最新土木工程测量第04章距离测量精品课件.ppt
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1、进入夏天,少不了一个热字当头,电扇空调陆续登场,每逢此时,总会进入夏天,少不了一个热字当头,电扇空调陆续登场,每逢此时,总会想起那一把蒲扇。蒲扇,是记忆中的农村,夏季经常用的一件物品。记想起那一把蒲扇。蒲扇,是记忆中的农村,夏季经常用的一件物品。记忆中的故乡,每逢进入夏天,集市上最常见的便是蒲扇、凉席,不论男女老忆中的故乡,每逢进入夏天,集市上最常见的便是蒲扇、凉席,不论男女老少,个个手持一把,忽闪忽闪个不停,嘴里叨叨着少,个个手持一把,忽闪忽闪个不停,嘴里叨叨着“怎么这么热怎么这么热”,于是三,于是三五成群,聚在大树下,或站着,或随即坐在石头上,手持那把扇子,边唠嗑五成群,聚在大树下,或站着
2、,或随即坐在石头上,手持那把扇子,边唠嗑边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳,热得满头大汗,不时听到边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳,热得满头大汗,不时听到“强子,别跑强子,别跑了,快来我给你扇扇了,快来我给你扇扇”。孩子们才不听这一套,跑个没完,直到累气喘吁吁,。孩子们才不听这一套,跑个没完,直到累气喘吁吁,这才一跑一踮地围过了,这时母亲总是,好似生气的样子,边扇边训,这才一跑一踮地围过了,这时母亲总是,好似生气的样子,边扇边训,“你你看热的,跑什么?看热的,跑什么?”此时这把蒲扇,是那么凉快,那么的温馨幸福,有母亲此时这把蒲扇,是那么凉快,那么的温馨幸福,有母亲的味道!蒲扇是中国传统工艺品,在我国
3、已有三千年多年的历史。取材的味道!蒲扇是中国传统工艺品,在我国已有三千年多年的历史。取材于棕榈树,制作简单,方便携带,且蒲扇的表面光滑,因而,古人常会在上于棕榈树,制作简单,方便携带,且蒲扇的表面光滑,因而,古人常会在上面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名,实即今日的蒲扇,江浙称之为面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名,实即今日的蒲扇,江浙称之为芭蕉扇。六七十年代,人们最常用的就是这种,似圆非圆,轻巧又便宜的蒲芭蕉扇。六七十年代,人们最常用的就是这种,似圆非圆,轻巧又便宜的蒲扇。蒲扇流传至今,我的记忆中,它跨越了半个世纪,也走过了我们的扇。蒲扇流传至今,我的记忆中,它跨越了半个世纪,也走过
4、了我们的半个人生的轨迹,携带着特有的念想,一年年,一天天,流向长长的时间隧半个人生的轨迹,携带着特有的念想,一年年,一天天,流向长长的时间隧道,袅道,袅4 4 距离测量距离测量距离测量是测量工作的基本工作之一,所谓距离是指距离测量是测量工作的基本工作之一,所谓距离是指两点间的两点间的水平长度水平长度。如果测得的是倾斜距离,还必须改算为水平距离。按照。如果测得的是倾斜距离,还必须改算为水平距离。按照所用仪器、工具的不同,测量距离的方法有所用仪器、工具的不同,测量距离的方法有钢尺直接量距钢尺直接量距、光电测光电测距仪距仪和和光学视距法测距光学视距法测距等。等。本章要点本章要点钢尺量距方法钢尺量距方
5、法钢尺量距成果处理钢尺量距成果处理视距测量原理视距测量原理测量方法和成果计算测量方法和成果计算介绍电磁波测距原理,红外测距仪简介介绍电磁波测距原理,红外测距仪简介4 4 距离测量距离测量4 4 距离测量距离测量4 4 距离测量距离测量4 4 距离测量距离测量4 4 距离测量距离测量4 4 距离测量距离测量4 4 距离测量距离测量4.1 钢钢 尺尺 量量 距距4.1.4 4.1.4 钢尺量距成果整理钢尺量距成果整理精密量距中,每一尺段需进行尺长改正、温度改正及倾斜改正精密量距中,每一尺段需进行尺长改正、温度改正及倾斜改正,求出改正后的尺段长度。,求出改正后的尺段长度。尺长改正尺长改正 钢尺名义长
