工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量

1、工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 回顧回顧: : 第一章第一章 測(cè)量的基本知識(shí)測(cè)量的基本知識(shí) 第一節(jié)第一節(jié) 測(cè)繪學(xué)概述測(cè)繪學(xué)概述: : 測(cè)量學(xué)的定義測(cè)量學(xué)的定義 主要分支學(xué)科主要分支學(xué)科 測(cè)量測(cè)量 工作的主要任務(wù)工作的主要任務(wù) 測(cè)量工作的地位和作用測(cè)量工作的地位和作用 第二節(jié)第二節(jié) 地球的形狀和大小地球的形狀和大小: :地球的自然表面地球的自然表面 大地體和大地大地體和大地 水準(zhǔn)面水準(zhǔn)面 參考橢球面參考橢球面 地球的數(shù)學(xué)模型地球的數(shù)學(xué)模型 第三節(jié)第三節(jié): :坐標(biāo)系和地面點(diǎn)位的確定坐標(biāo)系和地面點(diǎn)位的確定: : 測(cè)量工作常用到的基本測(cè)量工作常用到的基本 的線和面的線和面 幾種坐標(biāo)系統(tǒng)幾種坐標(biāo)系統(tǒng) 第四節(jié)第四節(jié):

2、 : 測(cè)量工作的原則和基本測(cè)量工作測(cè)量工作的原則和基本測(cè)量工作 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 第二節(jié)第二節(jié) 鋼尺量距鋼尺量距 第三節(jié)第三節(jié) 視距測(cè)量（光學(xué)測(cè)距）視距測(cè)量（光學(xué)測(cè)距） 第四節(jié)第四節(jié) 電磁波測(cè)距（光電測(cè)距）電磁波測(cè)距（光電測(cè)距） 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 A L 距離測(cè)量距離測(cè)量：指用工具在地面上量測(cè)兩點(diǎn)之間的水平距離指用工具在地面上量測(cè)兩點(diǎn)之間的水平距離 。 如果測(cè)得的是傾斜距離，還必須改算為水平距離。如果測(cè)得的是傾斜距離，還必須改算為水平距離。 分分 類(lèi)類(lèi)：按照所用儀器、工具的不同，按照所用儀器、工具的不同， 測(cè)量距離的方法測(cè)量距離的方法 有鋼尺量距、光電測(cè)距（電磁波測(cè)

3、距）和光學(xué)測(cè)距（視距測(cè)有鋼尺量距、光電測(cè)距（電磁波測(cè)距）和光學(xué)測(cè)距（視距測(cè) 量）等。丈量方法按精度要求的不同而異。量）等。丈量方法按精度要求的不同而異。 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 一、鋼尺量距的一般方法一、鋼尺量距的一般方法 二、鋼尺量距的有關(guān)改正二、鋼尺量距的有關(guān)改正 三、鋼尺量距的誤差分析三、鋼尺量距的誤差分析 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 1. 1. 量距的工具量距的工具 2. 2. 直線定線直線定線 3. 3. 量距方法量距方法 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 主要工具主要工具 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 鋼尺是鋼制的帶尺，一般寬鋼尺是鋼制的帶尺，一般寬1010 15mm 15mm，厚，厚0.4mm0.4mm。 種類(lèi)：長(zhǎng)

4、度有種類(lèi)：長(zhǎng)度有20m20m、30m30m及及50m50m幾種，卷放在圓形盒幾種，卷放在圓形盒 內(nèi)或金屬架上（架式鋼卷尺）。內(nèi)或金屬架上（架式鋼卷尺）。 由于尺的零點(diǎn)位置的不同，又有由于尺的零點(diǎn)位置的不同，又有 端點(diǎn)尺和刻端點(diǎn)尺和刻 線尺的區(qū)別。線尺的區(qū)別。 端點(diǎn)尺是以尺的最外端作為尺的零端點(diǎn)尺是以尺的最外端作為尺的零 點(diǎn)，當(dāng)從建筑物墻邊開(kāi)始丈量時(shí)使用很方便。點(diǎn)，當(dāng)從建筑物墻邊開(kāi)始丈量時(shí)使用很方便。 刻刻 線尺是以尺前端的一刻線作為尺的零點(diǎn)。線尺是以尺前端的一刻線作為尺的零點(diǎn)。 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 端點(diǎn)尺是以尺端點(diǎn)尺是以尺 的最外端作為的最外端作為 尺的零點(diǎn)尺的零點(diǎn) 刻線尺是以尺刻線尺是以尺

5、前端的一刻線前端的一刻線 作為尺的零點(diǎn)作為尺的零點(diǎn) 一般鋼尺在起點(diǎn)處一分米內(nèi)刻有毫米分劃；有的鋼一般鋼尺在起點(diǎn)處一分米內(nèi)刻有毫米分劃；有的鋼 尺，整個(gè)尺長(zhǎng)內(nèi)都刻有毫米分劃。尺，整個(gè)尺長(zhǎng)內(nèi)都刻有毫米分劃。 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 標(biāo)桿長(zhǎng)標(biāo)桿長(zhǎng)2-3m2-3m， 直徑直徑3-4cm3-4cm， 桿上涂以桿上涂以20cm20cm 間隔的紅、白間隔的紅、白 漆，以便遠(yuǎn)處漆，以便遠(yuǎn)處 清晰可見(jiàn)，用清晰可見(jiàn)，用 于標(biāo)定直線。于標(biāo)定直線。 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 測(cè)釬用粗鐵絲制成，用來(lái)標(biāo)志所量尺段測(cè)釬用粗鐵絲制成，用來(lái)標(biāo)志所量尺段 的起、迄點(diǎn)和計(jì)算已量過(guò)的整尺段數(shù)。的起、迄點(diǎn)和計(jì)算已量過(guò)的整尺段數(shù)。 垂球用來(lái)投點(diǎn)。

