工程测量距离测量.ppt

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1、第四章第四章距离测量距离测量工程测量工程测量工程测量工程测量1第四章第四章 距离测量距离测量4.14.1卷尺量距卷尺量距4.24.2视距测量视距测量4.34.3光电测距光电测距4.44.4直线定向直线定向一、所用主要工具一、所用主要工具：钢尺、皮尺：钢尺、皮尺 皮尺皮尺钢尺钢尺4.14.1卷尺量距卷尺量距钢尺：钢尺：端点尺端点尺刻线尺刻线尺34567891009cm34567890129cm 辅助工具辅助工具花杆花杆测钎测钎垂球垂球温度计温度计弹簧秤弹簧秤二、直线定线二、直线定线 在地面上标定出位于同一直线上的在地面上标定出位于同一直线上的若干点，以便分段丈量。若干点，以便分段丈量。分为分为目

2、视定线目视定线和和经纬仪定线经纬仪定线两种两种1 1、目视定线、目视定线AB1232 2、经纬仪定线、经纬仪定线AB12三、钢尺量距的一般方法三、钢尺量距的一般方法 1 1、平地量距、平地量距 2 2、斜坡量距、斜坡量距1 1、平地量距、平地量距AB123 LLLqDAB=nL+q2 2、斜坡量距、斜坡量距L1L2L3DAB=LiDAB=L cosLh四、钢尺量距的记录方法与精度四、钢尺量距的记录方法与精度测线测线整尺段数整尺段数零尺段零尺段 总长度总长度平均长度平均长度 精度精度AB往往65036.537336.53765036.428336.428336.482相对误差相对误差1 3087

3、K限限=1 2000 或或 1 1000返返量距的误差分析量距的误差分析定线误差定线误差AB倾斜误差倾斜误差 温度误差温度误差 尺长误差尺长误差精密量距精密量距：一般指量距精度要求高于：一般指量距精度要求高于12000的量距。的量距。1.量距步骤：量距步骤：（1）定线）定线:经纬仪定线，钢尺概量一整尺（约经纬仪定线，钢尺概量一整尺（约小小5cm）打下木桩，桩顶标点定直线。）打下木桩，桩顶标点定直线。（2）测定桩顶间高差）测定桩顶间高差（3）量距）量距：精确到：精确到0.1毫米，测得斜距毫米，测得斜距（4）成果整理：）成果整理：进行尺长、温度、倾斜改正，进行尺长、温度、倾斜改正，必要时进行距离改

4、化。必要时进行距离改化。五、钢尺量距的精密方法五、钢尺量距的精密方法 精密量距时需检定钢尺。精密量距时需检定钢尺。实际的实际的尺长方程式尺长方程式为：为：其中：其中：名义长度；名义长度；温度温度t时的实际长度；时的实际长度；尺长改正数；尺长改正数；检定时的温度；检定时的温度；测量时的实时温度；测量时的实时温度；钢尺的膨胀系数，一般为钢尺的膨胀系数，一般为（1.161.25）2、钢尺的检定钢尺的检定3 3、距离改正距离改正三项改正数：三项改正数：1.尺长改正：尺长改正：2.温度改正：温度改正：为膨胀系数，一般取为膨胀系数，一般取0.000012/C3.倾斜改正：倾斜改正：4.最终距离最终距离：水

5、平距离成果整理水平距离成果整理例例1：某钢尺名义长度：某钢尺名义长度30m，其尺长方程式为：，其尺长方程式为：lt=30m+0.007m+30 0.0000125 (t-20 C)m,用用这根钢尺在温度为这根钢尺在温度为16时丈量一段水平距离时丈量一段水平距离为为29.62m，求出改正后的实际距离，求出改正后的实际距离lt=30m+0.007m+30 0.0000125 (16-20)m =30.0055m所以所量实际长度为：所以所量实际长度为：D=29.62 30.006/30=29.62517倾斜距离成果整理倾斜距离成果整理例例2：某尺段实测距离为：某尺段实测距离为29.8655m，钢尺尺

6、，钢尺尺长方程式为：长方程式为：lt=30m+0.005m+30 0.0000125 (t-20 C)m丈量时温度为丈量时温度为30，这段距离两端高差为，这段距离两端高差为0.238m，求水平距离。，求水平距离。18作业作业使用一支使用一支30m的钢尺，用标准的钢尺，用标准100N的拉力，的拉力，沿倾斜地面往返丈量沿倾斜地面往返丈量AB边的距离，用水准边的距离，用水准仪测得两端点高差为仪测得两端点高差为2.54m，往测平均温度，往测平均温度为为32.4，往测距离为，往测距离为234.943m，返测温度，返测温度为为33.0 ，返测距离为，返测距离为234.932m，尺长方，尺长方程式为：程式为

