《3距离测量》培训课件

3距离测量3.1钢尺量距3.2视距测量3.3光电测距3.4直线定向3.1钢尺量距1.钢尺量距的工具(1)钢尺——长度20m，30m，50m端点尺与刻线尺(2)辅助工具2.直线定线确定分段点在待量直线上(1)目测定线(2)经纬仪定线

3.一般方法量距(1)平坦地段距离丈量先量整尺段长，最后量余长DAB=n×尺段长+余长往、返丈量，返测时需重新定线往、返量距相对误差K=|DAB－DBA|/D≤1/3000例——

DAB=162.73m，DBA=162.78m相对误差K=|162.73－162.78|/162.755=1/3255<1/3000(2)倾斜地区的距离丈量

①平量法——吊垂球线投影②斜量法——量斜距，测高差或竖角化算平距D=Scosα=√S2－h24.精密方法量距一般方法相对误差——1/1000~1/5000精密方法相对误差——1/10000~1/40000主要工具——钢尺、弹簧秤、温度计、尺夹等检验钢尺——尺长方程式量距时用弹簧秤施加鉴定时的拉力(15kg)距离——加温度与尺长改正5.钢尺量距的误差分析及注意事项(1)尺长误差——钢尺名义长与实际长不符误差——累积性，量距越长，误差越大(2)温度误差——温度变化1℃,量距30m——0.4mm

(3)钢尺倾斜和垂曲误差地面不平，钢尺不水平、中间下垂成曲线所量长度＞实际长度，悬空丈量，中间有人托钢尺(4)定线误差量距为一组折线，丈量结果偏大量距30m，偏差0.25m时，量距偏大1mm(5)拉力误差钢尺丈量拉力应与检定拉力相同拉力变化——2.6kg，尺长改变——1mm(6)丈量误差插测钎不准，前、后尺手配合不佳，余长读数不准丈量中应尽量准确对点，配合协调弹簧称加力温度计24.5℃望远镜十字丝分划板视距丝，厘米分划视距标尺光学原理测定两点——距离、高差视距测量相对误差——1/300，低于钢尺量距测定高差精度低于水准测量主要用途——地形测量的碎部测量3.2视距测量1.视准轴水平时的视距计算公式l——视距间隔相似原理：d/f=l/p，d=lf/p=Kl，K=f/p，K=100D=d+f+δ=Kl+C，C=f+δ相对于Kl，C一般很小，忽略不计，D≈Kl例：D=Kl=100(1.385－1.188)=19.7m高差：hAB=i－v2.视准轴倾斜时的视距测量公式

l'=lcosα，S=Kl'=KlcosαD=Scosα=Klcos2αh'=Ssinα=Klcosαsinα=0.5Klsin2α=Dtanαh+v=h'+i，h=h'+i－v=0.5KLsin2α+i－v=Dtanα+i－v[例3-1]

HA=35.32m，i=1.39m，上、下丝读数为1.264m，2.336m，盘左竖盘读数L=82o26'00"，竖盘指标差x=1'求两点间平距和高差[解]：视距间隔——l=2.336－1.264=1.072m竖角——α=90o－82o26'00"+1'=7o35'平距——D=Klcos2α=105.333m中丝——v=(上丝+下丝)/2=1.8m高差——h=Dtanα+i－v=+13.613mB点高程——HB=35.32+13.613=48.933m3.视距测量的施测视距测量步骤（1）安置仪器与测站点（2）量取仪器高i（3）将视距尺立于目标点上，观测读数，中丝读数v，视距Kl、竖盘盘左读数L、或采用一测回观测，读取竖盘盘左和盘右的读数L和R，按照公式计算竖直角。（4）按公式计算平距、高差和高程。4.视距测量注意事项（1）为减少垂直折光的影响，观测时应尽可能使视线离地面1m以上。（2）作业时，要将视距尺垂直，并尽量采用带有水准器的视距尺。（3）读取竖盘读书时应严格消除指标差，以减小对高差的影响。（4）视距尺一般应是厘米刻划的整体尺。如果是塔尺应注意检查各节尺的接头是否准确。（5）要在成像稳定的情况下进行。1.光电测距原理(Electro-magneticDistanceMeasuring)——EDM电磁波(光波或微波)作载波——传输测距信号间接测量两点距离测距基准:真空光速c0=299792458±1.2m/s3.3光电测距

测量光波在待测距离往、返传播一次所需时间t2DD=ct2D/2，c——大气光速c=c0/n，c0=299792457.4±0.1m/s——真空光速n≥1——大气折射率n=f(λ,t,P)——光波长λ，大气温度t，大气压力P的函数（1）脉冲式光电测距仪测量发射尖脉冲在待测距离往返传播时间解算距离钟脉冲振荡频率——f0，周期T0=1/f0计数器钟脉冲数——q光脉冲往返传播时间——t2D=qT0问题——电子计数器只能记忆整数钟脉冲数q有±1钟脉冲误差，测距误差mD=0.5cT0=0.5c/f0f0=15MHz，c≈3×108m，mD=10m令mD=0.01m，f0=0.5c/mD=15000MHz人类可做到的石英晶振频率误差为1×10-6级最高频率为300MHz，测距误差——mD=0.5c/f0=0.5mWild脉冲测距仪——DI3000解决方案核心技术——一个特殊充放电电容器放电时间T是充电时间t的数千倍用测距时间t2D对电容器充电，然后放电通过填充钟脉冲测量放电时间T2D设t2D=T2D/3000，等价将充电时间误差缩小3000倍f0=15MHz，mD=10m/3000=0.0033m=3.3mmWildDI3000脉冲测距仪（2）相位式光电测距仪测量正弦光波在待测距离往返传播相位差解算t2D频率f正弦光波振荡一周期相位移——2π发射正弦光波经2D距离后相位移——φ=2πN+Δφ正弦光波振荡频率f