6、垂球用來(lái)投點(diǎn)。 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 以控制拉力和測(cè)定溫度。以控制拉力和測(cè)定溫度。 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 當(dāng)兩個(gè)地面點(diǎn)之間的距離較長(zhǎng)或地勢(shì)起伏較大時(shí)，當(dāng)兩個(gè)地面點(diǎn)之間的距離較長(zhǎng)或地勢(shì)起伏較大時(shí)， 為使量距工作方便，可分成幾段進(jìn)行丈量。直線為使量距工作方便，可分成幾段進(jìn)行丈量。直線 定線即在兩點(diǎn)的直線方向上豎立一系列標(biāo)桿，把定線即在兩點(diǎn)的直線方向上豎立一系列標(biāo)桿，把 中間若干點(diǎn)確定在已知直線的方向上。中間若干點(diǎn)確定在已知直線的方向上。 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 1. 1. 平坦地區(qū)的距離丈量平坦地區(qū)的距離丈量 2. 2. 傾斜地面的距離丈量?jī)A斜地面的距離丈量 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 1.1.定線定線: :前面

7、已敘述過(guò)此項(xiàng)工作。前面已敘述過(guò)此項(xiàng)工作。 2.2.丈量丈量: :丈量時(shí)后司尺員持鋼尺零點(diǎn)一端丈量時(shí)后司尺員持鋼尺零點(diǎn)一端, ,前司尺員持前司尺員持 鋼尺末端鋼尺末端, ,通常用測(cè)釬標(biāo)示尺段端點(diǎn)位置。丈量時(shí)通常用測(cè)釬標(biāo)示尺段端點(diǎn)位置。丈量時(shí) 注意沿著定線方向注意沿著定線方向, ,鋼尺須拉緊直伸而無(wú)彎曲鋼尺須拉緊直伸而無(wú)彎曲, ,盡量盡量 用整尺段丈量用整尺段丈量, ,一般僅末一段用零尺段丈量。注意一般僅末一段用零尺段丈量。注意 記清楚整尺段數(shù)。記清楚整尺段數(shù)。 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 3.3.返測(cè)返測(cè): :為了防止丈量中發(fā)生錯(cuò)誤及提高量距精度，為了防止丈量中發(fā)生錯(cuò)誤及提高量距精度， 距離要往、返丈量

8、。上述為往測(cè)，返測(cè)時(shí)要重距離要往、返丈量。上述為往測(cè)，返測(cè)時(shí)要重 新進(jìn)行定線，取往、返測(cè)距離的平均值作為丈新進(jìn)行定線，取往、返測(cè)距離的平均值作為丈 量結(jié)果。量結(jié)果。 4.4.計(jì)算計(jì)算: :單測(cè)計(jì)算公式單測(cè)計(jì)算公式D = n LD = n L0 0 + + L L0 0 n- n-整尺段數(shù)整尺段數(shù) L L0 0- -整尺長(zhǎng)整尺長(zhǎng) L L0 0 - -不足一整尺不足一整尺 的余長(zhǎng)的余長(zhǎng) 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 5.5.精度精度: :以相對(duì)誤差表示，通常化為分子為以相對(duì)誤差表示，通?；癁榉肿訛? 1的分式的分式 形式。形式。 | |往測(cè)往測(cè) 返測(cè)返測(cè) | / | / 往返均值往返均值 = 1 / = 1

9、 / M M。 在平坦地區(qū)要達(dá)到在平坦地區(qū)要達(dá)到1/30001/3000，在地形起伏較大地區(qū)，在地形起伏較大地區(qū) 應(yīng)達(dá)到應(yīng)達(dá)到1/20001/2000，在困難地區(qū)應(yīng)達(dá)到，在困難地區(qū)應(yīng)達(dá)到1/10001/1000。 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 實(shí)測(cè)舉例：實(shí)測(cè)舉例： 1 1）整尺段數(shù)為：）整尺段數(shù)為：3 (3 (整尺長(zhǎng)整尺長(zhǎng)50m)50m) 2 2）余長(zhǎng)）余長(zhǎng): : 往測(cè)往測(cè)24.890m,24.890m,返測(cè)返測(cè)24.840m24.840m AB 3 3）計(jì)算：）計(jì)算：D = nLD = nL0 0 + + L L0 0 往測(cè)距離為：往測(cè)距離為：174.890m,174.890m,返測(cè)為返測(cè)為174.8

10、40m174.840m 平均為平均為174.865m174.865m 4 4）相對(duì)誤差為：）相對(duì)誤差為： | |往測(cè)往測(cè) 返測(cè)返測(cè) | / | / 往返均值往返均值 = 1 / M= 1 / M |174.890-174.840|/174.865=1/3500|174.890-174.840|/174.865=1/3500 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 (1)(1)沿傾斜地面丈量距離，當(dāng)?shù)貏?shì)起伏不沿傾斜地面丈量距離，當(dāng)?shù)貏?shì)起伏不 大時(shí)，可將鋼尺拉平丈量，丈量由大時(shí)，可將鋼尺拉平丈量，丈量由A A向向B B進(jìn)行，甲進(jìn)行，甲 立于立于A A點(diǎn)，指揮乙將尺拉在點(diǎn)，指揮乙將尺拉在ABAB方向線上。甲將尺的方向線

