工程測量教程課件附表格二六

方法——鋼尺量距、視距測量、電磁波測距和GPS測量。

§4.1鋼尺量距

(1)量距工具

1)鋼尺——長度20m，30m，50m。第4章距離測量與直線定向2)輔助工具(2)直線定線確定分段丈量的分段點在待量直線端點的連線上

。1)目測定線2)經(jīng)緯儀定線

(3)鋼尺量距的一般方法1)平坦地面的距離丈量先量整尺段長，最后量余長。DAB=n×尺段長+余長需往、返丈量，返測時應(yīng)重新定線。往、返丈量距離的相對誤差K=|DAB－DBA|/D≤1/3000。例如，DAB=162.73m，DBA=162.78m，相對誤差K=|162.73－162.78|/162.755=1/3255<1/30002)傾斜地面的距離丈量

①平量法——吊垂球線投影。②斜量法——量斜距，測高差或豎角化算為平距。D=Scosα=√S2－h(huán)2(4)鋼尺量距的精密方法

一般方法量距，相對誤差為1/1000~1/5000，精密方法量距，相對誤差為1/10000~1/40000，主要工具：鋼尺、彈簧秤、溫度計、尺夾等。鋼尺應(yīng)經(jīng)檢驗——尺長方程式，量距時應(yīng)使用彈簧秤施加鑒定時的拉力(15kg)。距離應(yīng)進行溫度與尺長改正。(5)鋼尺量距的誤差分析

1)尺長誤差鋼尺名義長度與實際長度不符的誤差。具有積累性，丈量距離越長，誤差越大。2)溫度誤差溫度變化1℃，丈量30m距離的影響為0.4mm。3)鋼尺傾斜和垂曲誤差地面不平坦，鋼尺不水平或中間下垂而成曲線，所量長度>實際長度。整尺段懸空時，中間應(yīng)有人托住鋼尺。4)定線誤差使所量距離為一組折線，丈量結(jié)果偏大。丈量30m的距離，偏差為0.25m時，量距偏大1mm。5)拉力誤差鋼尺丈量拉力應(yīng)與檢定拉力相同。拉力變化2.6kg，尺長改變1mm。6)丈量誤差插測釬不準，前、后尺手配合不佳，余長讀數(shù)不準丈量中應(yīng)盡量準確對點，配合協(xié)調(diào)?！?.2視距測量

望遠鏡十字絲分劃板視距絲，厘米分劃視距標尺。根據(jù)光學原理測定兩點間的距離和高差視距測量的相對誤差約為1/300，低于鋼尺量距測定高差的精度低于水準測量。主要用于地形測量的碎部測量中。(1)視準軸水平時的視距計算公式

l——視距間隔。相似三角形原理：d/f=l/p，d=lf/p=Kl，K=f/p，K=100D=d+f+δ=Kl+C，C=f+δ相對于Kl，C一般很小，可以忽略不計，D≈Kl。例如：D=Kl=100(1.385－1.190)=19.5m高差：hAB=i－v(2)視準軸傾斜時的視距計算公式

l’=lcosα，S=Kl’=KlcosαD=Scosα=Klcos2αh’=Ssinα=Klcosαsinα=0.5Klsin2α=Dtanαh+v=h’+i，h=h’+i－v=0.5KLsin2α+i－v=Dtanα+i－v[例4-1]HA=35.32m，i=1.39m，上、下絲讀數(shù)為1.264m，2.336m，盤左豎盤讀數(shù)L=82°26′00″，豎盤指標差x=1′，求兩點間的平距和高差。[解]

視距間隔l=2.336－1.264=1.072m豎角α=90°－82°26′00″+1′=7°35′平距D=Klcos2α=105.33m中絲v=(上絲+下絲)/2=1.8m高差h=Dtanα+i－v=+13.61mB點高程HB=35.32+13.61=48.93m。

2007年3月上海同濟大學出版社出版(3)視距測量的誤差分析

1)讀數(shù)誤差

S=Kl’，視距間隔l的讀數(shù)誤差被擴大100倍讀數(shù)誤差為lmm，對距離的影響為0.lm。標尺讀數(shù)前應(yīng)先消除視差，上、下絲讀數(shù)應(yīng)幾乎同時進行。視距測量的距離不能太長，測量的距離越長，標尺1cm分劃的長度在望遠鏡十字絲分劃板上的成像長度越小，讀數(shù)誤差越大。

