第五章距离和三角高程测量.ppt

第五章距离测量与三角高程测量n1距离测量也是测量的基本工作任务 和三个要素之一 距离：是指两测点之间的直线长度水平距离倾斜距离铅垂距离测量方法： 普通量距钢尺量距视距测量电磁波测距n2第一节钢尺量距一、钢尺测距工具钢尺有 30m 50m皮尺钢尺n4n5二、直线定线1、定义：在某直线段的方向上，确定一系列中间点的工作，称为直线定线2、按精度分： 目估法经纬仪法n6（一）目估定线：n7（一）目估定线：若要在互相通视的A、B两点间定线，先在A、B两点上竖 立花杆，然后由 一测量员在A点花杆 后1m～2m处，使一只眼的视线与A、B 点上的花杆同侧边缘相切标定的点数主要取决于A、B间的 长度和所用钢尺的长度n8这种从远处B点走向A 的定线方法称走近定线 反之，由近端走向远端 的定线，称走远定线n9（二）经纬仪定线 在A点安置经纬仪，用望远镜十字丝直接瞄准B点上的测钎（或花杆）的底部 ，固定经纬仪照准部，由一测量员手持 测钎由A至B，或由B至A，依次设置中间 点相邻中间点间距小于钢尺整尺长； 在坡度变化处，亦应设中间点在选定中间点后，在观测员的指挥下，将测 钎垂直地插入地下n10经纬仪定线在A点安置仪器，后视B点，上下扫出中间各点，并插入插钎，保证了直线。

n11三、沿平坦地面水平量距方法简介边定线边测量的具体步骤如下：（1）后尺手站在A点后面，手持钢尺的零端前尺手手持钢尺的末 端并携带一束测钎和一根花杆，沿 AB方向前进，走到略小于一整尺长 处，立花杆，依后尺手指挥，使花 杆最后立在AB线上 n12（2）零尺端读数员将钢尺零点对准起点A 的标志，大尺端读数员将钢尺贴靠 定线 时的中间点 两人同时将尺拉紧、拉直和拉平 当钢尺稳定后，大尺端读数员对准钢 尺终点刻划（如 30m），在地上竖直地插 一根测钎，并喊“预备”、“好”AB 测钎qL为整尺段长q为余长n13钢尺铺地丈量（在标准拉力下）（3）丈量结果：全长=n×整尺段长＋余尺段长n14(4)、内业成果整理 往、返量距之差称为较差，用 较差与往、返测距离的平均值之比来 衡量测距精度更为全面该比值通常用分子为1的形式来表示， 称为相对误差KK=n152）要求：一般量距：K≤1/3000 (平坦 ) K≤1/1000（山区） 距离测量手薄 地点：工矿区 钢尺号：5号（50m) 量距者：张工 李铁日期:2011-3-10 天气：晴天 记录者：王牌 测线 整尺段m 零尺段m 总计m 相对误差 平均值A~B往返3×503×5041.5841.63191.58191.63191.60备注往返量距之差ΔS=0.05m 往返量距平均值 S=191.60n16四、钢尺悬空量距方法简介当采用钢尺悬空量距时，需要加入 拉力、温度、倾斜和比长等改正。

① 即用经纬仪观测丈量标志之间的 垂直角δ，②用温度计记录丈量时的温度t，③并采用拉力计施加一定的拉力，④钢尺应进行一定的鉴定n17式中：式中：s—钢尺的名义长度ΔS —钢尺的尺长改正数st — —钢尺量距时的长度α α——钢尺线膨胀系数，一般为 1.25×10-5t — t —量距时的空气温度t0——钢尺检定时的空气标准温度（（一）钢尺改正方程式：n18（二）钢尺悬空量距的准备工作钢尺悬空量距时，应当将经纬仪安置在测点上，并用目标点上做出观测标志，观测垂直角δ并记录并在丈量前准备拉力计和温度计丈量时将仪器制动，并安排前后拉尺手各一名，前后尺读数员各一名，记录员各一名放尺时保持零尺端不动，大尺端走n19（三）钢尺悬空量距的步骤及要求1、准备工作完成后，应将拉力计连接在零尺端环上2、零尺端读数员指挥掌尺，读数、记录3、喊口令由零尺端计数员完成拉起来”“准备”“好” 读数员对准标志读三位数n20（四）读数由大尺端读数员报出三位数，并记录，然后报出大数即整米再记录零尺端的读数，并记录在记录手簿n21（五）记录计算当第一次丈量完成后，应 当按上述方法连续丈量三次以 上，当三次丈量的边长（标志 间长度）互差不超过5mm时， 取平均为最终丈量成果。

