测量距离测量

测量距离测量2023/8/25第四章距离测量1第1页，课件共55页，创作于2023年2月2023/8/25第四章距离测量2第四章距离测量内容要求：1．掌握钢尺量距2．理解钢尺量距误差3．熟练掌握视距测量4．理解电磁波测距重点讲授：钢尺量距视距测量电磁波测距。第2页，课件共55页，创作于2023年2月2023/8/25第四章距离测量3第四章距离测量4.1钢尺量距1、量距工具2、直线定线3、量具方法4、钢尺量距成果整理5、钢尺检定第3页，课件共55页，创作于2023年2月2023/8/25第四章距离测量44.1钢尺量距相关概念：在测区面积不大的情况下（半径小于10km的范围），可以不考虑地球曲率的影响，用水平面代替水准面。两点间连线垂直投影在水平面上的长度称为水平距离。地面上两点间的距离是指这两点沿铅垂线方向在大地水准面上投影点间的弧长。第4页，课件共55页，创作于2023年2月2023/8/25第四章距离测量54.1钢尺量距直线量距的一般方法直接量距：用长度标准直接与被测距离比较，从而获得被测距离长度。（皮尺、钢尺、铟瓦基线尺）。间接量距：根据已知条件，依据一定的关系式间接推算出被测距离。（视距测量、视差法测距、物理测距）第5页，课件共55页，创作于2023年2月2023/8/25第四章距离测量6直线量距的精度及其适用范围方法 精度 适用范围4.1钢尺量距1、步测法1/50野外踏勘、选点和小比例尺地形图的测绘2、视距法3、钢尺一般量距4、钢尺精密量距5、激光红外测距仪1/200~1/300地形测量中的碎部测量1/2000~1/3000导线测量，一般建筑轴线丈量1/5000~1/2万精密导线测量，工业厂房主要轴线的测量测程：2KM～20KM精度：

(3mm+2PPM)第6页，课件共55页，创作于2023年2月2023/8/25第四章距离测量74.1.1量距工具钢尺量距：是利用具有标准长度的钢尺直接测量地面两点间的距离，又称距离丈量。量距常用的工具有：测绳、皮尺、钢尺、因瓦尺。测纤、花杆、垂球、弹簧称和温度计。第7页，课件共55页，创作于2023年2月2023/8/25第四章距离测量84.1.2直线定线直线定线

将待测距离上的分段点标定在同一条直线上的工作。量定线的目的：保证待测距离的直线性定线的方法：花杆目视定线经纬仪正倒镜分中法第8页，课件共55页，创作于2023年2月2023/8/25第四章距离测量94.1.2直线定线直线定线的实施在两点间定线；在两点的延长线上定线；两点不通视时的定线：逐渐趋近法。第9页，课件共55页，创作于2023年2月2023/8/25第四章距离测量104.1.3量距方法平坦地面的距离丈量

D=nL0+△L0在平坦地面丈量距离时，可把尺子放在地面上逐段进行丈量至少往返测各一次。量距精度以相对误差表示，并将其换算为分子为1的分数形式，精度一般不低于1/3000|往测–

返测|/往返均值=1/MAB第10页，课件共55页，创作于2023年2月2023/8/25第四章距离测量114.1.3量距方法平坦地面测量算例：整尺段数为3，余长:往测24.890m,返测24.840mD=nL0+△L0

往测距离为：174.890m

返测距离为：174.840m

平均距离为：174.865m相对误差：|往测–

返测|/往返均值=1/M

|174.890-174.840|/174.865=1/3500

AB第11页，课件共55页，创作于2023年2月2023/8/25第四章距离测量124.1.3量距方法倾斜地面的距离丈量平量法如果地面起伏不大，丈量时将尺子一端抬高，并用目估法使尺子大致水平，然后用测钎（或垂球）将尺子的端点投到地面上。将量得的各段水平距离求和即为所量距离。第12页，课件共55页，创作于2023年2月2023/8/25第四章距离测量134.1.3量距方法倾斜地面的距离丈量斜量法

当坡度变化均匀时，AB的斜距L，测出地面的倾角δ，则水平距离l为：l=L×cosδ。如果未测倾角δ，而是测定了A、B两点间的高差h，按直角三角形计算。第13页，课件共55页，创作于2023年2月2023/8/25第四章距离测量144.1.3量距方法数据处理误差计算：往、返测较差：

D=D往－D返往、返测相对较差：容许相对较差：

测规铁路城市公路容许相对较差1/20001/3000平地：1/3000山地：1/1000第14页，课件共55页，创作于2023年2月2023/8/25第四章距离测量154.1.3量距方法数据处理若达到精度,所测距离最终值为：