11、上。甲將尺的 零端對(duì)準(zhǔn)零端對(duì)準(zhǔn)A A點(diǎn)，乙將尺子抬高，并且目估使尺子水點(diǎn)，乙將尺子抬高，并且目估使尺子水 平，然后用垂球尖將尺段的末端投于地面上，再平，然后用垂球尖將尺段的末端投于地面上，再 插以測(cè)釬。（圖）插以測(cè)釬。（圖） 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 (2)(2)當(dāng)傾斜地面的坡度均勻時(shí)，可以沿著當(dāng)傾斜地面的坡度均勻時(shí)，可以沿著 斜坡丈量出斜坡丈量出ABAB的斜距的斜距L L，測(cè)出地面傾斜角，測(cè)出地面傾斜角，然后，然后 計(jì)算計(jì)算ABAB的水平距離的水平距離D D： D D= =L Lcoscos 如果未測(cè)傾角如果未測(cè)傾角 ，而是測(cè)定了，而是測(cè)定了A A、B B兩點(diǎn)間兩點(diǎn)間 的高差的高差h h，按直角三

12、角形計(jì)算。，按直角三角形計(jì)算。 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 1.1.尺段長(zhǎng)度的計(jì)算尺段長(zhǎng)度的計(jì)算 2.2.尺長(zhǎng)方程式尺長(zhǎng)方程式 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 精密量距中，每一尺段長(zhǎng)需進(jìn)行尺長(zhǎng)改正、溫度改精密量距中，每一尺段長(zhǎng)需進(jìn)行尺長(zhǎng)改正、溫度改 正及傾斜改正，求出改正后的尺段長(zhǎng)度。計(jì)算各改正及傾斜改正，求出改正后的尺段長(zhǎng)度。計(jì)算各改 正數(shù)如下：正數(shù)如下： (1)(1)尺長(zhǎng)改正尺長(zhǎng)改正 鋼尺在標(biāo)準(zhǔn)拉力、標(biāo)準(zhǔn)溫度下的檢定長(zhǎng)度鋼尺在標(biāo)準(zhǔn)拉力、標(biāo)準(zhǔn)溫度下的檢定長(zhǎng)度LL，與，與 鋼尺的名義長(zhǎng)度鋼尺的名義長(zhǎng)度L L0 0往往不一致，其差數(shù)往往不一致，其差數(shù)L LLL L L0 0，即為整尺段的尺長(zhǎng)改正

13、。任一尺段，即為整尺段的尺長(zhǎng)改正。任一尺段L L d d的尺長(zhǎng)改的尺長(zhǎng)改 正數(shù)為：正數(shù)為： L Ld d(L(LL L0 0) L ) L d d /L /L0 0 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 精密量距中，每一尺段長(zhǎng)需進(jìn)行尺長(zhǎng)改正、溫度改精密量距中，每一尺段長(zhǎng)需進(jìn)行尺長(zhǎng)改正、溫度改 正及傾斜改正，求出改正后的尺段長(zhǎng)度。計(jì)算各改正及傾斜改正，求出改正后的尺段長(zhǎng)度。計(jì)算各改 正數(shù)如下：正數(shù)如下： (2) (2)溫度改正溫度改正 設(shè)鋼尺在檢定時(shí)的溫度為設(shè)鋼尺在檢定時(shí)的溫度為t t0 0，丈量時(shí)的溫度為，丈量時(shí)的溫度為 tt，鋼尺的線膨脹系數(shù)為，鋼尺的線膨脹系數(shù)為，則某尺段，則某尺段L L 的溫度的溫度 改正

14、為：改正為： L Lt t(t(tt t0 0)L )L 一般取值為一般取值為12.512.51010-6 -6 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 精密量距中，每一尺段長(zhǎng)需進(jìn)行尺長(zhǎng)改正、溫度精密量距中，每一尺段長(zhǎng)需進(jìn)行尺長(zhǎng)改正、溫度 改正及傾斜改正，求出改正后的尺段長(zhǎng)度。計(jì)算改正及傾斜改正，求出改正后的尺段長(zhǎng)度。計(jì)算 各改正數(shù)如下：各改正數(shù)如下： (3) (3)傾斜改正傾斜改正 設(shè)設(shè)L L為量得的斜距，為量得的斜距，h h為尺段兩端間的高差，現(xiàn)要為尺段兩端間的高差，現(xiàn)要 將將L L改算成水平距離改算成水平距離dd，故要加傾斜改正數(shù)，故要加傾斜改正數(shù) L Lh hh h2 2/2L /2L 傾斜改正數(shù)永遠(yuǎn)為負(fù)

15、值。傾斜改正數(shù)永遠(yuǎn)為負(fù)值。 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 鋼尺由于其制造誤差、經(jīng)常使用中的變形以及丈量時(shí)溫度鋼尺由于其制造誤差、經(jīng)常使用中的變形以及丈量時(shí)溫度 和拉力不同的影響，使得其實(shí)際長(zhǎng)度往往不等于名義長(zhǎng)度。和拉力不同的影響，使得其實(shí)際長(zhǎng)度往往不等于名義長(zhǎng)度。 因此，丈量之前必須在專(zhuān)門(mén)的鋼尺檢定場(chǎng)對(duì)鋼尺進(jìn)行檢定，因此，丈量之前必須在專(zhuān)門(mén)的鋼尺檢定場(chǎng)對(duì)鋼尺進(jìn)行檢定， 求出它在標(biāo)準(zhǔn)拉力和標(biāo)準(zhǔn)溫度下的實(shí)際長(zhǎng)度，以便對(duì)丈量求出它在標(biāo)準(zhǔn)拉力和標(biāo)準(zhǔn)溫度下的實(shí)際長(zhǎng)度，以便對(duì)丈量 結(jié)果加以改正。鋼尺檢定后，應(yīng)給出尺長(zhǎng)隨溫度變化的函結(jié)果加以改正。鋼尺檢定后，應(yīng)給出尺長(zhǎng)隨溫度變化的函 數(shù)式，通常稱(chēng)為尺長(zhǎng)方程式，其一般形

