距離測(cè)量與三角高程測(cè)量

1、測(cè)量學(xué)測(cè)量學(xué)同濟(jì)大學(xué) 測(cè)量與國(guó)土信息工程系 第四章 距離測(cè)量距離測(cè)量與與 第第 四四 章章 距離測(cè)量與三角高程測(cè)量距離測(cè)量與三角高程測(cè)量學(xué) 習(xí) 要 點(diǎn)卷尺量距視距測(cè)量電磁波測(cè)距三角高程測(cè)量光學(xué)視距測(cè)量步弓、尺鏈線尺、竹尺、皮尺、鋼尺電磁波測(cè)距距離測(cè)量方法概述距離測(cè)量是測(cè)量的三項(xiàng)基本工作之一：距離測(cè)量是測(cè)量的三項(xiàng)基本工作之一： 測(cè)定地面點(diǎn)之間的水平距離水平距離。距離測(cè)量的主要方法有：距離測(cè)量的主要方法有： 鋼卷尺量距 主要指鋼卷尺量距 視距測(cè)量 利用測(cè)量?jī)x器的視距絲測(cè)距 電磁波測(cè)距 測(cè)距儀測(cè)距 三角測(cè)量法 利用三角形的邊角關(guān)系求距離距離測(cè)量概述距離測(cè)量概述三角高程測(cè)量：三角高程測(cè)量： 是間接測(cè)定

2、兩點(diǎn)間高差高差的方法。卷尺量距概述卷尺量距精密量距方法精密量距方法 量距相對(duì)精度：量距相對(duì)精度：110000140000 主要用途：主要用途：砼、鋼結(jié)構(gòu)等較精密工程的 放樣等。一般量距方法一般量距方法 量距相對(duì)精度：量距相對(duì)精度： 1200015000 主要用途：主要用途：圖根導(dǎo)線邊長(zhǎng)丈量、一般工 程的距離放樣。1.一般方法量距 鋼尺量距的作業(yè)要求鋼尺量距的作業(yè)要求1.1.一般方法量距：一般方法量距： 直直 目估定線，保證量距時(shí)沿直線方向進(jìn)行 平平 地面平整，鋼尺水平 準(zhǔn)準(zhǔn) 每尺段端點(diǎn)標(biāo)志精確AB測(cè)釬測(cè)釬SAB=n+ 為整尺段長(zhǎng) 為余長(zhǎng)2、過(guò)山頭定線3、延長(zhǎng)直線AC1BC2C2.精密方法量距2

3、.2.精密方法量距：精密方法量距：尺長(zhǎng)改正0kDDk0ttDDt22DhDh溫度改正高差改正(4-1-8)(4-1-9)(4-1-4)精密量距時(shí)采取的措施：精密量距時(shí)采取的措施： 1 1.用檢定過(guò)的鋼尺； 2 2.經(jīng)緯儀定線； 3 3.釘尺段樁，逐段量測(cè)； 4 4.對(duì)鋼尺施加固定拉力； 5 5.對(duì)量距結(jié)果加三項(xiàng)改正數(shù)：測(cè)量時(shí)的鋼尺溫度設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)溫度鋼尺的溫度線膨脹系數(shù)數(shù)際長(zhǎng)度與名義長(zhǎng)度的差在標(biāo)準(zhǔn)溫度下，鋼尺實(shí)鋼尺的名義長(zhǎng)度ttlttlllkkt00000彈性模量張力強(qiáng)度。EPlEPdl鋼是彈性體，在拉力作用下會(huì)變形（伸長(zhǎng)）)(000000）ttllttlllllkktlkkkkllltnSSk

4、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)尺子的溫度膨脹系數(shù)已知。用待檢定的尺子（先假定k=0），在工作時(shí)的正常拉力下，測(cè)量檢定場(chǎng)兩標(biāo)志的間距S。從而可得測(cè)回程序 丈 量時(shí)間丈 量溫度t溫 度差t-20測(cè)量值m溫度改正值mm改正后的平距m1往返9：50 293295+9.3+9.5119.973119.973+13.4+13.7119.9864119.98672往返30.430.5+10.4+10.5119.970119.970+15.0+15.1119.9850119.98513往返10:40 30.231.1+10.2+11.1119.972119.973+14.7+16.0119.9867119.9890L=119.986

