工程测量 距离测量

工程测量距离测量第1页，共49页，2023年，2月20日，星期一第四章距离测量4.1卷尺量距4.2视距测量4.3光电测距4.4直线定向第2页，共49页，2023年，2月20日，星期一一、所用主要工具

：钢尺、皮尺皮尺钢尺

4.1卷尺量距

第3页，共49页，2023年，2月20日，星期一钢尺：端点尺刻线尺34567891009cm34567890129cm

第4页，共49页，2023年，2月20日，星期一辅助工具花杆测钎垂球温度计弹簧秤第5页，共49页，2023年，2月20日，星期一二、直线定线

在地面上标定出位于同一直线上的若干点，以便分段丈量。分为目视定线和经纬仪定线两种第6页，共49页，2023年，2月20日，星期一1、目视定线AB123第7页，共49页，2023年，2月20日，星期一2、经纬仪定线AB12第8页，共49页，2023年，2月20日，星期一三、钢尺量距的一般方法

1、平地量距

2、斜坡量距第9页，共49页，2023年，2月20日，星期一1、平地量距AB123LLLqDAB=nL+q第10页，共49页，2023年，2月20日，星期一2、斜坡量距L1L2L3DAB=∑LiDAB=LcosαLαh第11页，共49页，2023年，2月20日，星期一四、钢尺量距的记录方法与精度测线整尺段数零尺段总长度平均长度精度AB往6×5036.537336.5376×5036.428336.428336.482相对误差1／3087K限=1／2000或1／1000返第12页，共49页，2023年，2月20日，星期一量距的误差分析定线误差AB倾斜误差温度误差尺长误差第13页，共49页，2023年，2月20日，星期一精密量距：一般指量距精度要求高于1／2000的量距。1.量距步骤：

（1）定线:

经纬仪定线，钢尺概量一整尺（约小5cm）打下木桩，桩顶标点定直线。（2）测定桩顶间高差（3）量距：精确到0.1毫米，测得斜距（4）成果整理：进行尺长、温度、倾斜改正，必要时进行距离改化。五、钢尺量距的精密方法第14页，共49页，2023年，2月20日，星期一

精密量距时需检定钢尺。实际的尺长方程式为：其中：－名义长度；－温度t时的实际长度；－尺长改正数；－检定时的温度；－测量时的实时温度；－钢尺的膨胀系数，一般为（1.16~1.25）2、钢尺的检定第15页，共49页，2023年，2月20日，星期一3、距离改正三项改正数：1.尺长改正：2.温度改正：

为膨胀系数，一般取0.000012/C3.倾斜改正：4.最终距离：第16页，共49页，2023年，2月20日，星期一水平距离成果整理例1：某钢尺名义长度30m，其尺长方程式为：lt=30m+0.007m+300.0000125(t-20C)m,用这根钢尺在温度为16℃时丈量一段水平距离为29.62m，求出改正后的实际距离lt=30m+0.007m+300.0000125(16-20)m=30.0055m所以所量实际长度为：D=29.6230.006/30=29.62517第17页，共49页，2023年，2月20日，星期一倾斜距离成果整理例2：某尺段实测距离为29.8655m，钢尺尺长方程式为：

lt=30m+0.005m+300.0000125(t-20C)m丈量时温度为30℃，这段距离两端高差为0.238m，求水平距离。18第18页，共49页，2023年，2月20日，星期一作业使用一支30m的钢尺，用标准100N的拉力，沿倾斜地面往返丈量AB边的距离，用水准仪测得两端点高差为2.54m，往测平均温度为32.4℃，往测距离为234.943m，返测温度为33.0℃，返测距离为234.932m，尺长方程式为：lt=30m-1.8mm+0.36(t-20C)mm计算改正后的水平距离并计算往返丈量的相对精度19第19页，共49页，2023年，2月20日，星期一第四章距离测量4.1钢尺量距4.2视距测量4.3光电测距4.4直线定向第20页，共49页，2023年，2月20日，星期一4.2视距测量一、视距测量的概念：

使用带有视距丝的仪器间接地同时测定地面上两点间的距离和高差。所用仪器是经纬仪（有时可用水准仪）和视距尺。第21页，共49页，2023年，2月20日，星期一经纬仪和水准仪视距丝第22页，共49页，2023年，2月20日，星期一上丝下丝尺间隔第23页，共49页，2023年，2月20日，星期一二、视距测量的原理和公式视准轴水平时ABmMnNfδdpDhsiD=ks；h=i－lFl第24页，共49页，2023年，2月20日，星期一二、视距测量的原理和公式2、视准轴倾斜时ABDhαM’N’MND=Kscos2αh=Dtgα+i-lD’CilDtgα第25页，共49页，2023年，2月20日，星期一三、视距测量方法