16、式為：數(shù)式，通常稱(chēng)為尺長(zhǎng)方程式，其一般形式為： l = ll = l0 0 + + l + a ll + a l0 0 (t-t (t-t0 0) ) 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 某鋼尺名義長(zhǎng)度為某鋼尺名義長(zhǎng)度為30m30m，經(jīng)檢定實(shí)際長(zhǎng)度，經(jīng)檢定實(shí)際長(zhǎng)度30.004m30.004m， 檢定時(shí)的溫度為檢定時(shí)的溫度為2020C C，拉力為，拉力為100N100N。若用此鋼尺丈。若用此鋼尺丈 量了一段距離，長(zhǎng)度為量了一段距離，長(zhǎng)度為28.254m28.254m，溫度為，溫度為29.529.5C C， 拉力為拉力為100N100N，兩端點(diǎn)的高差為，兩端點(diǎn)的高差為-1.42m-1.42m，試計(jì)算兩點(diǎn)，試計(jì)算兩

17、點(diǎn) 間的水平距離。間的水平距離。 此尺的尺長(zhǎng)方程式為：此尺的尺長(zhǎng)方程式為： L Lt t=L=L0 0+ + L+ (t L+ (t t t0 0 )L )L 0 0 傾斜改正公式為：傾斜改正公式為： L Lh hh h2 2/2L /2L 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 1 1、由題目知，在由題目知，在2020c c時(shí)鋼尺的尺長(zhǎng)改正數(shù)為時(shí)鋼尺的尺長(zhǎng)改正數(shù)為 L= LL= LL L0 0 =30.004-30=0.004m =30.004-30=0.004m 2 2、丈量時(shí)（溫度、丈量時(shí)（溫度29.529.5c c）鋼尺的實(shí)際長(zhǎng)度為：）鋼尺的實(shí)際長(zhǎng)度為： L Lt t=L=L0 0+ + L+ (t L+

18、 (t t t0 0 )L )L 0 0 =30+0.004+12.5=30+0.004+12.51010-6 -6 (29.5-20) (29.5-20) 30=30.008m30=30.008m 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 3 3、所量距離的實(shí)際長(zhǎng)度為：、所量距離的實(shí)際長(zhǎng)度為： L L1 1=28.254=28.25430.008/30=28.262m30.008/30=28.262m 4 4、傾斜改正后兩點(diǎn)的水平距離為：、傾斜改正后兩點(diǎn)的水平距離為： L=L L=L1 1-h-h2 2/2L/2L1 1 =28.262-(-1.42) =28.262-(-1.42)2 2/2/228.262=2

19、8.262-0.036=28.226m28.262=28.262-0.036=28.226m 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 1. 1. 定線誤差及影響定線誤差及影響 2. 2. 鋼尺不水平引起的誤差鋼尺不水平引起的誤差 3. 3. 溫度變化引起的誤差溫度變化引起的誤差 4. 4. 拉力誤差拉力誤差 5. 5. 尺長(zhǎng)誤差尺長(zhǎng)誤差 6. 6. 鋼尺垂曲的誤差鋼尺垂曲的誤差 7. 7. 丈量本身的誤差丈量本身的誤差 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 一、概述一、概述 二、水平測(cè)距原理二、水平測(cè)距原理 三、傾斜測(cè)距原理三、傾斜測(cè)距原理 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 利用光學(xué)儀器望遠(yuǎn)鏡內(nèi)的視距裝置，根據(jù)光學(xué)和三利用光學(xué)儀器望遠(yuǎn)鏡內(nèi)的視距

20、裝置，根據(jù)光學(xué)和三 角形相似原理，用視距公式算得水平距離及高差的角形相似原理，用視距公式算得水平距離及高差的 一種方法。利用望遠(yuǎn)鏡十字絲分化板上的上、下兩一種方法。利用望遠(yuǎn)鏡十字絲分化板上的上、下兩 根視距絲根視距絲a a與與b b，配合視距尺和測(cè)得的豎直角，配合視距尺和測(cè)得的豎直角，求，求 出水平距離出水平距離D D及高差及高差h h。 視距測(cè)量分為精密視距測(cè)量（精度在視距測(cè)量分為精密視距測(cè)量（精度在1/20001/2000以上）以上） 和普通視距測(cè)量（精度在和普通視距測(cè)量（精度在1/2001/2001/3001/300）。只能用）。只能用 于建立較低級(jí)的平面和高程控制。于建立較低級(jí)的平面和

21、高程控制。 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 觀測(cè)步驟：（觀測(cè)步驟：（1 1）如上圖，將儀器安置在測(cè)站點(diǎn)）如上圖，將儀器安置在測(cè)站點(diǎn)A A上；上； （2 2）量取儀器高）量取儀器高i i（至毫米或厘米）；（至毫米或厘米）； （3 3）將視距尺豎直立于）將視距尺豎直立于B B點(diǎn)上；點(diǎn)上； （4 4）將望遠(yuǎn)鏡視線調(diào)至水平位置并瞄準(zhǔn)視距尺上某一高）將望遠(yuǎn)鏡視線調(diào)至水平位置并瞄準(zhǔn)視距尺上某一高 度，分別讀取上、下視距絲讀數(shù)度，分別讀取上、下視距絲讀數(shù)M M和和N N以及中絲讀數(shù)以及中絲讀數(shù)v v，并，并 將所有觀測(cè)值記錄下來(lái)；將所有觀測(cè)值記錄下來(lái)； 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 （5 5）讀數(shù)）讀數(shù)M M和和N N之差即上、