n22钢尺号码：0421 地点： 5 矿区 天气：晴 记录计算者：秦楚尺长方程式：St=50-0.0079+0.000125×50 ( t - t0 ) 日期：2004年8月15日线段尺段尺端读 数 中数m倾 角温 度 0C尺长改正mm温度 改正mm倾斜改正mm改正后 段 长mABA 1前后 前-后45.2700.005 45.26545.3800.112 45.26845.5100.247 45.26345.26510 02′27-7.2 4.0-7.4 45.2541 2前后 前-后31.6200.097 31.52331.9300.407 31.52331.8500.324 31.52631.52420 12′26 -5.0 2.4-23.2 31.4982 3前后 前-后44.9300.002 44.92845.2300.300 44.93045.4500.524 44.92644.92810 25′26 -7.1 3.4-13.9 44.9103 B前后 前-后23.6800.195 23.48523.5000.018 23.48223.9100.423 23.48723.48430 02′26 -3.7 1.8-32.9 23.449∑145.111第一次第二次第三次（六）、钢尺悬空量距记录计算表n23（七） 加入比长改正:由所用钢尺的尺长方程式 可看出尺长改正数为ΔS,若钢尺名 义长为S,尺段的丈量距离为ѕ΄,则应 加入的尺长改正为ΔSLn24（八）加入温度改正设钢尺丈量时的温度为t,该钢尺原检 定时的温度为t0 ,若尺段丈量距离为ѕ΄, 则温度改正为ΔSt式中α—钢尺的线膨胀系数,其值约 为(0.0115～0.0125)㎜/(m·˚C)t0 —标准温度,取20˚C。

t —丈量时温度,˚Cn25（九）往返丈量相对误差的 计算与精度评定 计算相对误差K=n26五、倾斜地面的量距若A、B两点之间高差较大 ，但地面坡度比较一致，可 沿地面丈量倾斜距离S΄，用 水准仪测出A、B间高差h,然 后计算水平距离Dn27当A、B两点高差较大，其间 高低不水平但向一个方向倾斜时 ，可将钢尺一端刻划对准地面测 点，另一端抬高，必要时尺段中 间有一人托尺，目估使尺子水平 ，在抬高一端用垂球投影到地面 测点上，各尺段水平距离量出后 ，计算总和，即为AB线段的水平 距离n28在倾斜地面上，较精 确的量距方法还有，通过 水准测量测两点间的竖直 角，最后加倾斜改正的方 法，求出水平距离，在此 不做详细的说明n29钢尺铺地丈量（在标准拉力下）n丈量结果计算公式：高差改正 St=－h2/2s′n30倾斜地面的距离丈量1.平量法 2.斜量法 nD=Lcosδl斜量法Dn31六、钢尺量距的注意事项1）所用钢尺应当经过检定，必 须知道该尺的尺长方程式2）在放尺和收尺时应保持尺身 不动，以避免尺身与地面的 磨擦而损坏刻划n323）在拉力前应检查尺身是否打卷以免折断钢尺。

