C4 距離測(cè)量課件

1、 4 距離測(cè)量距離測(cè)量：是確定地面點(diǎn)位時(shí)的基本測(cè)量工作之一。方法：有鋼尺量距、視距測(cè)量和電磁波測(cè)距。鋼尺量距：是用鋼卷尺沿地面直接丈量距離，屬直接量距；視距測(cè)量：是利用經(jīng)緯儀或水準(zhǔn)儀望遠(yuǎn)鏡的視距絲裝置及視距標(biāo)尺，按幾何光學(xué)原理進(jìn)行測(cè)距；電磁波測(cè)距：是利用儀器發(fā)射及接受光波(紅外光、激光)或微波，通過測(cè)定電磁波在測(cè)線上往返傳播的時(shí)間間隔，依據(jù)傳播速度及時(shí)間確定距離，屬于電子物理測(cè)距。后兩者都屬于間接測(cè)距。特點(diǎn)：鋼尺量距所使用的工具簡(jiǎn)單，但外業(yè)工作繁重，且易受地形限制，適用于平坦地區(qū)的測(cè)距。視距測(cè)量充分利用了望遠(yuǎn)鏡的附屬功能，能克服地形障礙，操作簡(jiǎn)便，但測(cè)距精度較低，適合于低精度的近距離測(cè)量(20

2、0m以內(nèi))。電磁波測(cè)距儀器先進(jìn)，操作簡(jiǎn)便，測(cè)距精度高，測(cè)程遠(yuǎn)，但儀器較昂貴，一般適用于高精度遠(yuǎn)距離測(cè)量，但目前正向近距離細(xì)部測(cè)量(如地形碎部測(cè)量)普及。 4.1 鋼尺量距量距工具：有鋼尺、標(biāo)桿、測(cè)釬、垂球等。鋼尺：是鋼制的帶尺，常用鋼尺寬度約1015mm，厚度約0.4mm，長(zhǎng)度有20m、30m、50m幾種，卷放在圓形盒內(nèi)或金屬架上。鋼尺的基本分劃為厘米，在每米及分米處有數(shù)字注記。一般鋼尺在起點(diǎn)處一分米內(nèi)有毫米分劃；有的鋼尺，整個(gè)尺長(zhǎng)內(nèi)都有毫米分劃。端點(diǎn)尺：是以尺的最外端作為尺的零點(diǎn)，當(dāng)從建筑物墻邊開始丈量時(shí)使用方便?？叹€尺：是以尺前端的一刻劃線作為尺的零點(diǎn)一、鋼尺量距的一般方法1、直線定線1）

3、、概念當(dāng)兩個(gè)地面點(diǎn)間的距離較長(zhǎng)或地形起伏較大時(shí)，為量距方便起見，可分成幾段進(jìn)行丈量。這種把多根標(biāo)桿標(biāo)定在已知直線上的工作稱為直線定線。2）、方法-目測(cè)法：二點(diǎn)法、趨近法、傳遞法。2、量距1）、平坦地區(qū)的距離丈量 方法：整尺法計(jì)算公式：式中： 尺段數(shù)；一鋼尺長(zhǎng)度；不足一整尺的余長(zhǎng)。相對(duì)誤差：要求：在平坦地區(qū)，鋼尺量距的相對(duì)誤差一般不應(yīng)大于；在量距困難地區(qū)，其相對(duì)誤差也不應(yīng)大于。當(dāng)量距相對(duì)誤差不超出上述規(guī)定時(shí)，取往、返測(cè)距離平均值作為成果。2）、傾斜地區(qū)的距離丈量（1）平量法-慎用沿傾斜地面丈量距離，當(dāng)?shù)匦纹鸱淮髸r(shí)，可將鋼尺拉平丈量。如圖4-7a，丈量由向進(jìn)行，甲立于點(diǎn)，指揮乙將尺拉在方向上。甲