22、下絲之差，稱(chēng)為視距間隔或尺間隔，之差即上、下絲之差，稱(chēng)為視距間隔或尺間隔， 用用l l表示；表示； （6 6）設(shè)視距絲間距為）設(shè)視距絲間距為l lmn mn， ，p p為儀器中心到物鏡中心距離，為儀器中心到物鏡中心距離，f f 為物鏡焦距；為物鏡焦距； （7 7）D=p+f+dD=p+f+d （8 8）D=kl+c k=D=kl+c k=f fl lnm nm c=p+f c=p+f （9 9）h=i-v h=i-v d=d=l lf/lf/lmn mn 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 外調(diào)焦望遠(yuǎn)鏡示意圖外調(diào)焦望遠(yuǎn)鏡示意圖 計(jì)算公式：計(jì)算公式： D = k l+c(D = k l+c(外調(diào)焦望遠(yuǎn)鏡外調(diào)焦望

23、遠(yuǎn)鏡) ) 式中：式中：k=fk=fl lnm nm=100 =100：視距乘常數(shù)：視距乘常數(shù); l; l：尺間隔讀：尺間隔讀 數(shù)數(shù) ;c=f+p;c=f+p：視距加常數(shù)：視距加常數(shù) (c(c值一般在值一般在25-70cm25-70cm) ) 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 內(nèi)調(diào)焦望遠(yuǎn)鏡示意圖內(nèi)調(diào)焦望遠(yuǎn)鏡示意圖 計(jì)算公式：計(jì)算公式： D = k l ( D = k l (內(nèi)調(diào)焦望遠(yuǎn)鏡內(nèi)調(diào)焦望遠(yuǎn)鏡) ) 式中：式中：k=fk=fl lnm nm=100 =100：視距乘常數(shù)：視距乘常數(shù); l; l：尺間隔讀數(shù)：尺間隔讀數(shù) c=f+p c=f+p 視距加常數(shù)視距加常數(shù) (c(c值是值是0 0) ) 外調(diào)焦望遠(yuǎn)

24、鏡示意圖外調(diào)焦望遠(yuǎn)鏡示意圖 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 D = S cos a = k l cosa l = l cos a D = k l cos2a hAB = D tg a + i - v D = k l 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 一、電磁波測(cè)距原理一、電磁波測(cè)距原理 二、電磁波測(cè)距儀簡(jiǎn)介二、電磁波測(cè)距儀簡(jiǎn)介 三、光電測(cè)距儀的使用三、光電測(cè)距儀的使用 四、光電測(cè)距的注意事項(xiàng)四、光電測(cè)距的注意事項(xiàng) 五、全站儀簡(jiǎn)介五、全站儀簡(jiǎn)介 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 欲測(cè)定欲測(cè)定A A、B B兩點(diǎn)間的距離兩點(diǎn)間的距離D D，安置儀器于，安置儀器于A A點(diǎn)，點(diǎn)， 安置反射棱鏡于安置反射棱鏡于B B點(diǎn)。儀器發(fā)射的光束由點(diǎn)。儀器

25、發(fā)射的光束由A A至至B B， 經(jīng)反射鏡反射后又返回到儀器。設(shè)光速經(jīng)反射鏡反射后又返回到儀器。設(shè)光速c c為已為已 知，如果光束在待測(cè)距離知，如果光束在待測(cè)距離D D上往返傳播的時(shí)間上往返傳播的時(shí)間 t t2D 2D已知，則距離 已知，則距離D D可由下式求出可由下式求出: : A B D 圖圖 光電測(cè)距原理光電測(cè)距原理 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 式中式中c cc c0 0n n，c c0 0為真空中的光速值，其值為為真空中的光速值，其值為 299792458m299792458ms, ns, n為大氣折射率，它與測(cè)距儀所為大氣折射率，它與測(cè)距儀所 用光源的波長(zhǎng)，測(cè)線上的氣溫用光源的波長(zhǎng)，測(cè)線上的氣

26、溫t, t, 氣壓氣壓P P和濕度和濕度e e 有關(guān)。有關(guān)。 根據(jù)時(shí)間的測(cè)定方法不同根據(jù)時(shí)間的測(cè)定方法不同, ,光電測(cè)距法分為兩類(lèi)光電測(cè)距法分為兩類(lèi): : 一類(lèi)是直接測(cè)定時(shí)間一類(lèi)是直接測(cè)定時(shí)間t,t,叫脈沖法叫脈沖法; ;另一類(lèi)是通過(guò)另一類(lèi)是通過(guò) 測(cè)量測(cè)距信號(hào)在測(cè)線上往返傳播所產(chǎn)生的相位移測(cè)量測(cè)距信號(hào)在測(cè)線上往返傳播所產(chǎn)生的相位移 , ,測(cè)定信號(hào)波長(zhǎng)的相對(duì)值來(lái)求出距離測(cè)定信號(hào)波長(zhǎng)的相對(duì)值來(lái)求出距離D,D,叫相位叫相位 法。高精度的測(cè)距儀，一般采用相位法測(cè)距。法。高精度的測(cè)距儀，一般采用相位法測(cè)距。 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 由測(cè)距儀的發(fā)射系統(tǒng)發(fā)出光脈沖，同時(shí)測(cè)距儀內(nèi)部開(kāi)由測(cè)距儀的發(fā)射系統(tǒng)發(fā)出光脈沖，

