水平距离测量与测设课件

《建筑工程测量》单元四

水平距离测量与测设本章要求目录CONTENTS课题一钢尺量距和视距测量课题二

钢尺在施工中的应用

在工程建设中，经常需要解决这样的问题：两个点位之间的水平距离是多少？如何将图纸上设计好的水平距离在施工场地用测量标志标定出来指导施工等？

这些问题均需要使用一定的测量仪器和工具，采用一定的方法和程序，按照一定的要求来解决。水平距离测量与测设就是解决这些问题的基本技能

水平距离测量与测设主要任务一是测量地面上两点之间的水平距离，二是在地面上测设设计点的平面位置。这些基本技能不仅在工程建设中得以体现，在日常生活中也会通过量距解决一些实际问题。课题一钢尺量距和视距测量课题一钢尺量距和视距测量

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，在测区面积不大时，可用水平面代替水准面。

两点间连续投影在水平面上的长度称为水平距离，不在同一水平面上的两点间的长度称为两点间的倾斜距离。

测量地面两点间的水平距离是确定地面点位的基本测量工作。测量距离的方法主要有钢尺量距、视距测量、光电量距、GPS测距等。实际测量中应按照不同的测距精度要求和作业条件选择合适的测距方法。

直线定线：在待测两点的直线上标定若干点，以便分段丈量，此项工作称为直线定线。课题一钢尺量距和视距测量一、目估定线

从直线远端B走向近端A的定线方法称为走近定线，反之称为走远定线，走近定线比走远定线准确。在平坦地区的一般量距中，直线定线工作常与量距工作同时进行，即边定线边丈量。课题一钢尺量距和视距测量二、经纬仪定线课题一钢尺量距和视距测量技能点2普通钢尺量距方法一、量距工具

1）钢尺

钢尺多为薄钢制成，也称为钢卷尺，一般适用于精度要求较高的距离丈量。钢尺按长度分有20，30，50ｍ等几种规格；按形式分有钢带尺和有皮盒的钢尺；按零点位置的不同，有端点尺和刻线尺。端点尺的零点在尺的最外端，在丈量两实体地物间的距离时较为方便。

2）皮尺

皮尺是用麻线和金属丝制成的带状尺，因伸缩性较大，一般适合于精度较低的距离丈量工作。其基本分划单位为厘米，在每米和每分米处有数字注记，每米处的数字注记一般为红色。其长度有20，30，50ｍ3种规格。它一般为端点尺，其零点由始端拉环的外侧算起。课题一钢尺量距和视距测量

3）铟瓦尺

铟瓦尺是用铁镍以及少量的锰、硅、碳等合金制成的线状尺，也称铟钢尺。因其热膨胀系数较普通钢尺小，因而温度对尺长的伸缩变化影响小，故铟瓦尺的量距精度高，可达到1／1000000，适用于精密量距，但量距十分繁琐，常用于精度要求很高的基线丈量或用于检定普通钢尺。

4）标杆

标杆也称为花杆、测杆，一般由木材、玻璃钢或铝合金制成，其直径约为3～4ｃｍ，长度为2ｍ或3ｍ，其上用红白油漆交替漆成20ｃｍ的小段，杆底部装有铁尖，以便插入地中或对准测点的中心，作为观测觇标使用。

5）测钎

测钎由钢丝或粗铁丝制成，其长度约为30～40ｃｍ。一般以11根或6根为一组，套在铁环上。测钎上端被弯成圆环形，下端磨尖，主要用于标定尺的端点位置和统计整尺段数。

6）垂球

垂球多为金属制成，其外形像圆锥形。一般用来对点、标点和投点。课题一钢尺量距和视距测量课题一钢尺量距和视距测量二、普通钢尺量距方法

距离丈量的普通方法是指当丈量精度要求不高时所采用的量距方法。这种方法量距的精度能达到1／1000～1／3000。

钢尺量距的基本要求是直、平、准。直就是量两点间的直线长度，要求定线直；平就是要量出两点间的水平距离，要求尺身水平；准要求对点、投点要准确，要符合精度要求。

根据地面的起伏状态，可分为平坦地面的距离丈量和倾斜地面的距离丈量两种形式。

（1）平坦地面的距离丈量

平坦地面的距离丈量根据不同的精度要求，可选用整尺法和串尺法量距。

整尺法量距：在平坦地面，当量距精度要求不高时，可采用整尺法量距，也就是直接将钢尺沿地面丈量水平距离。可先进行直线定线工作，也可边定线边丈量。课题一钢尺量距和视距测量课题一钢尺量距和视距测量

（2）倾斜地面的距离丈量

根据地形条件，倾斜地面的距离丈量可分为平量法和斜量法。

①平量法：当地形起伏不大（尺两端的高差不大）时，可采用此法。将钢尺的一端对准测点，另一端抬起（尺子的高度一般不超过前、后尺手的胸高），并用垂球将尺子的端点投影到地面上，在垂球尖处插上测钎，一般后尺手将零端点对准地面点，前尺手目估尺面水平，测出各段的水平距离后，各段相加即得全线段的水平距离。

②斜量法：当倾斜地面的坡度比较均匀时，可采用此法。丈量时将钢尺贴在地面上量斜距Ｓ。若线段距离较长，则应分段量取，最后汇总得全线段的斜距Ｓ。D=Scosα课题一钢尺量距和视距测量