（1）将经纬仪安置在测站A，进行对中和整平。（2）量取仪器高i（3）将视距尺立于欲测的B点上，分别读出上、下视距丝和中丝读数l，将下丝读数减上丝读数得视距间距S。（4）在中丝不变的情况下读取竖直度盘读数，并将竖盘读数换算为竖直角α。（5）根据测得的S、α、i和l计算水平距离D和高差h，再根据测站的高程计算出测点的高程。第26页，共49页，2023年，2月20日，星期一视距测量记录表测区＿＿＿＿观测者＿＿＿＿记录者＿＿＿＿＿＿年＿月＿日天气＿＿＿＿测站名称＿＿测站高程＿＿＿仪器高＿＿＿＿乘常数＿＿加常数＿＿指标差x=＿＿第27页，共49页，2023年，2月20日，星期一四、视距测量误差主要来源视距读数误差竖直角测量误差标尺倾斜误差大气垂直折光的影响第28页，共49页，2023年，2月20日，星期一第四章距离测量4.1钢尺量距4.2视距测量4.3光电测距4.4直线定向第29页，共49页，2023年，2月20日，星期一光电测距仪:以激光和红外光为载波微波测距仪:以微波为载波的测距仪光电测距仪:

通过测定光波在两点间传播的时间来计算距离

按测定传播时间方式的不同，可分为相位式测距仪和脉冲式测距仪；按测程的大小，可分为远程(20km以上)、中程(5-20km)和短程(5km以下)三类。第30页，共49页，2023年，2月20日，星期一

一、相位式光电测距仪的基本原理

D=ct/2

c=c0/n第31页，共49页，2023年，2月20日，星期一t=NT+△T调制频率为f,T=1/fλ=cT=c/fc=λf=λ/T△T=(△φ/2∏)TD=λ（N+△φ/2∏）/2

D第32页，共49页，2023年，2月20日，星期一各型号的大致相同。主要由：照准头控制器反光镜等组成。二、测距仪的构造ND3000/2000红外测距仪第33页，共49页，2023年，2月20日，星期一经纬仪+光电测距仪电子经纬仪+光电测距仪第34页，共49页，2023年，2月20日，星期一测距仪用反射棱镜第35页，共49页，2023年，2月20日，星期一三、测量距离的步骤①将测距仪和反射镜分别安置在测段两点上。②望远镜瞄准反光镜相应位置，反射镜面与入射光线垂直。③打开开关，检查光电信号的强弱，合乎要求后开始测距。④记录若干次读数，为一测回。并记录大气温度和气压。第36页，共49页，2023年，2月20日，星期一总结：三种测距方法的比较方法特点钢尺量距劳动强度大，工作效率低，受地形影响大，精度为1/1000~1/4000视距测量观测速度快，操作方便，不受地形限制，精度为1/200~1/300，测程小。广泛应用在地形测量中。光电测距观测速度快，测程大，不受地形影响，精度极高。第37页，共49页，2023年，2月20日，星期一第四章距离测量4.1钢尺量距4.2视距测量4.3光电测距4.4直线定向第38页，共49页，2023年，2月20日，星期一P直线定向：确定直线的方向称为直线定向。确定直线与标准方向之间水平夹角的工作。一、标准方向1.真子午线方向：地面上某点真子午线的切线方向。又叫真北方向,用天文测量或用陀螺经纬仪测量。4.4直线定向第39页，共49页，2023年，2月20日，星期一3、坐标纵线方向（x轴）：高斯—克吕格平面直角坐标的坐标纵轴方向2、磁子午线方向：磁针在地球磁场的作用下自由静止时所指的方向。PXY第40页，共49页，2023年，2月20日，星期一（1）真北方向与磁北方向之间的关系磁针北端偏于真子午线以东称东偏，偏于真子午线以西称西偏，东偏取正值，西偏取负值。我国磁偏角的变化大约在+6°到-10°之间。41第41页，共49页，2023年，2月20日，星期一（2）真北方向与坐标北方向之间的关系在中央子午线以东地区，各点的坐标纵轴偏在真子午线的东边，为正值；在中央子午线以西地区，γ为负值。可用下式计算：

42第42页，共49页，2023年，2月20日，星期一方位角：自标准方向北端起算，顺时针转至某直线的水平夹角，范围：0~360度根据所取的标准方向不同，方位角可分为：

真方位角A磁方位角Am坐标方位角α二、方位角、正、反方位角NABAB特点：①从标准方向北端起；②顺时针；③方位角的范围：0°～360°。

第43页，共49页，2023年，2月20日，星期一44第44页，共49页，2023年，2月20日，星期一坐标方位角45NNABABBA

由于真(磁)方位角在各点上不相同，而各点的坐标北方向是相同的，因此测量上方位角是指坐标方位角。正、反坐标方位角（对于A点来说的）相差180度。αBA=αAB+180ºαAB=αBA-180º注意：正反方位角是相对某直线方向而言，是相对概念第45页，共49页，2023年，2月20日，星期一坐标方位角的推算

若已知直线12的方位角α12，12和23间的水平角β2左（或β2右），来推算直线23的方位角α23

。

推算公式α23=α12＋β2左－180°α23=α12－β2右+180°123α12α23β2左β2右α21第46页，共49页，2023年，2月20日，星期一47支导线AB123

，已知αAB=48°48′48″，测得导线左角∠B＝271°36′36″，∠1＝94°18′18″∠2＝101°06′06″∠3＝267°24′24″计算各边的坐标方位角。AB1αAB243N第47页，共49页，2023年，2月20日，星期一定义：从标准方向北端或南端开始，顺时针或逆时针方向至该直线的水平角