27、同時(shí)測(cè)距儀內(nèi)部開(kāi) 始計(jì)量脈沖個(gè)數(shù)，經(jīng)被測(cè)目標(biāo)反射后，再由測(cè)距儀的始計(jì)量脈沖個(gè)數(shù)，經(jīng)被測(cè)目標(biāo)反射后，再由測(cè)距儀的 接收系統(tǒng)接收，這時(shí)測(cè)距儀內(nèi)部光脈沖記數(shù)器計(jì)量脈接收系統(tǒng)接收，這時(shí)測(cè)距儀內(nèi)部光脈沖記數(shù)器計(jì)量脈 沖個(gè)數(shù)結(jié)束。測(cè)出往返時(shí)間間隔的光脈沖個(gè)數(shù)沖個(gè)數(shù)結(jié)束。測(cè)出往返時(shí)間間隔的光脈沖個(gè)數(shù)n n。由。由 于每計(jì)量一個(gè)脈沖個(gè)數(shù)的時(shí)間間隔于每計(jì)量一個(gè)脈沖個(gè)數(shù)的時(shí)間間隔T T是一定的，這樣是一定的，這樣 往返時(shí)間往返時(shí)間t t2D 2D=nT =nT。距離距離D=1/2ctD=1/2ct2D 2D=1/2c nT =1/2c nT。 所謂的光脈沖，就是其在所占的時(shí)間與空間上，所謂的光脈沖，就是其在所占的

28、時(shí)間與空間上， 都極小的一束光。都極小的一束光。 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 在在A A點(diǎn)由測(cè)距儀的發(fā)射系統(tǒng)發(fā)出的調(diào)制光（光源通過(guò)點(diǎn)由測(cè)距儀的發(fā)射系統(tǒng)發(fā)出的調(diào)制光（光源通過(guò) 調(diào)制器后光強(qiáng)隨高頻信號(hào)變化），射向測(cè)線另一端調(diào)制器后光強(qiáng)隨高頻信號(hào)變化），射向測(cè)線另一端B B 點(diǎn)的反射鏡，經(jīng)反射鏡反射后被接收器所接收，然點(diǎn)的反射鏡，經(jīng)反射鏡反射后被接收器所接收，然 后由相位計(jì)將發(fā)射信號(hào)（參考信號(hào)）與接受信號(hào)后由相位計(jì)將發(fā)射信號(hào)（參考信號(hào)）與接受信號(hào) （測(cè)距信號(hào)）進(jìn)行相位比較，并由顯示器顯示出調(diào)（測(cè)距信號(hào)）進(jìn)行相位比較，并由顯示器顯示出調(diào) 制光在待測(cè)距離往、返傳播所引起的相位移制光在待測(cè)距離往、返傳播所引起的相

29、位移 如果將調(diào)制波的往程和返程攤平，則有如下圖所示如果將調(diào)制波的往程和返程攤平，則有如下圖所示 的波形。的波形。 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 相位法測(cè)距就相當(dāng)于用相位法測(cè)距就相當(dāng)于用“光尺光尺”代替鋼尺量距，代替鋼尺量距， 而而相當(dāng)于相當(dāng)于“光尺光尺”的長(zhǎng)度。光電測(cè)距儀就是的長(zhǎng)度。光電測(cè)距儀就是 用這根用這根“光尺光尺”去量測(cè)距離。待測(cè)距離等于去量測(cè)距離。待測(cè)距離等于N N 個(gè)整尺段長(zhǎng)再加上余長(zhǎng)個(gè)整尺段長(zhǎng)再加上余長(zhǎng)N N。 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 相位式測(cè)距儀中，相位計(jì)只能測(cè)出相位差的尾數(shù)相位式測(cè)距儀中，相位計(jì)只能測(cè)出相位差的尾數(shù)N N， 測(cè)不出整周期數(shù)測(cè)不出整周期數(shù)N N，因此對(duì)大于光尺的距離無(wú)法測(cè)定。

30、，因此對(duì)大于光尺的距離無(wú)法測(cè)定。 為了擴(kuò)大測(cè)程，應(yīng)選擇較長(zhǎng)的光尺為了擴(kuò)大測(cè)程，應(yīng)選擇較長(zhǎng)的光尺, , 若若增大則電磁增大則電磁 波的周期波的周期t t增大，相應(yīng)頻率增大，相應(yīng)頻率f f減小。則電磁波的能量降減小。則電磁波的能量降 低，受大氣折射影響，發(fā)射距離（測(cè)程）減小。低，受大氣折射影響，發(fā)射距離（測(cè)程）減小。 =ct t=f/1 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 為了解決擴(kuò)大測(cè)程與保證精度的矛盾，短程測(cè)距儀為了解決擴(kuò)大測(cè)程與保證精度的矛盾，短程測(cè)距儀 上一般采用兩個(gè)調(diào)制頻率，即兩種光尺。例如：長(zhǎng)上一般采用兩個(gè)調(diào)制頻率，即兩種光尺。例如：長(zhǎng) 光尺（稱(chēng)為粗尺）光尺（稱(chēng)為粗尺）f f1 1=150kHz=15

31、0kHz，1/2=1000m1/2=1000m，用于，用于 擴(kuò)大測(cè)程，測(cè)定百米、十米和米；短光尺（稱(chēng)為精擴(kuò)大測(cè)程，測(cè)定百米、十米和米；短光尺（稱(chēng)為精 尺）尺）f f2 2=15MHz=15MHz，11/2=10m/2=10m，用于保證精度，測(cè)定，用于保證精度，測(cè)定 米、分米、厘米和毫米。米、分米、厘米和毫米。 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 1. 1. 分類(lèi)分類(lèi) 2. 2. 儀器結(jié)構(gòu)儀器結(jié)構(gòu) 3. 3. 儀器主要技術(shù)指標(biāo)及功能儀器主要技術(shù)指標(biāo)及功能 4. 4. 測(cè)量誤差的來(lái)源測(cè)量誤差的來(lái)源 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 按按1km1km測(cè)距中誤差分：測(cè)距中誤差分：級(jí)級(jí)(5mm)(5mm)、級(jí)級(jí)(5mm(5mm 10