为了提高丈量精度，防止误差，通常采用往返丈量，丈量精度用“相对误差”来衡量：

要求：一般量距：K≤1/3000(平坦)，≤1/1000（山区）课题一钢尺量距和视距测量技能点3精密钢尺量距方法一、精密钢尺量距

精密量距是指精度要求较高，读数为毫米的量距工作。其作法一般采用串尺法进行：

①对于所用钢尺须有毫米分划，至少尺的零点端要有毫米分划。

②在使用前，须对钢尺进行检定，用弹簧秤将钢尺按规定的拉力拉直，得出尺长改正数；用温度计测出检定时和丈量时的尺子温度，以此计算出温度改正数；用水准测量的方法测出各尺段两端的高差，得出倾斜改正数。

③丈量前先用经纬仪进行直线定线工作，尺端位置一般不用测钎标记，在定线时应打下木桩，两木桩之间的距离约小于钢尺的全长，在木桩桩顶钉上小钉或刻画十字线来标定地面点的位置。

④为提高丈量精度，对同一尺段需改动钢尺丈量三次，改动钢尺时以不同的位置对准测点，改动范围一般不超过10ｃｍ。三次丈量的结果若满足限差要求（一般要求三次丈量所得的长度之差不超过2～5ｍｍ），取其平均值作为丈量结果，若超过限差，则应进行第四次丈量，最后取其平均值作为丈量结果。课题一钢尺量距和视距测量二、钢尺精密量距的成果计算

钢尺精密量距时，由于钢尺长度有误差并受量距时的环境影响，对量距结果应进行尺长改正、温度改正及倾斜改正，得出每尺段的水平距离，再将每尺段的水平距离汇总得所求直线的全长，以保证距离测量精度。

（1）尺长改正计算

设钢尺名义长度（尺面上刻划的长度）为l0，其值一般和实际长度（钢尺在标准温度、标准拉力下的长度）ｌ′不相等，因而距离丈量时每量一段都需加入尺长改正。对任一长度为ｌ的尺段，其尺长改正数ΔＬd为：课题一钢尺量距和视距测量

（2）温度改正计算

设钢尺在检定时的温度为ｔ0，在丈量时的温度为ｔ，若钢尺的膨胀系数为α，其值一般为1.25×10－5／1℃，则当丈量距离为ｌ时，其温度改正数为：

（3）倾斜改正计算

如图4.14所示，丈量的斜距为ｌ，测得两端点的高差为ｈ，要得到平距ｌ0，须进行倾斜改正ΔＬｈ，由图可知：课题一钢尺量距和视距测量技能点4视距测量

视距测量是利用望远镜内的视距装置及视距尺（或水准尺），根据几何光学和三角测量的原理，同时测定水平距离和高差的一种测量方法。在一般的测量仪器，如经纬仪、水准仪的望远镜内均有视距装置。在十字丝分划板上刻制上、下两根对称的两条短线，称视距丝。视距测量时根据视距丝和中横丝在视距尺或水准尺的读数来进行距离和高差的计算。课题一钢尺量距和视距测量二、视线水平时的视距测量原理及计算公式

图中Ｄ为要测定的两点间的水平距离，ｈ为两点间的高差，Ａ点安置经纬仪，Ｂ点竖立视距尺（或水准尺）。

图中δ为望远镜物镜中心至仪器中心（竖轴中心）的距离，ｆ为物镜焦距，Ｆ为物镜的焦点，ｉ为视线高（仪器高）

ｍ，ｎ为十字丝分划板上的上、下丝，其间距为ｐ，ｄ为物镜焦点至视距尺的距离，Ｍ，Ｎ分别是十字丝上、下丝在视距尺上的读数，其差值称为尺间隔ｌ：l=N-M课题一钢尺量距和视距测量课题一钢尺量距和视距测量三、视线倾斜时的视距测量原理及计算公式

当地面起伏较大时要进行视距测量，需将望远镜视线倾斜才能瞄到视距尺。这时要测定水平距离，需将视距尺上的尺间隔ｌ（也就是Ｎ，Ｍ的读数差），换算为与视线垂直的尺间隔ｌ′，据此计算出倾斜距离Ｄ′，再根据竖直角α可得到水平距离Ｄ和高差ｈ。课题一钢尺量距和视距测量四、视距测量的观测与计算

若要测定Ａ，Ｂ两点间的水平距离ＤＡＢ和高差ｈＡＢ，其观测步骤和计算方法如下：

1）视距测量的观测

①在测站Ａ点上安置仪器，进行对中、整平；

②量取仪器高ｉ，可用钢卷尺或直接用视距尺量取，量至厘米，记入手簿；

③在Ｂ点竖立视距尺，注意视距尺须立竖直；

④分别以盘左、盘右位置照准某一高度，读取竖盘读数，测定竖盘的指标差；

⑤在盘左位置用望远镜瞄准视距尺，在尺面上读取尺间隔ｌ、中丝读数ｖ及竖盘读数Ｌ，用公式α＝90°－（Ｌ－Ｘ）计算出竖直角。课题一钢尺量距和视距测量

2）视距测量的计算

根据视距测量中水平距离计算式和高差计算式，利用计算器可计算出水平距离Ｄ和高差ｈ。课题二钢尺在施工中的应用技能点1一般方法

从起点A直接用钢尺或测距仪在给定方向上，丈量待放样的水平距离，得B点。

为了检核，应往返丈量两次，取其平均值作为最终结果。课题二钢尺在施工中的应用技能点2精确方法

用直接法测设出B点；精密丈量其距离；根据差值，实地改正。单元测试距离测量的方法主要有哪几种?用钢尺丈量了AB、CD两段距离,AB的往测值为206.32m,返测值为206.17m;CD的往测值为102.83m,返测值为102.74m。问这两段距离的丈量精度是否相同?为什么?试述精密钢尺量距方法的工作步骤。某钢尺的尺长方程式为Lt=30.0000+0.0070+0.0000125×(t-20)×30。用此钢尺在1