7、：lt=30m-1.8mm+0.36 (t-20 C)mm计算改正后的水平距离并计算往返丈量的计算改正后的水平距离并计算往返丈量的相对精度相对精度19第四章第四章 距离测量距离测量4.14.1钢尺量距钢尺量距4.24.2视距测量视距测量4.34.3光电测距光电测距4.44.4直线定向直线定向4.24.2视距测量视距测量一、视距测量的概念：一、视距测量的概念：使用带有使用带有视距丝视距丝的仪器间接的仪器间接地同时测定地面上两点间的地同时测定地面上两点间的距离距离和和高差高差。所用仪器是经纬仪（有。所用仪器是经纬仪（有时可用水准仪）和视距尺。时可用水准仪）和视距尺。经纬仪和水准仪经纬仪和水准仪视距

8、丝视距丝上丝上丝下丝下丝尺间隔尺间隔二、视距测量的原理和公式二、视距测量的原理和公式1.视准轴水平时视准轴水平时ABmMnNfdpD hsiD=ks；h=ilFl二、视距测量的原理和公式二、视距测量的原理和公式2、视准轴倾斜时、视准轴倾斜时ABDhMNMND=Ks cos2 h=D tg+i-lDCilD tg三、视距测量方法三、视距测量方法（1）将经纬仪安置在测站）将经纬仪安置在测站A，进行对中和整平。，进行对中和整平。（2）量取仪器高）量取仪器高i（3）将视距尺立于欲测的）将视距尺立于欲测的B点上，分别读出上、下点上，分别读出上、下视距丝和中丝读数视距丝和中丝读数l，将下丝读数减上丝读数得

9、视，将下丝读数减上丝读数得视距间距距间距S。（4）在中丝不变的情况下读取竖直度盘读数，并将）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竖盘读数换算为竖直角。（5）根据测得的）根据测得的S、i和和l计算水平距离计算水平距离D和高差和高差h，再根据测站的高程计算出测点的高程。，再根据测站的高程计算出测点的高程。视视 距距 测测 量量 记记 录录 表表测区测区 观测者观测者 记录者记录者年月日年月日 天天 气气 测站名称测站名称 测站高程测站高程仪器高仪器高 乘常数乘常数 加常数加常数 指标差指标差x=四、视距测量误差主要来源四、视距测量误差主要来源1.视距读数误差视距读数误差2.

10、竖直角测量误差竖直角测量误差3.标尺倾斜误差标尺倾斜误差4.大气垂直折光的影响大气垂直折光的影响第四章第四章 距离测量距离测量4.14.1钢尺量距钢尺量距4.24.2视距测量视距测量4.34.3光电测距光电测距4.44.4直线定向直线定向光电测距仪光电测距仪:以激光和红外光为载波以激光和红外光为载波微波测距仪微波测距仪:以微波为载波的测距仪以微波为载波的测距仪光光电电测测距距仪仪:通通过过测测定定光光波波在在两两点点间间传传播播的的时间来计算距离时间来计算距离 按按测测定定传传播播时时间间方方式式的的不不同同，可可分分为为相相位位式式测测距仪和脉冲式测距仪；距仪和脉冲式测距仪；按按测测程程的的

11、大大小小，可可分分为为远远程程(20(20 kmkm以以上上)、中中程程(5-20km)(5-20km)和短程和短程(5 km(5 km以下以下)三类。三类。一、相位式光电测距仪的基本原理一、相位式光电测距仪的基本原理 D=c t/2D=c t/2 c=c c=c0 0/n/nt=N T+T t=N T+T 调制频率为调制频率为f,T=1/ff,T=1/f=cT=c/f c=f=/T=cT=c/f c=f=/T T=(/2)TT=(/2)TD=D=（N+/2N+/2）/2/2 D各型号的大致相同。各型号的大致相同。主要由：主要由：v照准头照准头v控制器控制器v反光镜反光镜等组成。等组成。二、测

12、距仪的构造二、测距仪的构造ND3000/2000红外测距仪红外测距仪经纬仪经纬仪+光电测距仪光电测距仪电电子子经经纬纬仪仪+光光电电测测距距仪仪测距仪用反射棱镜测距仪用反射棱镜三、测量距离的步骤三、测量距离的步骤将测距仪和反射镜分别安置在测段两点上。将测距仪和反射镜分别安置在测段两点上。望远镜瞄准反光镜相应位置，反射镜面与入望远镜瞄准反光镜相应位置，反射镜面与入射光线垂直。射光线垂直。打开开关，检查光电信号的强弱，合乎要求打开开关，检查光电信号的强弱，合乎要求后开始测距。后开始测距。记录若干次读数，为一测回。并记录大气温记录若干次读数，为一测回。并记录大气温度和气压。度和气压。总结：三种测距方