32、mm)10mm)和和級(jí)級(jí)( (10mm)10mm)。 1km1km測(cè)距中誤差（即測(cè)距中誤差（即m mD D=A+B=A+BD,DD,D等于等于1KM1KM時(shí)）時(shí)） A A：儀：儀 器標(biāo)稱(chēng)精度中的固定誤差，以器標(biāo)稱(chēng)精度中的固定誤差，以mmmm為單位；為單位；B B：儀器：儀器 標(biāo)稱(chēng)精度中的比例誤差系數(shù)，以標(biāo)稱(chēng)精度中的比例誤差系數(shù)，以mm/KMmm/KM為單位；為單位；D D： 測(cè)距邊長(zhǎng)度，以測(cè)距邊長(zhǎng)度，以KMKM為單位。為單位。A A和和B B儀器廠家均給出。儀器廠家均給出。 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 按測(cè)程分：短程按測(cè)程分：短程( (3km)3km)、中程、中程(3(315km)15km)和和 遠(yuǎn)程

33、遠(yuǎn)程( (15km)15km)。 按載波分按載波分: :采用微波作為載波的稱(chēng)為采用微波作為載波的稱(chēng)為微波測(cè)距微波測(cè)距 儀儀；采用光波作為裁波的稱(chēng)為；采用光波作為裁波的稱(chēng)為光電測(cè)距儀光電測(cè)距儀。 光電測(cè)距儀所使用的光源有激光光源和紅外光電測(cè)距儀所使用的光源有激光光源和紅外 光源光源( (普通光源已淘汰普通光源已淘汰) )，采用紅外線波段作，采用紅外線波段作 為載波的稱(chēng)為紅外測(cè)距儀。為載波的稱(chēng)為紅外測(cè)距儀。 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 主機(jī)通過(guò)連接器安置在經(jīng)緯儀上部，經(jīng)緯儀可以是主機(jī)通過(guò)連接器安置在經(jīng)緯儀上部，經(jīng)緯儀可以是 普通光學(xué)經(jīng)緯儀，也可以是電子經(jīng)緯儀。利用光軸普通光學(xué)經(jīng)緯儀，也可以是電子經(jīng)緯儀。利

34、用光軸 調(diào)節(jié)螺旋，可使主機(jī)的發(fā)射器光軸與經(jīng)緯儀視準(zhǔn)軸調(diào)節(jié)螺旋，可使主機(jī)的發(fā)射器光軸與經(jīng)緯儀視準(zhǔn)軸 位于同一豎直面內(nèi)。另外，測(cè)距儀橫軸到經(jīng)緯儀橫位于同一豎直面內(nèi)。另外，測(cè)距儀橫軸到經(jīng)緯儀橫 軸的高度與覘牌中心到反射棱鏡高度一致，從而使軸的高度與覘牌中心到反射棱鏡高度一致，從而使 經(jīng)緯儀瞄準(zhǔn)覘牌中心的視線與測(cè)距儀瞄準(zhǔn)反射棱鏡經(jīng)緯儀瞄準(zhǔn)覘牌中心的視線與測(cè)距儀瞄準(zhǔn)反射棱鏡 中心的視線保持平行。（圖）中心的視線保持平行。（圖） 配合主機(jī)測(cè)距的反射棱鏡，根據(jù)距離遠(yuǎn)近，可選用配合主機(jī)測(cè)距的反射棱鏡，根據(jù)距離遠(yuǎn)近，可選用 單棱鏡（單棱鏡（1500m1500m內(nèi)）或三棱鏡（內(nèi)）或三棱鏡（2 500m2 500m

35、內(nèi)），棱鏡安內(nèi)），棱鏡安 置在三腳架上，根據(jù)光學(xué)對(duì)中器和長(zhǎng)水準(zhǔn)管進(jìn)行對(duì)置在三腳架上，根據(jù)光學(xué)對(duì)中器和長(zhǎng)水準(zhǔn)管進(jìn)行對(duì) 中整平。中整平。 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 短程紅外光電測(cè)距儀的最大測(cè)程為短程紅外光電測(cè)距儀的最大測(cè)程為2 500m2 500m，測(cè)距精，測(cè)距精 度可達(dá)度可達(dá)（3mm+23mm+21010-6 -6 D D）（其中）（其中D D為所測(cè)距為所測(cè)距 離）；最小讀數(shù)為離）；最小讀數(shù)為1 mm1 mm；儀器設(shè)有自動(dòng)光強(qiáng)調(diào)節(jié)裝；儀器設(shè)有自動(dòng)光強(qiáng)調(diào)節(jié)裝 置，在復(fù)雜環(huán)境下測(cè)量時(shí)也可人工調(diào)節(jié)光強(qiáng)；可輸置，在復(fù)雜環(huán)境下測(cè)量時(shí)也可人工調(diào)節(jié)光強(qiáng)；可輸 入溫度、氣壓和棱鏡常數(shù)自動(dòng)對(duì)結(jié)果進(jìn)行

36、改正；可入溫度、氣壓和棱鏡常數(shù)自動(dòng)對(duì)結(jié)果進(jìn)行改正；可 輸入垂直角自動(dòng)計(jì)算出水平距離和高差；可通過(guò)距輸入垂直角自動(dòng)計(jì)算出水平距離和高差；可通過(guò)距 離預(yù)置進(jìn)行定線放樣；若輸入測(cè)站坐標(biāo)和高程，可離預(yù)置進(jìn)行定線放樣；若輸入測(cè)站坐標(biāo)和高程，可 自動(dòng)計(jì)算觀測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)和高程。自動(dòng)計(jì)算觀測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)和高程。 上式上式（3mm+23mm+21010-6 -6 D)D)即為即為1km1km測(cè)距中誤差測(cè)距中誤差 m mD D= =A+BA+BD,D,其中其中A=3mm,B=2A=3mm,B=21010-6 -6mm/km mm/km 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 1 1 調(diào)制頻率誤差調(diào)制頻率誤差 2 2 氣象參數(shù)誤差氣象參數(shù)誤

