测距仪。按其所采用的载波可分为：①微波测距仪采用微波段的无线电波作为载波②光电测距仪采用光波作载波。又分为：激光测距仪：用激光作为载波

红外测距仪：用红外光作为载波四、电磁波测距2、电磁波测距仪及其分类//四、电磁波测距2、电磁波测距仪及其分类/s/34/t/14/a/4617/info.jspy/ztbd/hhdsds/zutu/zutu.htm四、电磁波测距2、电磁波测距仪及其分类

手持激光测距仪：外形小巧，只有手掌大小，且操作简便，适用于不同的距离测量。内置的精密计算系统，无需反射棱镜。/mobi/html/?132.html四、电磁波测距2、电磁波测距仪及其分类

精度指标——仪器标称精度A——固定误差，以mm为单位B——比例误差系数，以mm/km为单位D——测距长度，以km为单位四、电磁波测距3、脉冲式光电测距脉冲式光电测距是通过直接测定光脉冲在测线上往返传播的时间t，并按公式求得距离。四、电磁波测距4、相位式光电测距相位法测距是测定仪器发出的连续正弦信号在被测距离上往返传播所产生的相位差，并根据相位差求得距离。四、电磁波测距5、测距合作目标全反射棱镜：反射棱镜是用光学玻璃精心磨制成的四面体。实际应用的反光镜有单块棱镜、三棱镜、六棱镜、九棱镜等，也有由更多块棱镜组合而成的，适用于不同的距离。四、电磁波测距5、测距合作目标全反射棱镜：反射棱镜是用光学玻璃精心磨制成的四面体。实际应用的反光镜有单块棱镜、三棱镜、六棱镜、九棱镜等，也有由更多块棱镜组合而成的，适用于不同的距离。四、电磁波测距5、测距合作目标反射片：一种能够通过其背面产生反射的透明片组成。四、电磁波测距6、测距误差改正一般而言，电磁波测距得到的测站与镜站之间的斜距观测值存在系统误差，需要经过改正后才能得到准确的结果。另外，在测绘行业，根据距离用途的不同，须将斜距改为测站高程面或某一指定高程面上的平距，有的还必须将地面距离归算到椭球面或高斯面上。四、电磁波测距6、测距误差改正因此，电磁波测距误差改正包括：斜距系统误差改正斜平改正（倾斜改正）归算改正气象改正测距频率改正仪器常数改正棱镜常数改正仪器加常数仪器乘常数四、电磁波测距6、测距误差改正——气象改正在野外测距作业中，经常需要测定大气中的干温、气压和湿温（或相对湿度）等气象参数，并把这些参数输入到全站仪中，实现距离测量中的气象改正。四、电磁波测距6、测距误差改正——气象改正改正原因：厂家在设计制造测距仪时，需要选定某一气象条件作为基准气象条件，并由此导出大气折射率作为基准折射率n0。

测距时，实际大气折射率n和基准折射率n0有差别时，就产生了气象改正。四、电磁波测距6、测距误差改正——气象改正实用公式：t——干温，℃P——大气压，mbare——实有水气压h——相对湿度，%α——空气膨胀系数，1/273.16D′——被测距离四、电磁波测距6、测距误差改正——频率改正改正原因：提供测距频率的振荡器受外界温度及电子元器老化等因素的影响，测距频率会发生变化。当实际测距频率f与其设计频率f0不一致时，会对测距结果产生系统误差的影响，故需施加测距频率改正。四、电磁波测距6、测距误差改正——频率改正改正公式：测距设计频率f0，可以在仪器操作手册中技术参数规格中查取。实际测距频率f，则需要利用频率计测定。根据测距作业规范，如果实际测距频率和设计频率差别（常简称为“频偏”）超出了规范要求，需要施加测距频率改正。四、电磁波测距6、测距误差改正——仪器常数改正仪器加常数改正：仪器加常数改正主要是因全站仪的测距相位起算面与仪器在距离测量时的几何对中位置不一致而引起的。四、电磁波测距6、测距误差改正——仪器常数改正仪器乘常数改正：仪器乘常数改正是指与距离成正比关系的固定改正系数。它的成因比较复杂，也不像加常数那样有比较明确的几何意义。研究表明，测距乘常数与测距频偏有关，也与气象改正不彻底、发光管相位不均匀等因素有关。四、电磁波测距6、测距误差改正——仪器常数改正全站仪的测距加、乘常数一般在野外基线上按检定规程实测而得。如果加常数为C，乘常数为R，则对测距值D′的改正公式为：一般来讲，野外基线测定的仪器乘常数已经包含了测距频偏的影响。因此在考虑仪器乘常数改正之后，不需再加频偏改正。仪器常数的改正通常和棱镜常数改正一并考虑！四、电磁波测距6、测距误差改正——棱镜常数改正同仪器加常数类似，棱镜常数是指棱镜的等效反射中心与棱镜对中中心不一致引起的偏差。四、电磁波测距6、测距误差改正——棱镜常数改正对于同一厂家提供的不同反射棱镜，厂商会提供不同棱镜之间换算的棱镜改正常数。而不同品