4、將尺的零點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)，乙將尺子抬高，目估使尺子水平，然后用垂球尖將尺子末端投于地面，再插以測(cè)釬。若地面傾斜較大，尺子抬平困難，可將一尺段分成幾段來平量，（2）斜量法-推薦使用如傾斜地面的坡度均勻，可以沿傾斜坡面丈量的斜距，測(cè)出地面傾斜角，然后計(jì)算的水平距離。 二、精密量距方法精密量距精度在之間。精密量距前,應(yīng)利用經(jīng)緯儀定線。用檢定過的鋼尺丈量相鄰兩木樁間的距離。1、直線定線.經(jīng)緯儀法：-精密定線方法，有縱絲法和分中法。2、量距過程：限差：每尺段要移動(dòng)鋼尺位置丈量三次,三次測(cè)得的結(jié)果的較差視不同要求而定,一般不得超過23mm,3、測(cè)量樁頂高程限差：相鄰兩樁頂往、返所測(cè)高差之差，一般不得超過±

5、;10mm；4、尺段長(zhǎng)度的計(jì)算-成果整理1）、三項(xiàng)改正-尺長(zhǎng)改正、溫度改正及傾斜改正（1）尺長(zhǎng)改正任一尺段的尺長(zhǎng)改正數(shù)為：表4-1中，=30.0025m，=30m，故m尺段的尺長(zhǎng)改正為m。表4-1精密量距記錄計(jì)算表鋼尺號(hào)碼：11鋼尺膨脹系數(shù)：鋼尺檢定時(shí)溫度：20計(jì)算者：鋼尺名義長(zhǎng)度：30m鋼尺檢定長(zhǎng)度：30.0025鋼尺檢定時(shí)拉力：100N日期：尺段編號(hào)實(shí)測(cè)次數(shù)前尺讀數(shù)(m)后尺讀數(shù)(m)尺段長(zhǎng)度(m)溫度()高差(m)溫度改正(mm)尺長(zhǎng)改正(mm)傾斜改正(mm)改正后尺段長(zhǎng)(m)129.93600.070029.866025.8(-)0.152+2.1+2.5-0.429.8694240

6、07556453500850650平均29.8652129.92300.017529.905527.6(-)0.174+2.7+2.5-0.529.910423002500503380315065平均29.9057118.97500.075018.900027.5(-)0.065+1.7+1.6-0.118.90272540545899538008108990平均18.8995總和198.2838（2）溫度改正溫度改正數(shù)為： 表4-1中，11鋼尺的膨脹系數(shù)為1.2×10-5/1，檢定時(shí)溫度為20，尺段的丈量長(zhǎng)度為29.8652m，丈量時(shí)溫度為25.8，得：m（3）傾斜改正傾斜改正數(shù)：

7、(4-5)表4-1中m，m，代入式(4-5)得m每一尺段改正后的水平距離為(4-6)表4-1中尺段實(shí)測(cè)距離為29.8652m，m，m，m，故尺段的水平距離為m2）、計(jì)算全長(zhǎng)將改正后的各尺段長(zhǎng)和余長(zhǎng)加起來，便得到距離的全長(zhǎng)。表4-1中為往測(cè)結(jié)果，其值為198.2838m。同樣算出返測(cè)全長(zhǎng)，設(shè)為198.2896m，平均值為198.2867m。其相對(duì)誤差為：說明：鋼尺檢定實(shí)際長(zhǎng)度：鋼尺兩端刻劃線間的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度稱為鋼尺的實(shí)際長(zhǎng)度；名義長(zhǎng)度：尺面刻注的長(zhǎng)度稱為名義長(zhǎng)度；實(shí)際長(zhǎng)度往往不等于名義長(zhǎng)度。1、尺長(zhǎng)方程式鋼尺在不同拉力作用下，其長(zhǎng)度會(huì)有微小變化，故在檢定鋼尺長(zhǎng)度或精密量距時(shí)，引伸尺子要用一定拉力。另