5、5 L=119.9793mmlLLLl8.1301202.70mmtmmml)20(36. 08 . 130尺號(hào): 015名義長(zhǎng)度 : 30m膨脹系數(shù):0.012mSSSSShtk936.234mShhSSSSh0137. 02cos222mttSSt0209. 0)204 .27(3036. 0943.2340mlSSkk0141.0308.1943.2340mmtmmml)20(36.08.130已知量得s=234.943; t=27.4; h=2.5422222)(曲定線傾斜尺長(zhǎng)拉力溫度讀數(shù)mmmmmmmmSbsrsinsinbs bs視差法測(cè)距：專用的基線尺+高精度的角)2/(2tgb

6、s 視距測(cè)量視視 距距 測(cè)測(cè) 量量視距測(cè)量視距測(cè)量利用測(cè)量望遠(yuǎn)鏡的視距絲，間接測(cè)定利用測(cè)量望遠(yuǎn)鏡的視距絲，間接測(cè)定 距離和高差的方法。距離和高差的方法。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量速度快，不受地 形限制。不足：不足：精度低，距離相對(duì)誤 差一般約為1/300，高 差一般為分米級(jí)。用途：用途：主要用于地形圖測(cè)繪 (地形點(diǎn)的距離與高差)。cnafnSsnfa所以lSaf100)38.342000(100，所以分秒即一.視線水平時(shí)視距測(cè)量nDbanab100（尺間隔）讀數(shù)要求：讀數(shù)要求：上下絲讀數(shù)a、b讀至毫米，中絲 讀至厘米， 儀器高 i 量至厘米。1.視距公式：視距公式： (4-2-1) (4-2-2)2.

7、高差公式：高差公式： (4-2-4) (4-2-5) liHhHHlihAAB二.視線傾斜時(shí)視距測(cè)量公式二二. .視線傾斜時(shí)視距測(cè)量公式視線傾斜時(shí)視距測(cè)量公式2cos100coscos100cosnSDnSnn則(4-2-8) 1.視距公式：視距公式：liDlihhDhtantan2.高差公式：高差公式：高差主值 (4-2-9)AB高差n為水準(zhǔn)尺與視線垂直時(shí)的尺間隔 n三.視距測(cè)量觀測(cè)和計(jì)算觀測(cè)：觀測(cè)：在測(cè)站安置經(jīng)緯儀，對(duì)中、整平、量?jī)x器高； 在測(cè)點(diǎn)豎水準(zhǔn)尺，瞄準(zhǔn)(要求三絲都能讀數(shù))。讀數(shù)：讀數(shù)：每個(gè)測(cè)點(diǎn)讀四個(gè)讀數(shù) 上絲讀數(shù) a a 讀至毫米 下絲讀數(shù) b b 讀至毫米 中絲讀數(shù) 讀至厘米 豎

8、盤讀數(shù) L L 讀至分三三. .視距測(cè)量觀測(cè)和計(jì)算視距測(cè)量觀測(cè)和計(jì)算 視距測(cè)量通常只測(cè)盤左（或盤右），測(cè)量前要對(duì)豎盤指標(biāo)差進(jìn)行檢驗(yàn)與校正。視距測(cè)量表視距測(cè)量表視距測(cè)量表liDHhHHliDhbaDAAptantancos1002計(jì)算公式計(jì)算公式一、基本原理一、基本原理DCtD221ABD出射光入射光依據(jù)測(cè)定時(shí)間的方法不同，光電測(cè)距有如依據(jù)測(cè)定時(shí)間的方法不同，光電測(cè)距有如下幾種：下幾種： 1、變頻法、變頻法 2、相位法、相位法 3、干涉法、干涉法 4、脈沖法、脈沖法二、電磁波測(cè)距儀的分類二、電磁波測(cè)距儀的分類1、按載波分、按載波分2 2、按測(cè)程分、按測(cè)程分 短程短程 3km 15km15km 3

9、 3、按精度分為、按精度分為1 1（5mm)5mm)、2(5-10mm)2(5-10mm)、3(11-20mm)3(11-20mm)級(jí)級(jí)DBAmd 測(cè)距儀的精度指標(biāo)：測(cè)距儀的精度指標(biāo)：（B 用用 ppm表示表示 mm/km） 三、光電脈沖法測(cè)距三、光電脈沖法測(cè)距計(jì)數(shù)顯示電子門時(shí)標(biāo)脈沖觸發(fā)器脈沖發(fā)射脈沖接收反射器DBA時(shí)間測(cè)定：時(shí)間測(cè)定：1、脈沖計(jì)數(shù)測(cè)時(shí)、脈沖計(jì)數(shù)測(cè)時(shí) 2、模擬數(shù)字測(cè)時(shí)（電容充電）、模擬數(shù)字測(cè)時(shí)（電容充電）已知：已知：時(shí)標(biāo)脈沖頻率：時(shí)標(biāo)脈沖頻率： f=15 Mhz電磁波速度：電磁波速度： v=310 8 m/s時(shí)標(biāo)脈沖個(gè)數(shù)：時(shí)標(biāo)脈沖個(gè)數(shù)： n=100求：距離求：距離 DD= 1/