2)標尺不豎直誤差標尺偏離鉛垂線方向dα角時，對水平距離的影響

目估使標尺豎直的誤差dα=1°，Kl=100m，α=5°，dD=0.15m，α=30°，dD=0.76m。

結(jié)論：標尺傾斜對測定水平距離的影響隨視準軸豎直角的增大而增大。在山區(qū)測量時應(yīng)特別注意將標尺豎直。3)豎直角觀測誤差

對水平距離的影響較小，主要影響高差Kl=100m，dα=1′，α=5°，dD=0.03m。4)大氣折光的影響近地面大氣折光使視線產(chǎn)生彎曲，日光照射下，大氣湍流會使成像晃動，風力使標尺搖動，使視距測量產(chǎn)生誤差。視距測量時，不要使視線太貼近地面，成像晃動劇烈或風力較大時，應(yīng)停止觀測。陰天且有微風時是觀測最有利的氣象條件?！?.3電磁波測距

電磁波測距(Electro-magneticDistanceMeasuring)簡稱EDM用電磁波(光波或微波)作為載波傳輸測距信號，間接測量兩點距離。

§4.3自.1光槳電測距儀辰的基本原腳理測量光緣瑞波在待弱測距離滅上往、截返傳播啄一次所祥需的時額間t2D，D=0.5Ct2D，C——光在大盟氣中的銅傳播速是度；C=C0/n，C0=299承7924悠58m/斗s±1.變2m/s客，真空光鏡速。n≥1，大僵氣折射率輛。n=f(λ,t,p)，是碎光波長λ，大氣溫值度t，大氣善壓力p的函數(shù)瑞典AG搏A公司生呈產(chǎn)的AG編A-8激括光測距儀用5mw匙氦氖氣體揭激光器白天測赤40k飛m，夜淘間可測穿60k默m精度：5烈mm+1衰ppmT2+D磨I10，向1968搏年Wil壁d推出的繁第一臺紅銹外測距儀Wil脫d生產(chǎn)叼的微波拔測距儀(1)紅脈沖宅式光電忙測距儀測量發(fā)射吧尖脈沖在甲待測距離濃上往返傳仍播時間計土算距離。鐘脈沖的屆振蕩頻率鐘——f0，周期T0=1/f0計數(shù)器的蛇時鐘脈沖巡壽數(shù)——q，光脈沖往拼返傳播時閘間——t2D=qT0問題——電才子計數(shù)勾器只能鵲記憶整忽數(shù)時鐘纏脈沖數(shù)曉。討論——電冒子計數(shù)某器只能將記憶整衰數(shù)鐘脈柄沖數(shù)。q有±1鐘腦脈沖誤差創(chuàng)，距離測冷量誤差mD=0.5CT0=0.尾5C/f0f0=15M犯Hz，C=299詞7924上58m，mD=19.9揮86m。如令mD=0.01奸m，f0=0唯.5C/mD=149槳89M脅Hz人類可偽做到的跑石英晶純振頻率討為1×忙10-6級的最高頻翻率為3浙00M霧Hz，叫測距誤料差——mD=0.5C/f0=0.5幫m。徠卡脈沖險測距儀—掏—DI3篇000解雖決方案核心技術(shù)受——一個摔特殊的充放電電成容器，放電時間T是充電時技間t的數(shù)千樹倍。用測距觸時間t2D對電容猜器充電扛，然后最放電，通過填杠充鐘脈麥沖測量煉放電時滋間T2D，設(shè)t2D=T2D/3000朱，等價將振充電時間放誤差縮小符3000蛋倍。f0=15每MHz盼，mD=19.9坦86m/婦3000妥=0.0貢07mm厭。Wil卵dD棚I30惡00脈輩沖測距缺儀(2)掀相位己式光電斃測距儀測量正弦肥光波在待念測距離上盜往返傳播油的相位差悟解算t2D。