6、度钢尺名义长度l l0 0一般和实际长度不相等,每量一段都需加入尺一般和实际长度不相等,每量一段都需加入尺长改正。在标准拉力、标准温度下经过检定实际长度为长改正。在标准拉力、标准温度下经过检定实际长度为ll,其差,其差值值ll为整尺段的尺长改正,即为整尺段的尺长改正,即l=l-ll=l-l0 0任一长度任一长度l l尺长改正公式为:尺长改正公式为:lld d=l=ll/ll/l0 0(4-3)(4-3)l=l-ll=l-l0 0lld d=l=ll/ll/l0 0(4-3)(4-3)温度改正温度改正设钢尺在检定时的温度为设钢尺在检定时的温度为t t0 0,丈量时的温度为,丈量时的温度为tt,钢
7、尺的线,钢尺的线膨胀系数膨胀系数( (一般为一般为0.0000125/)0.0000125/)。则某尺段。则某尺段l l的温度改正为:的温度改正为:llt t=(t-t=(t-t0 0)l)l(4-4)(4-4)llt t=(t-t=(t-t0 0)l)l(4-4)(4-4)4 4 距离测量距离测量4.1 钢钢 尺尺 量量 距距4.1.4 4.1.4 钢尺量距成果整理钢尺量距成果整理倾斜改正倾斜改正设沿地面量斜距为设沿地面量斜距为l l,测得高差为,测得高差为h h, ,换成平距换成平距d d要进行倾斜改正要进行倾斜改正。公式为。公式为( (图图L-4-9)L-4-9):上式用级数展开:上式用
8、级数展开: 1)1()(21222/122lhllhlldlh 1)821(4422lHlhllh当高差不大时,当高差不大时,h h与与l l比值很小,取前两项得倾斜改正为:比值很小,取前两项得倾斜改正为:(4-5)lhlh22每一尺段改正后的水平距离为:每一尺段改正后的水平距离为:(4-6)htdlllld4 4 距离测量距离测量4.1 钢钢 尺尺 量量 距距4.1.5 4.1.5 钢尺检定钢尺检定由于钢尺制造误差,以及长期使用产生的变形使得钢尺名义长由于钢尺制造误差,以及长期使用产生的变形使得钢尺名义长度和实际长度不一样,因此在精密量距前必须对钢尺进行检定。度和实际长度不一样,因此在精密量
9、距前必须对钢尺进行检定。钢尺检定室应是恒温室,一般用平台法。将钢尺放在长度为钢尺检定室应是恒温室,一般用平台法。将钢尺放在长度为30m(30m(或或50m)50m)的水泥平台上,平台二端安装有施加拉力的拉力架。给的水泥平台上,平台二端安装有施加拉力的拉力架。给钢尺施加标准拉力钢尺施加标准拉力(100N)(100N),然后用标准尺量测被检定钢尺,得到在,然后用标准尺量测被检定钢尺,得到在标准温度、标准拉力下的实际长度,最后给出尺长随温度变化的函标准温度、标准拉力下的实际长度,最后给出尺长随温度变化的函数式,称为尺长方程式。数式,称为尺长方程式。l lt t=l=l0 0+l+ld d+(t-t+
10、(t-t0 0)l)l0 0 (4-7)(4-7)l lt t=l=l0 0+l+ld d+(t-t+(t-t0 0)l)l0 0 (4-7)(4-7)4 4 距离测量距离测量4.2 钢尺量距误差及注意事项钢尺量距误差及注意事项影响钢尺量距精度的因素很多,主要有定线误差、尺长误差、影响钢尺量距精度的因素很多,主要有定线误差、尺长误差、温度测定误差、钢尺倾斜误差、拉力不均误差、钢尺对准误差、读温度测定误差、钢尺倾斜误差、拉力不均误差、钢尺对准误差、读数误差等。现择其主要者讨论如下。数误差等。现择其主要者讨论如下。定线误差定线误差在量距时由于钢尺没有准确地安放在待量距的直线方向上,所在量距时由于钢
11、尺没有准确地安放在待量距的直线方向上,所量的是折线而不是直线,造成量距结果偏大,如图量的是折线而不是直线,造成量距结果偏大,如图4-44-4所示。所示。设定线误差为设定线误差为,一尺段的量距误差为:,一尺段的量距误差为:(4-8)lll222222)(2当当 ,l=30ml=30m时,时,0.12m0.12m,3mm3mm,所以目视,所以目视定线即可达此精度。定线即可达此精度。300001l4 4 距离测量距离测量4.2 钢尺量距误差及注意事项钢尺量距误差及注意事项尺长误差尺长误差钢尺名义长度与实际长度之差产生的尺长误差对量距的影响,钢尺名义长度与实际长度之差产生的尺长误差对量距的影响,是随着