4）拉尺时要均匀用力，并保持大尺端拉力员拉尺不动，由 零尺端拉尺员逐步施加拉力，并不得超过标准拉力n335）读数员应用双手捏紧尺面，以 靠近标志读数，而不致碰动标志6）前后端应同时读数，分别报数， 记录者复诵无误后记入手簿7）钢尺量距时，应保持自由悬空， 并避免通过有泥、水的地方n348）钢尺量距时，不准踏踩、 车压钢尺，以免损坏钢 尺 9）钢尺使用后，应轻轻擦净 尘土，并加擦黄油保存， 以免钢尺生锈n35第二节视 距 测 量视 距 测 量视距测量——利用测量望远镜的视距丝，间接测定两 点间的水平距离和高差的方法 优点：测量速度快，不受地形限制 不足：精度低，距离相对误差一般约为1/300，高差一般为分米级 用途：主要用于地形图测绘(地形点的距离与高差)n37（一）、视线水平时K—取100，S —尺间隔，i—仪器高，f —物镜焦距，v—中丝读数，即目标高d 为物镜至仪器中心的距离 一、视距测量原理n38欲测定A、B两点间的水平距离D及高差h ，在A点安置仪器，B点竖立视距标尺望远镜视准轴水平时，照准B点的视距 标尺，视线与标尺垂直交于O点若尺上M 、N两点成像在十字丝分划板上的两根视距 丝m、n处，则标尺上MN长度可由上、下视 距丝读数之差求得。

上、下视距丝读数之差称为尺间隔n39设FM与FN夹角为φ， 则由图可以看出：仪器制造时，φ值已定这种用定角φ来 测定距离的方法又称定角视距n40(二)、视准轴倾斜时的视距测量原理在地面起伏较大的地区进行视距测量时，必 须使视准轴处于倾斜状态才能在标尺上读数由于 标尺竖在B点，它与视线不垂直，故不能用式（5-4 ）计算距离设想将标尺绕O点旋转一个角度α（ 等于视线的倾角），则视线与视标尺的尺面垂直n41视线倾斜时l= L cos a = k S’ cosa S’ = Scos a l = k Scos2a hAB = l tan a + i – v=(1/2)kSsin2a+i-vs’为水准尺与线 垂直时的尺间隔n42二、视距计算方法视距测量中计算距离和高差的 工具有：视距计算表、 视距计算盘、 视距计算尺和 电子计算器等目前主要采用电子计算法n43第三节 电磁波测距 • 电磁波测距分类：• 1、按测程分：短程、中程、远程• 2、按传播时间t的测定方法分：•脉冲法测距、相位法测距• 3、按测距仪所使用的光源分：• 普通光源、红外光源、激光光源。

• 4、按测距精度分：Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级光波测距仪 AGA 2A激光测距仪 AGA8微波测距仪 MW20红外测距仪 DI5n45一、电磁波测距原理欲测定地面A、B两点距离S，将红外光电测 距仪主机架设在Ａ点（主站），将反射棱镜（ 又称反光镜）架在Ｂ点（镜站）由主机发出 的光束，到达反射棱镜后再返回主机如能测 定出光在AB间往返时间t则计算出距离S：光在真空中的传播速度为C0=299792458米1.2米/秒n46二、电磁波测距的步骤及要求电磁波测距的主要步骤：包括垂直角测、 气象观测与改正测距及记录、计算等 具体步骤如下： 1）在测点安置仪器，并丈量仪器高和棱镜高（目 标高），连接电缆线，检查无误后开机 2）测定空气温度和气压，并按下式加入 气象改正：n47目前使用的测距仪，可通过输入气温、 气压后，自助加入气象改正数3 3））设置测距参数设置测距参数4 4））松开制动瞄准目标，当听到信号返回提示松开制动瞄准目标，当听到信号返回提示时，轻轻制动仪器，并用微动螺丝调整时，轻轻制动仪器，并用微动螺丝调整仪器，精确瞄准目标仪器，精确瞄准目标5 5））轻轻按动测距按钮，直到显示测距成果并轻轻按动测距按钮，直到显示测距成果并记录。

测距完成后，应当松开制动，并记录测距完成后，应当松开制动，并在关机后收装仪器在关机后收装仪器 n48三、电磁波测距时的注意事项n使用主机时轻拿轻放，运输时将主机箱 装入防震木箱内，避免摔伤和跌落n测距时，避免在同一直线上有两个以上 反射体或其他明亮物体，以免测错距离 n避免在高压线下作业n避免仪器直对太阳，在强阳光下作业应 打太阳伞n49n避免电池过度放电，缩短电池寿命 n光强不在“16～35”之间不要测距， 以。