頻率為f的正弦芹光波振極蕩一周鋤期的相陜位移—邁—2π，發(fā)射正廳弦光波低經(jīng)2D距離后的滾相位移—楊—φ=2πN+Δ敢φ正弦光波非振蕩頻率f的意義—發(fā)—一秒鐘判振蕩的次超數(shù)，正弦光波告經(jīng)t2D秒鐘后振屢蕩的相位堅移——φ=2πf伯t2D列時間射方程—獅—2πft2D=2πN+Δ脊φt2D=(N+Δφ幸/2π)/f=(N+ΔN)/f，ΔN=店Δφ/2πD=0.5Ct2D=0.5C(N+ΔN)/f=0.5CT(N+ΔN)=0梳.5λS(N+ΔN)λS=C/f杯=CT—凱—正弦波波輸長，0.5λS——正弦波駕半波長頂，測尺義。調(diào)制頻稱率f越大，偉測尺長掏0.5λS越短。電子相位梅計將兩個敏正弦波比煮相測量相紐奉位差Δφ求出不足材一周期小廁數(shù)ΔN=遙Δφ/2π，測不姻出整周鞠數(shù)N。距離D=0.5λS(N+ΔN)存在多幻玉值解，只有當D<0.超5λS時，N=0，雨才不存夫在多值痰解。解決方法震——用不同國長度的軌多把測玻尺測距派，組合栽距離。最短測績尺——伏精測尺割，其余測膚尺——原粗測尺。精粗測尺俘所測距離救組合成最愈終距離。測程1k數(shù)m測距儀敵——10m(器15MH敏z)，1蠢000m輸(150爸MHz)談兩把測尺絲式；待測距離栽為586閃.486等m，用100路0m粗測醒尺測量的威距離0.5λ粗ΔN=10情00×完0.5括871步=58咸7.1只m用10崗m精測喘尺測量誼的距離0.5λ精ΔN=10序×0.唯648竹6=6玩.48路6m精粗測賞尺測距沖結(jié)果組體合過程587.蔬16.48汗6586棒.48數(shù)6m精粗測震尺測距貝結(jié)果組兄合由測煤距儀微童處理器忍自動完于成，結(jié)果送顯等示窗顯示枕，無需人貍工干預(yù)?！?.魄3.2意ND遷300責0紅外標測距儀捉簡介自帶望遠跑鏡，望遠鏡軋視準軸紐奉、發(fā)射磁光軸、秧接收光通軸同軸魔。ND30殺00測距厘儀內(nèi)部主要技割術(shù)參數(shù)①紅外光喪源波長障：0.緞865役m②測免尺長及喚對應(yīng)的縫調(diào)制頻向率②精測尺：鏟10m，f1=14沒.83考554珍6MH丹z粗測尺辣1：1觸000移m，f2=14煎8.3召554紛6kH目z粗測尺2陪：100收00m，f2=14沫.83砍554辦6kH塵z③測吐程：2娘500課m(單林棱鏡)庫，35寇00m聞(三棱含鏡)④標欺稱精度癥：±(濤5mm自+3p菊pm)⑤測暮量時間愚：正常林測距侍3s，味跟蹤測擊距、初太始測距蛋3s，蓋以后每類次測距婚0.8座s⑥顯鑼示：帶即有燈光即照明的括7位數(shù)坐字液晶識顯示，鳥最小顯襪示距離碑為1m暮m⑦供族電：6僑V鎳鎘革(Ni挨Cd)傳可充電碧電池⑧氣象底改正比例喜系數(shù)計算波公式：測距時撈的大氣缺壓力與呀空氣溫圓度測量繩設(shè)備經(jīng)典測賣距儀系喚列展英國T每ell繳uro啊met劉er狼MRA轎101豆微波測走距儀北京70某1廠D童WJ-1駐型微波測色距儀北京70獄1廠W蓮J-1型第微波測距餃儀微波測關(guān)距儀激光測距論儀北京光學猾儀器廠—膨—HGC歷-1紅外朽測距儀武漢地脆震儀器起廠JC鹽Y-2尺A激光板測距儀總參測繪久研究所召BJCY唇-1變頻弱式半導(dǎo)體復(fù)激光測距疼儀北京光右學儀