的意义——1秒钟振荡次数正弦光波经t2D秒钟后振荡相位移——φ=2πft2D时间方程——2πft2D=2πN+Δφt2D=(N+Δφ/2π)/f=(N+ΔN)/f，ΔN=Δφ/2πD=0.5ct2D=0.5c(N+ΔN)/f=0.5cT(N+ΔN)=0.5λS(N+ΔN)λS=c/f=cT——正弦波波长0.5λS——正弦波半波长，测尺调制频率f——越大，测尺长0.5λS——越短电子相位计将两个正弦波比相测量相位差Δφ求出不足一周期小数ΔN=Δφ/2π，测不出整周数N距离D=0.5λS(N+ΔN)存在多值解只有当D<0.5λS时，N=0，才不存在多值解解决方法——用不同长度多把测尺测距，组合距离最短测尺——精测尺，其余测尺——粗测尺精粗测尺所测距离组合——最终距离测程1km测距仪两把测尺——10m(15MHz)，1000m(150KHz)待测距离为586.486m用1000m粗测尺测量的距离0.5λ粗

ΔN=1000×0.5871=587.1m

用10m精测尺测量的距离0.5λ精ΔN=10×0.6486=6.486m精粗测尺测距结果组合过程

587.1

6.486

586.486m精粗测尺测距结果组合由测距仪微处理器自动完成结果送显示窗显示，无需人工干预2.光电测距仪

主要构造：测距主机、反射棱镜、电源和充电设备。ND3000测距仪内部结构主要技术参数①

红外光源波长——0.865μ

m②测尺长及对应的调制频率

精测尺：10m，f1=14.835546MHz

粗测尺1：1000m，f2=148.35546kHz

粗测尺2：10000m，f3=14.835546kHz③测程——2500m(单棱镜)，3500m(三棱镜)④标称精度——±(5mm+3ppm)⑤测量时间——正常测距3s,跟踪测距、初始测距3s以后每次测距0.8s⑥供电——6V镍镉(NiCd)可充电电池⑦气象改正比例系数计算公式：手持激光测距仪用于建筑施工、房产测量——距离/面积/体积测量。1)技术参数①激光最大发射功率：<1mW②激光：2级红色激光，波长620~690nm③测量误差：1.5mm+20ppm④测程：0.05~200m，白色墙面(100m)，干燥混凝土面(70m)，干燥水泥或砖面(50m)表面太粗糙无法测距时应使用PDA50目标板⑤激光束光斑直径：6/30/60mm(10/50/100m)⑥电源：2×1.5V/5号AAA电池测量15000次2×1.2V镍氢可充电电池测量8000次。2)距离测量(1)单次测距模式按键，PD30发射红色指示激光供照准目标点再按键测距，屏幕显示距离。(2)连续测距模式按住键2s，进入连续测距模式距离随激光光斑移动实时变化，变化速率为6～10次/s再按键停止连续测距。(3)距离相加功能按键，PD30发射红色指示激光供照准目标点再按键测距，屏幕显示前次距离加本次距离之和

(4)距离相减功能按键，PD30发射红色指示激光供照准目标点再按键测距，屏幕显示前次距离减本次距离之差

3)矩形面积测量按键进入单个矩形面积测量功能对准矩形的第一条边长按键对准矩形的第二条边长按键，显示面积值。4)立方体体积测量按键进入立方体积测量功能对准立方体的第一条边长按键对准立方体的第二条边长按键对准立方体的第三条边长按键，显示体积值。确定地面直线与标准北方向的水平夹角1.标准方向(1)真北方向真子午线——地面P点子午面与地表的交线真北方向——真子午线在P点切线北方向测量方法——天文测量，陀螺经纬仪/陀螺全站仪(2)磁北方向磁北方向——P点，磁针自由静止时北端所指方向测量方法——罗盘仪(3)坐标北方向高斯平面直角坐标系，过P点平行x轴的北方向3.4直线定向确定地面直线与标准北方向的水平夹角中、小比例尺地形图的图廓外注记有本幅图的三北方向关系图2.方位角与象限角(1)方位角从直线起点的标准方向北端起，顺时针方向量至直线的水平夹角，称为该直线的方位角；其角值范围为0°~360°。(2)象限角某直线的象限角是由直线起点的标准方向北端或南端起，沿顺时针或逆时针方向量至该直线的锐角，用R表示。。(3)象限角和坐标方位角之间的转换3.正反坐标方位角直线1-2：点1是起点，点2是终点。α12—

正坐标方位角α