8、外，在不同溫度下，尺子因伸縮不同，其長(zhǎng)度也會(huì)有相應(yīng)變化。因此，在一定拉力下，鋼尺的實(shí)際長(zhǎng)度可以表示成溫度的函數(shù)，即尺長(zhǎng)方程式式中 鋼尺在溫度時(shí)的實(shí)際長(zhǎng)度； 鋼尺名義長(zhǎng)度；尺長(zhǎng)改正數(shù)； 鋼尺的線膨脹系數(shù)；鋼尺檢定時(shí)溫度，一般取20；鋼尺量距時(shí)溫度。2、尺長(zhǎng)檢定的方法-比長(zhǎng)臺(tái)、標(biāo)準(zhǔn)尺檢定三、鋼尺量距的誤差分析及注意事項(xiàng)1、鋼尺量距的誤差分析1）、定線誤差量距誤差為當(dāng)為30m時(shí)，若要求mm，則定線誤差應(yīng)小于0.21m，此時(shí)采用目估法容易達(dá)到。精密量距時(shí)用經(jīng)緯儀定線，可使及更小，如，僅為0.03mm。結(jié)論：一般方法可用目估法、精密方法用經(jīng)緯儀法2）、尺長(zhǎng)誤差鋼尺必須經(jīng)過檢定以求得尺長(zhǎng)改正數(shù)。尺長(zhǎng)誤差具

9、有系統(tǒng)性，其引起的量距誤差與距離長(zhǎng)度成正比。精密量距時(shí)，雖對(duì)丈量結(jié)果進(jìn)行了尺長(zhǎng)改正，但其成果中仍存在尺長(zhǎng)誤差，因?yàn)橐话愠唛L(zhǎng)檢定方法的精度只能達(dá)到±0.5mm。結(jié)論：一般量距時(shí)不作尺長(zhǎng)改正；但當(dāng)尺長(zhǎng)改正數(shù)大于尺長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)作改正。3）、溫度誤差溫度改正公式，對(duì)于30m的鋼尺，溫度變化8，尺長(zhǎng)變化為尺長(zhǎng)的。由于用溫度計(jì)所測(cè)溫度常常是氣溫，而不是尺子本身的溫度，在夏季陽(yáng)光曝曬下，兩者溫度之差可大于5。結(jié)論：量距宜在陰天進(jìn)行，并應(yīng)設(shè)法測(cè)得鋼尺本身的溫度。4）、拉力誤差拉力變化所引起的尺長(zhǎng)變化為：(4-9)式中為尺長(zhǎng)，設(shè)為30m；為拉力誤差；為鋼的彈性模量，通常取kg/cm2；為截面積，設(shè)為0.0

10、4cm2，則。拉力變化70N，尺長(zhǎng)將改變，結(jié)論：在一般量距中，只要保持拉力均勻即可。而對(duì)精密量距，則需使用彈簧秤控制拉力。5）、尺子不水平的誤差一般量距時(shí)，如果鋼尺不水平，總是使所量距離偏大。設(shè)尺長(zhǎng)30m，目估尺子水平誤差約為0.44m（傾角50），由此引起的量距誤差為mm。精密量距時(shí)，測(cè)出尺段兩端高差，進(jìn)行傾斜改正。設(shè)高差的測(cè)定誤差為，則由此引起的距離誤差為。欲使小于1mm，設(shè)mm，則為30mm，這樣的高差精度用水準(zhǔn)測(cè)量是容易達(dá)到的。6）、尺子垂曲及反曲誤差鋼尺懸空丈量時(shí)，中間下垂，稱為垂曲。在凹凸不平的地面量距時(shí)，凸起的地面使鋼尺上凸，稱為反曲。為避免垂曲影響，鋼尺檢定時(shí)，應(yīng)按懸空與水平兩

11、種情況分別檢定，得出相應(yīng)的誤差方程式，量距時(shí)按實(shí)際依據(jù)相應(yīng)誤差方程式進(jìn)行改正。而對(duì)于反曲誤差，設(shè)尺段中部隆起0.5m，由此引起的距離誤差達(dá)17mm，這是不能允許的。應(yīng)將尺子拉平丈量。7）、丈量誤差它包括鋼尺刻劃對(duì)點(diǎn)誤差、插測(cè)釬誤差及鋼尺讀數(shù)誤差等。這些誤差是因人的感官能力局限所致，具有隨機(jī)性，盡管在丈量結(jié)果中可以抵消一部分，但它們依然是鋼尺量距誤差的一項(xiàng)主要來源。故在量距時(shí)應(yīng)對(duì)點(diǎn)準(zhǔn)確、協(xié)調(diào)配合。2、注意事項(xiàng)1）、鋼尺易生銹，工作結(jié)束后，應(yīng)用軟布擦去尺上的泥和水，涂上機(jī)油防銹；2）、鋼尺易折斷，如鋼尺出現(xiàn)卷曲，不可用力硬拉；3）、在人車較多地區(qū)量距時(shí)，應(yīng)有專人看護(hù)，以防尺子碾壓而折斷；4）、不得