器植廠DC五-30剛JG厲激光測稠距儀宜昌H曬Q-1稠02激昆光測距不儀AGA廠刷Geo宿dime礎(chǔ)ter激婚光測距儀AGA啞-6慈激光測誼距儀AGA顯廠G貨eod消ime朗ter圈激光測紫距儀AGA痰廠G凈eod鎮(zhèn)ime避ter事AG鐘A-8芬激光測守距儀日本索障佳R上EDm罩ini釘相位式千紅外測限距儀Wild拉DI4勿L相位式睜紅外測距爛儀Wil冶dD仇IS5諷相位式具紅外測健距儀Wild沖DI2船0相位澇式紅外測高距儀Wil暢d第一問臺電子虛經(jīng)緯儀瀉(19銅78年套生產(chǎn))文-T掘C1電效子經(jīng)緯斷儀Wild踢新T2循+DI1岸000相肢位式紅外段測距儀Wild澤T16代00+D遲I4LWild掉T16釀+DI5腐LWild屠T16插00+D犧I100剖0Wild北T20隸00+D部I5日本拓杠普康測銀距儀世界最皮高精度皆的激光婆測距儀惰-Ke踐rn屑ME5瞞000§4.揀3.3皇喜利稼得手持坡激光測冤距儀德國喜利嘴得(HIL俗TI)手持激旁光測距組儀PD30用于建筑蒙施工與房夏產(chǎn)測量中叢的距離、簽面積、體艇積測量。大屏幕顯餡示讀數(shù)容酷易測量起始角點選擇前端/后部PD3恰0手持激莖光測距儀功能:管水準分器提高水弊平測量基精確度鍵盤(體積,面積,距離,加,減)全版顯僚示,容易理倍解橡膠保護提高對機搏身的保護,更堅固背景燈黑暗中可蹦讀數(shù)測量延玩長片從角落起囑測量充電接口可用充咱電電池開/關(guān)鍵開機顯援示最后4個測量值/測量功毅能PD旨30簡單的解操作,即可完禁成各種暫測量任粱務(wù)PD3狀0圖形顯唉示所有的嶺功能,一撫目了然距離測量極鍵放線定位(15讀數(shù)/秒)按下測毫量鍵2秒,進入連袍續(xù)測量體積鍵面積鍵加鍵減鍵屏幕照為明鍵徠卡DI伯STO辨A8手持休激光測距印儀帶傾斜傳帳感器——滿便于測量鴿坡度；帶3×惡數(shù)碼瞄猛準器—顏—便于串白天測悲量。主顯示記欄顯示測量四或計算結(jié)鍛果傾斜傳鞋感器徠卡DIS丹TO論A8手持激離光測距贏儀功能:管水準器提高水平爺測量精確殃度間接測量澡鍵利用三階角函數(shù)脹與勾股富定理計作算3×數(shù)栽碼瞄準練器便于白天替測量時瞄秩準目標清除鍵測量延吉長片從角落起腰測量背景燈黑暗中可覺讀數(shù)橡膠保護提高對紅機身的粥保護,更堅固副顯示欄顯示傾斜扮角或輔助般測量結(jié)果§4.3枝.4光荒電測距的綱誤差分析相位式捕光電測揭距儀測活距公式D=C0/(2fn)(N+ΔN)+K，K——測距儀的作加常數(shù)距離D的誤差蘇——C0，f，n，ΔN，K。C0，f，n的誤差—騰—比例誤仗差ΔN，K的誤差消——固定誤差縮寫——常用經(jīng)驗鈴公式——ND30奸00標稱識精度——而5mm+臉3ppm1pp約m=1良mm/梳1km捎=1×秀10-6，測量1詠km距鉛離的比剝例誤差勁為1m澡m?！?.沖4直餅線定向確定地面販直線與標險準北方向忠的水平夾社角。(1)溫標準北方彎向分類—逆—三北方陸向1)龍真北方繼向真子午萌線——剪地面P點子午面防與地表的揀交線。真北方向頑——真子菜午線在P點切線揀北方向想。測量方法創(chuàng)——天文舌測量，陀牙螺經(jīng)緯儀文。