37、差 3 3 對(duì)中誤差對(duì)中誤差 4 4 測(cè)相誤差測(cè)相誤差 5 5 光速誤差光速誤差 6 6 照準(zhǔn)誤差照準(zhǔn)誤差 7 7 儀器加常數(shù)測(cè)定誤差儀器加常數(shù)測(cè)定誤差 8 8 周期誤差周期誤差 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 1. 1. 安置儀器安置儀器 2. 2. 觀測(cè)垂直角、氣溫和氣壓觀測(cè)垂直角、氣溫和氣壓 3. 3. 測(cè)距準(zhǔn)備測(cè)距準(zhǔn)備 4. 4. 距離測(cè)量距離測(cè)量 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 先在測(cè)站上安置好經(jīng)緯儀，對(duì)中、整平先在測(cè)站上安置好經(jīng)緯儀，對(duì)中、整平 后，將測(cè)距儀主機(jī)安裝在經(jīng)緯儀支架上。后，將測(cè)距儀主機(jī)安裝在經(jīng)緯儀支架上。 在目標(biāo)點(diǎn)安置反射棱鏡，對(duì)中、整平，在目標(biāo)點(diǎn)安置反射棱鏡，對(duì)中、整平， 并使鏡面朝向主機(jī)。

38、并使鏡面朝向主機(jī)。 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 目的是對(duì)測(cè)距儀測(cè)量出的斜距進(jìn)行傾斜目的是對(duì)測(cè)距儀測(cè)量出的斜距進(jìn)行傾斜 改正、溫度改正和氣壓改正，以得到正改正、溫度改正和氣壓改正，以得到正 確的水平距離。確的水平距離。 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 按電源開(kāi)關(guān)鍵按電源開(kāi)關(guān)鍵“PWRPWR”開(kāi)機(jī)，主機(jī)自檢并顯示原開(kāi)機(jī)，主機(jī)自檢并顯示原 設(shè)定的溫度、氣壓和棱鏡常數(shù)值，自檢通過(guò)后設(shè)定的溫度、氣壓和棱鏡常數(shù)值，自檢通過(guò)后 將顯示將顯示“goodgood”。 若修正原設(shè)定值，可按若修正原設(shè)定值，可按“TPCTPC”鍵后輸入溫度、鍵后輸入溫度、 氣壓值或棱鏡常數(shù)（一般通過(guò)氣壓值或棱鏡常數(shù)（一般通過(guò)“ENTENT”鍵和數(shù)字鍵和

39、數(shù)字 鍵逐個(gè)輸入）。一般情況下，只要使用同一類(lèi)鍵逐個(gè)輸入）。一般情況下，只要使用同一類(lèi) 的反光鏡，棱鏡常數(shù)不變，而溫度、氣壓每次的反光鏡，棱鏡常數(shù)不變，而溫度、氣壓每次 觀測(cè)均可能不同，需要重新設(shè)定。觀測(cè)均可能不同，需要重新設(shè)定。 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 調(diào)節(jié)經(jīng)緯儀水平微動(dòng)螺旋和微動(dòng)螺旋，調(diào)節(jié)經(jīng)緯儀水平微動(dòng)螺旋和微動(dòng)螺旋， 使測(cè)距儀的望遠(yuǎn)鏡精確瞄準(zhǔn)棱鏡中心。使測(cè)距儀的望遠(yuǎn)鏡精確瞄準(zhǔn)棱鏡中心。 在顯示在顯示“goodgood”狀態(tài)下，精確瞄準(zhǔn)也可根狀態(tài)下，精確瞄準(zhǔn)也可根 據(jù)蜂鳴器聲音來(lái)判斷，信號(hào)越強(qiáng)聲音越據(jù)蜂鳴器聲音來(lái)判斷，信號(hào)越強(qiáng)聲音越 大，上下左右微動(dòng)測(cè)距儀，使蜂鳴器的大，上下左右微動(dòng)測(cè)距儀，使

40、蜂鳴器的 聲音最大，便完成了精確瞄準(zhǔn)，出現(xiàn)聲音最大，便完成了精確瞄準(zhǔn)，出現(xiàn) “* *”。 工程測(cè)量學(xué)距離測(cè)量 精確瞄準(zhǔn)后，按精確瞄準(zhǔn)后，按“MSRMSR”鍵，主機(jī)將測(cè)定并顯示經(jīng)溫鍵，主機(jī)將測(cè)定并顯示經(jīng)溫 度、氣壓和棱鏡常數(shù)改正后的斜距。在測(cè)量中，若度、氣壓和棱鏡常數(shù)改正后的斜距。在測(cè)量中，若 光速受擋或大氣抖動(dòng)等，測(cè)量將暫被中斷，此時(shí)光速受擋或大氣抖動(dòng)等，測(cè)量將暫被中斷，此時(shí) “* *”消失，待光強(qiáng)正常后繼續(xù)自動(dòng)測(cè)量；若光束消失，待光強(qiáng)正常后繼續(xù)自動(dòng)測(cè)量；若光束 中斷中斷3030秒，須光強(qiáng)恢復(fù)后，再按秒，須光強(qiáng)恢復(fù)后，再按“MSRMSR”鍵重測(cè)。鍵重測(cè)。 斜距到平距的改算，一般在現(xiàn)場(chǎng)用測(cè)距儀進(jìn)行，方斜距到平距的改算，一般在現(xiàn)場(chǎng)用測(cè)距儀進(jìn)行，方 法是：按法是：按“V VH H”鍵后輸入垂直角值，再按鍵后輸入垂直角值，再按“SHVSHV” 鍵顯示水平距離。連續(xù)按鍵顯示水平距離。連續(xù)按“SHVSHV”鍵可依次顯示斜距、鍵可依次顯示斜距、 平距和高差。平距