第15页，课件共55页，创作于2023年2月2023/8/25第四章距离测量164.1.3量距方法精密量距适用范围：精度要求1/10000以上时距离测量。量距方法：①清理现场、经纬仪架设在A点，瞄准B点。②在经纬仪视线上依次定出比钢尺一整尺段略短的尺段，并打上木桩，木桩上标“十”字。第16页，课件共55页，创作于2023年2月2023/8/25第四章距离测量174.1.3量距方法精密量距量距方法：③两人拉尺，后司尺用弹簧称控制拉力，两人同时读数，要求读至0.5mm，一人指挥。④每尺段移动钢尺前后位置三次，三次测量结果之差不超过2～3mm，并记录现场温度至0.5℃

。

⑤用水准仪测量尺段间木桩顶高差、往返高差不超过±10mm。第17页，课件共55页，创作于2023年2月2023/8/25第四章距离测量184.1.4钢尺量距数据整理尺长改正：钢尺名义长度l0、实际长度l′则整尺段的尺长改正数：△l=l′－l0

任一长度l的尺长改正数：△Ld=（△l/l0）L温度改正△lt=α（t-t0）l，其中：α为钢尺膨胀系数,0.0000125/℃t为野外量距时温度。t0为检定钢尺时的温度。第18页，课件共55页，创作于2023年2月2023/8/25第四章距离测量194.1.4钢尺量距数据整理倾斜改正：△lh=d-l

，其中：高差为h,斜距为l，h2=l2－d2=(l－d)(l+d)，l－d=－h2/（l+d）；由于l>>h，l≈d，所以：△lh=-(h2/2l)水平距离d=l+△ld+△lt+△lh第19页，课件共55页，创作于2023年2月2023/8/25第四章距离测量204.1.5钢尺检定由专门的计量单位在专门的钢尺检定场进行检定，得到在标准温度、标准拉力下的实际钢尺长度。最终以钢尺方程式的形式表示出来。尺长方程式

lt=l0+△ld+αl0(t-t0)第20页，课件共55页，创作于2023年2月2023/8/25第四章距离测量21第四章距离测量4.2钢尺量距误差及注意事项第21页，课件共55页，创作于2023年2月2023/8/25第四章距离测量224.2钢尺量距的误差及注意事项1、定线误差2、尺长误差3、温度测定误差4、钢尺倾斜误差5、拉力不均误差6、钢尺对准及读数误差第22页，课件共55页，创作于2023年2月2023/8/25第四章距离测量23第四章距离测量4.3视距测量1、视距测量原理2、视线水平时视距测量公式3、视线倾斜时视距测量公式4、视距常数测定5、视距测量误差及注意事项第23页，课件共55页，创作于2023年2月2023/8/25第四章距离测量244.3.1视距测量原理原理：利用望远镜中的视距丝装置(上、下丝)，根据几何光学原理，同时测定地面两点间的水平距离和高差的方法。特点：操作简单、快速，受地形条件限制小，量距精度为1/200~1/300，但能满足地形测量中碎部测量的精度要求。第24页，课件共55页，创作于2023年2月2023/8/25第四章距离测量254.3.2视线水平时视距测量计算公式ABnmnDFNMpdfn'm'

m—仪器中心至物镜光心的距离，常数值—物镜焦距，常数值—焦点至水准尺的距离，变量第25页，课件共55页，创作于2023年2月2023/8/25第四章距离测量264.3.2视线水平时视距测量计算公式—上、下十字丝的间隔，常数值—上、下十字丝在水准尺上的读数差，观测值mnmnABDFNMpdfln'm'

第26页，课件共55页，创作于2023年2月2023/8/25第四章距离测量274.3.2视线水平时视距测量计算公式对于内调焦望远镜，一般有K=100,C=0第27页，课件共55页，创作于2023年2月2023/8/25第四章距离测量284.3.2视线水平时视距测量计算公式i—仪器高v—中横丝在尺上的读数mnmniABDFNMpdfvlhn'm'

第28页，课件共55页，创作于2023年2月2023/8/25第四章距离测量294.3.3视线倾斜时视距测量计算公式

DAN'B

M

'D'l

MN第29页，课件共55页，创作于2023年2月2023/8/25第四章距离测量304.3.3视线倾斜时视距测量计算公式ODMQNBAJN'lD'

M

'第30页，课件共55页，创作于2023年2月2023/8/25第四章距离测量314.3.3视线倾斜时视距测量计算公式第31页，课件共55页，创作于2023年2月2023/8/25第四章距离测量324.3.3视线倾斜时视距测量计算公式h'—初算高差，在

QJO中，h'

=D

tg

iODMQNBAvJh'hN'lD'

M

'第32页，课件共55页，创作于2023年2月2023/8/25第四章距离测量334.3.4视距测量方法测量步骤:安置仪器

量仪高i

上、中、下三丝读数(l、v)

竖盘水准管气泡居中，竖盘读数(L)

计算α、D、h计算公式（使用顺时针刻划竖盘的经纬仪，当x=0时，）第33页，课件共55页，创作于2023年2月2023/8/25第四章距离测量34第四章距离测量4.4电磁波测距1、电磁波测距仪分类2、光电测距仪测距基本原理3、相位式光电测距仪4、距量测量的步骤5、全站仪及其使用6、全站仪使用注意事项第34页，课件共55页，创作于2023年2月2023/8/25第四章距离测量354.4.1电磁波测距仪分类按载波分为：