10、f nv / 2= 1000 米米脈沖測(cè)距舉例脈沖測(cè)距舉例)sin(0tAEE的大小為電矢量fCCTfCTTffftA；播的距離稱為波長(zhǎng)；波在一個(gè)振動(dòng)周期內(nèi)傳變化一次的時(shí)間；是周期，即正弦波循環(huán)是頻率，；以弧度為單位；的值，是單位時(shí)間內(nèi)相位變化是初始相位；是相位；是振幅；1200S)2(2)(2121NNCtSTfCfCCT2TNTtU2U1是余尺長(zhǎng)稱為光尺長(zhǎng)，而22222NSm102電子尺mfCfC100022,mfCfC1022,RSSRCSc使用。在手算時(shí)也有輔助表格等工具可改正數(shù)。象參數(shù)后對(duì)所測(cè)距離加站上的氣傳感器，可自動(dòng)感知測(cè)有的函數(shù)?，F(xiàn)在多數(shù)儀器氣壓，氣溫是波長(zhǎng)氣象改正系數(shù)ptAA

11、SSA21cos2ShSS2sin2cossinsinddSdSdd水平距離的變化為這時(shí)斜距的變化為fC22nCC0421CBAn777210136. 010288.161004.2876%03. 007600CBACOmmHgemmHgPCt，在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下。表格等工具計(jì)算改正數(shù)得的氣象參數(shù)借助輔助個(gè)點(diǎn)上測(cè)改正數(shù)。也可以根據(jù)幾數(shù)，自動(dòng)對(duì)所測(cè)距離加的氣象參器，可自動(dòng)感知測(cè)站上現(xiàn)在多數(shù)儀器帶有傳感是空氣膨脹系數(shù)折射率就是標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下的式中16.273110155. 0760111070ggqntePtnnsincostantanddSdSdd水平距離的變化為這時(shí)斜距的變化為電子全站儀圖電子全

12、站儀電子全站儀棱棱鏡鏡全全站站儀儀三角高程測(cè)量三角高程測(cè)量三角高程測(cè)量掌握三角高程測(cè)量的基本原理和計(jì)算方法；熟悉三角高程測(cè)量的作業(yè)方法。已知兩點(diǎn)之間的水平距離水平距離D(或斜距S)，觀測(cè)垂直角垂直角 ， 從而計(jì)算高差。使用于山區(qū)或不便于進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量的地區(qū)。三角高程測(cè)量要求考慮地球曲率的影響。一.三角高程測(cè)量原理二.較遠(yuǎn)距離的三角高程測(cè)量三.三角高程測(cè)量的其他特點(diǎn)三角高程測(cè)量是一種間接測(cè)定間接測(cè)定兩點(diǎn)之間高差高差的方法一.三角高程測(cè)量原理一一.三角高程測(cè)量原理三角高程測(cè)量原理B點(diǎn)的高程：點(diǎn)的高程：ABABhHH 已知AB水平距離D， A點(diǎn)高程HA，在測(cè)站A觀測(cè)垂直角，則：或liShliDhABA

13、Bsintan（S為斜距）在距離200米以內(nèi)，把大地水準(zhǔn)面看成水平面二.一般情況下的三角高程測(cè)量二二.一般情況下的三角高程測(cè)量一般情況下的三角高程測(cè)量 距離較遠(yuǎn)時(shí)，考慮地球曲率差和大氣折光差對(duì)高差的影響，應(yīng)對(duì)觀測(cè)得到的高差加“兩差兩差”改正：RDkfRDf222221球差改正：氣差改正：RDkfff21221兩差改正：（k=0.14）Rsfff286. 0221flishflitgDhababsin 顧及兩差改正時(shí)，三角高程測(cè)量的高差計(jì)算公式為:三、三角高程測(cè)量的觀測(cè)與計(jì)算三、三角高程測(cè)量的觀測(cè)與計(jì)算 （一）三角高程測(cè)量的觀測(cè)（一）三角高程測(cè)量的觀測(cè)中橫絲 切豎泡居中 讀L、R算（二）三角高程測(cè)量的計(jì)算（二）三角高程測(cè)量的計(jì)算由三角高程測(cè)量的對(duì)向觀測(cè)所求得的往、由三角高程測(cè)量的對(duì)向觀測(cè)所求得的往、返測(cè)高差（經(jīng)過(guò)兩差改正）之