13、法的比较总结：三种测距方法的比较方法方法特点特点钢尺量距钢尺量距劳动强度大，工作效率低，受地形劳动强度大，工作效率低，受地形影响大，精度为影响大，精度为1/10001/4000视距测量视距测量观测速度快，操作方便，不受地形观测速度快，操作方便，不受地形限制，精度为限制，精度为1/2001/300，测程小。测程小。广泛应用在地形测量中。广泛应用在地形测量中。光电测距光电测距观测速度快，测程大，不受地形影观测速度快，测程大，不受地形影响，精度极高。响，精度极高。第四章第四章 距离测量距离测量4.14.1钢尺量距钢尺量距4.24.2视距测量视距测量4.34.3光电测距光电测距4.44.4直线定向直线

14、定向P直线定向直线定向：确定直线的方向称为直线定向。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。确定直线与标准方向之间水平夹角的工作。一、标准方向一、标准方向1.1.真子午线方向：真子午线方向：地面上某地面上某点真子午线的切线方向。点真子午线的切线方向。又叫真北方向又叫真北方向,用天文用天文测量或用陀螺经纬仪测量。测量或用陀螺经纬仪测量。4.44.4直线定向直线定向3、坐标纵线方向、坐标纵线方向（x x轴）轴）：高斯高斯克吕克吕格平面直角坐标的坐标纵轴方向格平面直角坐标的坐标纵轴方向2、磁子午线、磁子午线方向方向：磁针在地球磁场的作磁针在地球磁场的作用下自由静止时所指的方

15、向。用下自由静止时所指的方向。PXY（1 1）真北方向与磁北方向之间的关系）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。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我国磁偏角的变化大约在+6+6到到-10-10之间。之间。41（2 2）真北方向与坐标）真北方向与坐标北方向之间的关系北方向之间的关系 在中央子午线以东在中央子午线以东地区，各点的坐标纵轴地区，各点的坐标纵轴偏在真子午线的东边，偏在真子午线的东边，为正值；在中央子午线为正值；在中央子午线以西地区，以西地区，为负

16、值。为负值。可用下式计算：可用下式计算：42方位角方位角：自标准方向北端起算，顺时针转至某直自标准方向北端起算，顺时针转至某直线的水平夹角，范围：线的水平夹角，范围：0360度度根据所取的标准方向不同，方位角可分为：根据所取的标准方向不同，方位角可分为：v 真方位角真方位角Av 磁方位角磁方位角Amv 坐标方位角坐标方位角二、方位角、正、反方位角二、方位角、正、反方位角N ABAB 特点：特点：从标准方向北端起；从标准方向北端起；顺时针；顺时针；方位角的范围：方位角的范围：0360。44坐标方位角坐标方位角45NN ABAB BA 由于真由于真(磁磁)方位角在各点上不相同，而各点的坐标北方位角

17、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。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（正、反坐标方位角（对于对于A A点来说的点来说的）相差）相差180180度。度。BA=AB+180AB=BA-180注意：正反方位角是相对某直注意：正反方位角是相对某直线方向而言，是相对概念线方向而言，是相对概念 坐标方位角的推算坐标方位角的推算 若已知直线若已知直线12的方位角的方位角12，12和和23间的间的水平角水平角2 左左（或（或2右右），来推算直线），来推算直线23的方的方位角位角 23。推算公式推算公式23=12 2 左左 18023=12

18、2 右右+18012312232 左左2 右右2147支导线支导线AB123AB123 ，已知，已知AB=484848=484848，测得导线左角测得导线左角 B B 27136362713636，1 1941818941818 2 210106061010606 3 326724242672424计算各边的坐标方位角。计算各边的坐标方位角。AB1AB243N定义：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，称为该直线的象限角。用R表示。特点：特点：(a)(a)象限角的范围：象限角的范围：009090，并需注，并需注明象限名称。例如明象限名称。例如NE 30,SW 40 NE 30,SW 40。(b)(b)从标准方向北端或南端起算。从标准方向北端或南端起算。(c)(c)顺时针或逆时针。顺时针或逆时针。象限角象限角OENASWBCDROAROBROCROD坐标方位角与象限角关系坐标方位角与象限角关系49象限象限方位角方位角OENASWBCDROAOB