2)健磁子午回線方向磁北方向躍——P點，磁針自由究靜止時北母端所指方杯向。測量方法刷——羅盤后儀。3)坐闊標北方向在高斯理平面直媽角坐標塞系中，店過P點平行x軸的北方存向。確定地摧面直線夜與標準膀北方向蒙的水平技夾角。中、小蹦比例尺非地形圖進的圖框醬外繪有本幅亂圖的三北謎方向關(guān)系鎖圖(2)皺表示添直線方湯向的方材法方位角—?！獦藴时狈轿肯?，順時羊針到直線PQ的水平反夾角。取值范圍管——0°陷~360語°。直線PQ的三種方蘇位角真北方位愛角——APQ。磁北方位呢角——AmPQ。坐標方位扛角——αPQ。(3)紹三種柜方位角屆的關(guān)系三種標劍準北方惡向的關(guān)供系1)APQ與AmPQ的關(guān)系δP——磁偏微角。磁偏真嘉東面為垮正，磁偏真膊西面為慶負。我國δP∈+6復(fù)°~－挑10°APQ=AmPQ+δP2)APQ與αPQ的關(guān)系γP——P點子午線初收斂角。P點高斯橫封坐標y>0，γP>0，P點高斯橫殊坐標y<0，γP<0。APQ=αPQ+γP用光盤酬P(guān)G2酸-1.茅exe魄程序精填確計算γP3)αPQ與AmPQ的關(guān)系αPQ=AmPQ+δP－γP(4)駱用羅夾盤儀測超定磁方盲位角主要部墾件——砍磁針、細刻度盤親、望遠弓鏡、基深座?！?.5膀陀螺經(jīng)波緯儀與直競線真子午憲線方位角苗的測定(1)君陀螺儀定烘向原理高速旋轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)子(>150度00r/棕min)的物肅理特性介：1)禽定軸性苦——無嫁外力矩約作用時糕，轉(zhuǎn)子伍旋轉(zhuǎn)軸肚保持不獻變。2)進尋動——外清力矩作用仔下，轉(zhuǎn)子旋良轉(zhuǎn)軸方船位向外漸力矩作邁用方向逢運動。陀螺儀逼利用轉(zhuǎn)學子的上齊述特性送制造。t1時刻，轉(zhuǎn)越子懸吊在勿地球上P點，轉(zhuǎn)子軸OX在真北偏終東方向；t2時刻，追地球自孝西向東晝旋轉(zhuǎn)了θ角，地平挑面降落了θ角，OX軸相對于摘地平面抬咐升了θ角。轉(zhuǎn)子重餐心偏離P點鉛垂線船垂直距離b，轉(zhuǎn)子重苗量外力跳矩——M=bG。在M作用下吐，OX軸轉(zhuǎn)向西桿進動，在t3時刻到歐達子午友面，慣性作責用繼續(xù)由向西進宵動，OX軸相對軋于地平默面變成復(fù)傾俯，力矩M的方向殃被改變車。隨著偏離級真北方向行角的增大爭，指向子偵午面力葛矩阻止蠅轉(zhuǎn)子繼規(guī)續(xù)進動蟲，直到轉(zhuǎn)子滅軸達到最象大擺幅后反方向鼻往回進擴動，如此往復(fù)剛不已。OX軸以過P點的真北熔方向為對沙稱中心，作等幅簡逝諧運動。P點真子午蒸線方向—曠—東西最護大擺幅方屠向平均值甘。地球自寺轉(zhuǎn)帶給忽陀螺轉(zhuǎn)查軸OX的進動頸力矩，與陀螺進所處空圣間的地團理位置豈有關(guān)，赤道處最領(lǐng)大，南、揭北兩極為畝零。在緯度洋≥75繩°的高自緯度地臘區(qū)，陀斬螺儀不拳能定向杠。我國屬中陳緯度地區(qū)狡，最北端黑測龍江省漠光河緯度為委北緯53息°27′便左右。我國任恐意地點喊都可使幕用陀螺環(huán)儀確定失點的真艘子午線狗方向。(2)判Y/落JTG秘-1陀避螺經(jīng)緯