12、將尺子沿地面拖拉，以免磨損尺面刻劃；5）、收卷鋼尺時(shí)，應(yīng)按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)鋼尺搖柄，切不可逆轉(zhuǎn)，以免折斷鋼尺。 4.2視距測(cè)量視距測(cè)量：是一種光學(xué)間接測(cè)距方法。它利用望遠(yuǎn)鏡內(nèi)的視距絲裝置配合視距尺，根據(jù)幾何光學(xué)原理，同時(shí)測(cè)定兩點(diǎn)間的水平距離和高差的方法。特點(diǎn)：測(cè)定距離的相對(duì)精度為，低于直接量距；測(cè)定高差的精度低于水準(zhǔn)測(cè)量。一、視距測(cè)量的原理1、原理2、視線水平時(shí)的視距公式式中：視距乘常數(shù)，一般為100；視距加常數(shù)，其值很小，可以忽略不計(jì)。故視線水平時(shí)高差：式中：儀器高，即儀器橫軸至測(cè)站距離；目標(biāo)高，即十字絲中絲讀數(shù)。3、視線傾斜時(shí)的視距公式水平距離為：初算高差為：間的高差為：高差也可按下式計(jì)算：

13、在實(shí)際工作中，應(yīng)盡可能使目標(biāo)高等于儀器高，以簡(jiǎn)化高差的計(jì)算。二、視距測(cè)量的觀測(cè)與計(jì)算視距測(cè)量主要用于地形測(cè)量、測(cè)定測(cè)站點(diǎn)至地形點(diǎn)的水平距離及高差。其觀測(cè)步驟如下：1、在測(cè)站上安置經(jīng)緯儀，量取儀器高，精確到cm；2、用上、下視距絲在標(biāo)尺上讀數(shù)，將兩數(shù)相減得視距間隔；并讀取中絲讀數(shù)值；3、使豎盤水準(zhǔn)管氣泡居中，讀取豎盤讀數(shù)，求出豎直角。視距測(cè)量的計(jì)算可直接按式、計(jì)算平距和高差。三、視距測(cè)量誤差分析及注意事項(xiàng)1、視距測(cè)量的誤差分析1）、視距尺分劃誤差將產(chǎn)生系統(tǒng)性誤差。視距尺分劃誤差一般為±0.5mm，引起距離誤差為：m2）、乘常數(shù)值的誤差一般視距乘常數(shù)，但由于視距絲間距誤差、視距尺的系統(tǒng)性

14、誤差、以及儀器檢定誤差的影響，都會(huì)使值不等于100。值應(yīng)在100±0.1之內(nèi)，否則應(yīng)該改正。3）、豎直角測(cè)量誤差豎直角觀測(cè)誤差對(duì)視距測(cè)量有影響如下4）、視距絲讀數(shù)誤差視距絲讀數(shù)誤差是影響視距測(cè)量精度的重要因素。它與視距遠(yuǎn)近及望遠(yuǎn)鏡放大倍率有關(guān)，誤差大小視具體作業(yè)條件而定，距離越遠(yuǎn)誤差越大，所以視距測(cè)量中要根據(jù)測(cè)圖對(duì)測(cè)量精度的要求限制最大視距。5）、視距尺傾斜所引起的誤差引起的距離相對(duì)誤差為：結(jié)論：視距尺傾斜時(shí)，對(duì)視距測(cè)量的影響不可忽視，特別在山區(qū)，地形起伏較大時(shí)，更要注意。必要時(shí)可在視距尺上附加圓水準(zhǔn)器。6）、大氣垂直折光的影響視距尺不同部分的光線是通過不同部分的空氣層到達(dá)望遠(yuǎn)鏡的，越接近地面的光線受折光影響越顯著。經(jīng)驗(yàn)表明，