微波测距仪：采用微波段的无线电波作为载波；

光电测距仪：采用光波作为载波，又分为以下两类：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。第35页，课件共55页，创作于2023年2月2023/8/25第四章距离测量364.4.1电磁波测距仪分类按测定时间方式的不同分为：

脉冲式测距仪；

相位式测距仪。光电测距仪按测程可分为：短程测距仪：测程小于3km，用于普通工程测量和城市测量；中程测距仪：测程为3km~15km，通常用于一般等级控制测量；长程测距仪：测程大于15km，通常用于国家三角网及特级导线。第36页，课件共55页，创作于2023年2月2023/8/25第四章距离测量374.4.1电磁波测距仪分类按仪器的标称精度指标分级仪器的标称精度表达式为：I级：｜mD｜≤5mmII级：5＜｜mD｜≤10mmⅢ级：10＜｜mD｜≤20mm第37页，课件共55页，创作于2023年2月2023/8/25第四章距离测量384.4.2光电测距仪测距基本原理基本原理：ADBn为光在大气中光的折射率第38页，课件共55页，创作于2023年2月2023/8/25第四章距离测量394.4.3相位式光电测距仪原理框图：第39页，课件共55页，创作于2023年2月2023/8/25第四章距离测量404.4.3相位式光电测距仪相位示意图：第40页，课件共55页，创作于2023年2月2023/8/25第四章距离测量414.4.3相位式光电测距仪相位法测距的基本公式：将φ及λ代入得：将Δt代入得：D＝C*Δt/2φ＝2πfΔtΔt＝φ/2πfλ＝c/f平坦地面的距离丈量D=nL0+△L0第41页，课件共55页，创作于2023年2月2023/8/25第四章距离测量424.4.3相位式光电测距仪相位法测距的基本原理上式与钢尺量距公式相比，λ/2相当于尺长，N为整尺段，（λ/2）*ΔN为余尺长。因此我们称λ/2为“光测尺”。由于相位计只能分辨出0～2π之间的相位变化，面不能测出整周期相位数N，同时相位计的精度一般为1/1000，因此若选用波长大的波，则无法保证精度要求，若采用波长短的波，则无法测量长的距离。第42页，课件共55页，创作于2023年2月2023/8/25第四章距离测量434.4.3相位式光电测距仪相位法测距的基本原理为解决这一问题，在测距仪上通常采用多个波长进行测距。用短尺测定精确的小数。用长尺测定距离的大数。第43页，课件共55页，创作于2023年2月2023/8/25第四章距离测量444.4.4距量测量的步骤1、将测距仪和反射镜分别安置于待测距离的两端，仔细地对中。2、测距仪接通电源后照准反射镜，检查经反射镜反回的光强信号，合乎要求后即可开始测距。为避免错误和减少照准误差的影响，可进行若干个测回的观测。第44页，课件共55页，创作于2023年2月2023/8/25第四章距离测量454.4.4距量测量的步骤3、测距读数值记入手簿中，接着观测竖直角并记入手簿的相应栏内。4、由温度计和气压计读取大气温度和气压值。5、按气温和气压进行气象改正，按测线的竖直角进行倾斜改正，最后求得测线的水平距离。第45页，课件共55页，创作于2023年2月2023/8/25第四章距离测量464.4.5测距成果的整理(1)仪器系统误差的改正包括加常数改正、乘常数改正和周期误差的改正。(2)电磁波在大气中传输时受气象条件的影响很大，因而要进行气象改正。(3)归算改正主要有倾斜改正、归算至参考椭球面的改正和投影到高斯平面上的改正等。第46页，课件共55页，创作于2023年2月2023/8/25第四章距离测量474.4.6全站仪及其使用全站仪简介：全站仪，即全站型电子速测仪（ElectronicTotalStation），它是由电子测角、电子测距、电子计算和数据存储单元等组成的三维坐标测量系统，测量结果能自动显示，并能与外围设备交换信息的多功能测量仪器。第47页，课件共55页，创作于2023年2月2023/8/25第四章距离测量484.4.6全站仪及其使用全站仪简介：全站仪较完善地实现了测量和处理过程的电子化和一体化，因此得到了广泛的应用。其基本功能是在仪器照准目标后，通过微处理器的控制，能自动完成测距，水平方向和天顶距读数、观测数据的显示、存储。第48页，课件共55页，创作于2023年2月2023/8/25第四章距离测量494.4.6全站仪及其使用全站仪（图）第49页，课件共55页，创作于2023年2月2023/8/25第四章距离测量504.4.6全站仪及其使用全站仪观测数据的记录方式：通过电缆，将仪器的数据传输接口和外接的记录器连接起来，数据直接存储在外接的记录器中；利用仪器内部