12、距离的增加而增加的。在高精度量距时应加是随着距离的增加而增加的。在高精度量距时应加尺长改正尺长改正,并要,并要求钢尺检定误差求钢尺检定误差1mm1mm。温度测定误差温度测定误差据钢尺温度改正公式据钢尺温度改正公式llt t=(t-t=(t-t0 0)l)l,当温度引起的误差为,当温度引起的误差为1/300001/30000时,温度测量误差不应超出时,温度测量误差不应超出33,此外在测试温度计显示此外在测试温度计显示的是空气环境温度,不是钢尺本身的温度。在阳光暴晒下,钢尺与的是空气环境温度,不是钢尺本身的温度。在阳光暴晒下,钢尺与环境测试可差环境测试可差55。所以量距冝在阴天进行。最好用半导体温
13、度计。所以量距冝在阴天进行。最好用半导体温度计测量钢尺的自身温度。测量钢尺的自身温度。拉力不均误差拉力不均误差钢尺具有弹性,会因受拉而伸长。钢尺弹性模量钢尺具有弹性,会因受拉而伸长。钢尺弹性模量E=2E=210105 5MPaMPa,设钢尺断面积设钢尺断面积A=0.04cmA=0.04cm2 2, ,钢尺拉力拉力误差为钢尺拉力拉力误差为pp,据虎克定律,据虎克定律,钢尺伸长误差为:钢尺伸长误差为:(4-9)EAPlp当拉力误差为当拉力误差为30N30N,尺长,尺长30m30m,钢尺量距误差为,钢尺量距误差为1mm1mm,所以精密量,所以精密量距时应使用弹簧秤控制拉力。距时应使用弹簧秤控制拉力。
14、4 4 距离测量距离测量4.2 钢尺量距误差及注意事项钢尺量距误差及注意事项钢尺对准及读数误差钢尺对准及读数误差在量距时,由于钢尺对点误差、测钎安置误差及读数误差都会在量距时,由于钢尺对点误差、测钎安置误差及读数误差都会使量距产生误差。这些误差是偶然误差,所以量距时,应仔细认真使量距产生误差。这些误差是偶然误差,所以量距时,应仔细认真。并采用多次丈量取平均值的方法,以提高量距精度并采用多次丈量取平均值的方法,以提高量距精度。此外,钢尺。此外,钢尺基本分划为基本分划为1mm1mm,一般读数也到毫米,若不仔细会产生较大误差,一般读数也到毫米,若不仔细会产生较大误差,所以测量时要认真仔细。所以测量时
15、要认真仔细。钢尺倾斜误差钢尺倾斜误差钢尺量距时若钢尺不水平,或钢尺测量距离时两端高差测定有钢尺量距时若钢尺不水平,或钢尺测量距离时两端高差测定有误差,对测量会产生误差,使距离测量值偏大,倾斜改正公式见式误差,对测量会产生误差,使距离测量值偏大,倾斜改正公式见式(4-5) (4-5) (llh h=-h=-h2 2/2l/2l ) )。从式从式(4-5)(4-5)可见,高差的大小及其测定误差对测距误差有影响可见,高差的大小及其测定误差对测距误差有影响。对于。对于30m30m的钢尺,当的钢尺,当h=1mh=1m,高差测定误差,高差测定误差m mh h= =5mm5mm时,产生测距时,产生测距误差为
16、误差为0.17mm0.17mm。所以在精密量距时,用普通水准仪测定高差即可。所以在精密量距时,用普通水准仪测定高差即可在普通量距时,用目估持平钢尺,经统计会产生在普通量距时,用目估持平钢尺,经统计会产生5050倾斜倾斜( (相相当于当于0.44m0.44m高差误差高差误差) ),对量距约产生,对量距约产生3mm3mm误差。误差。4 4 距离测量距离测量4.3 视视 距距 测测 量量4.3.1 4.3.1 视距测量原理视距测量原理视距测量是利用望远镜内的视距装置配合视距尺,根据几何光视距测量是利用望远镜内的视距装置配合视距尺,根据几何光学和三角测量原理,同时测定距离和高差的方法。最简单的视距装学
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