第4章 距离测量.pptx

1、4.1 距离测量概述4.2 钢尺量距4.3 视距测量4.4 电磁波测距4.5 直线定向第第4 4章章 距离测量距离测量重点：重点：视距距测量、直量、直线定向。定向。难点：点：视距距测量原理、坐量原理、坐标方位角推算。方位角推算。4.1 距离测量概述ABDS距离测量是测量外业三项基本工作之一。在测量工作中，两点间的距离是指两点间连线在同一个水平面上的投影长度，即水平距离。4.1 距离测量概述4.1.1距离测量的方法及其仪器钢尺量距:当两点间距离较近，且地势平坦时，用钢尺量距较为方便 4.1 距离测量概述4.1.1距离测量的方法及其仪器光学视距法测距:利用光学测量仪器内的分划装置和目标点上的标尺测

2、定距离的测量方法，叫做视距测量。利用水准仪或经纬仪进行视距测量，可以得到测站点至立尺点的水平距离和高差，但是其精度较差4.1 距离测量概述4.1.1距离测量的方法及其仪器电磁波测距仪测距:是以电磁波在待测距离上往返传播的时间确定两点间距离的测量方法。用电磁波测距时测程远，不受地形限制，劳动强度低，精度高，操作简便，作业速度快，目前被广泛使用。4.1 距离测量概述4.1.2 距离测量的精度距离测量中为了校核、提高精度，一般要求进行返测，用往、返测长度之差D与全长平均数D平均之比，并化成分子为1的分数来衡量距离丈量的精度。这个比值称为相对误差K：利用一般方法进行钢尺量距其相对误差可以达到1/1 0

3、001/5 000，精密方法可以达到1/10 00040 000。普通视距测量的相对误差约为1/2001/300。4.1 距离测量概述4.1.2 距离测量的精度电磁波测距的误差则由固定误差和比例误差两部分组成mD=(a+bD)式中a固定误差（mm）b比例误差（mm/km）D距离（km）城市测最规范将测距仪的精度划分为I，II两级，mD 5 mm的为I级 5 mm mD 10 mm的为II级。4.2 钢尺量距直线定线的方法有：直线定线的方法有：v目测定线（立花杆）目测定线（立花杆）精度低通常精度低通常10cmv经纬仪定线经纬仪定线精度高，精度高，13mm4.2.1 直线定向直线定向 距离测量距离

4、测量是指测定直线距离是指测定直线距离,而当待测距离大于钢尺尺长而当待测距离大于钢尺尺长时，需要分段丈量时，需要分段丈量,因此必须先定直线方向。因此必须先定直线方向。4.2 钢尺量距1、目测定线、目测定线AB稍小于1尺长2、经纬仪定直线、经纬仪定直线4.2 钢尺量距稍小于1个尺长ABBA于A点对中整平仪器,B点立测钎,瞄准B点测钎后固定照准部,指挥中间定点.4.2 钢尺量距4.2.2 一般方法量距1 1、平坦地面的距离丈量、平坦地面的距离丈量整尺段平量，最后读余长,累加起来即为全长。要求往返丈量,计算相对中误差,合格则取平均值为最后结果。ABD往=nL+q往qLLD返=nL+q返往量返量2 2、

5、倾斜地面的距离丈量、倾斜地面的距离丈量1 1）平量法）平量法 D=nL+qD=nL+q2 2）斜量法）斜量法ABLLqDhD4.2 钢尺量距4.2.3 钢尺量距的误差分析钢尺量距的误差分析钢尺里距的主要误差来源有下列几种：钢尺里距的主要误差来源有下列几种：1.尺长误差。2.温度误差。3.钢尺倾斜和垂曲误差。4.定线误差。5.拉力误差。6.丈量误差。4.2 钢尺量距4.3 视距测量视距测量4.3.1视距测量原理视距测量原理视距视距:从望远镜旋转中心沿视准轴到标尺距离。从望远镜旋转中心沿视准轴到标尺距离。（即视线长度）（即视线长度）视距丝视距测量原理视距测量原理:利用望远镜内的视距装置利用望远镜内

6、的视距装置 （视距丝（视距丝），），根据根据几何光学的原理几何光学的原理，同时，同时测定水平距离和高差的方法。测定水平距离和高差的方法。1、视线、视线水平时距离与高差的测量原理水平时距离与高差的测量原理dfcFDPPn视线水平时视线水平时 高差公式：高差公式：h hp p1 1p p2 2=iV 高高 程：程：H Hp p2 2=H=Hp p1 1+h+hp p1 1p p2 2旋转中心物镜DiVhP1P21、视线、视线水平时距离与高差的测量原理水平时距离与高差的测量原理 水平距水平距 D=Kn=100n 高高 程：程：Hp2=Hp1+iV要弄清各符号的含义要弄清各符号的含义1、视线、视线水平

7、时距离与高差的测量原理水平时距离与高差的测量原理4.3 视距测量视距测量2、视线倾斜时的距离和高差测量原理、视线倾斜时的距离和高差测量原理水平距离：水平距离：D=kncos 2 高差：高差：h=Dtg +iv高程：高程：HB=HA+Dtg +ivD =kn =kncosvVD=D cosAnnn=cosD=k n=kncosD=D cos 水平距水平距 D=Kn=100n 高高 差：差：h=iV视线视线水平水平时：时：视线视线倾斜倾斜时：时：水平距离：水平距离：D=kncos 2 高差：高差：h=Dtg +iv4.3 视距测量视距测量视距测量使用的仪器、工具：视距测量使用的仪器、工具：优缺点优

8、缺点:视距测量的精度：视距测量的精度：经纬仪或水准仪、标尺经纬仪或水准仪、标尺操作简便操作简便,速度较快速度较快,基本上不受地形限制，能同时测基本上不受地形限制，能同时测定距离和高差，但精度较低。定距离和高差，但精度较低。1/2001/300 适用：适用：地形测量和精度要求不高的距离测量。地形测量和精度要求不高的距离测量。4.3 视距测量视距测量4.3 视距测量视距测量4.3.2视距测量的方法和步骤视距测量的方法和步骤1.安置仪器于测站A上。2.量取仪器高i。3.将视距尺立于B点上，观测读数：中丝读数、视距、竖盘盘左读数L，或采用一测回观测，读取竖盘盘左、盘右的读数L、R，然后按公式计算垂直角

9、。4.按公式计算平距和高差、高程。4.3 视距测量视距测量4.3.2视距测量的误差分析视距测量的误差分析1.读数误差2.标尺不竖直误差3.竖直角观测误差4.大气折光的影响4.4 电磁波测距电磁波测距4.4.14.4.1、电磁波测距原理、电磁波测距原理电磁波：电磁波：光波和电波统称电磁波。光波和电波统称电磁波。测距基本原理：测距基本原理：通过测定电磁波在待定距离上往返传播所需要通过测定电磁波在待定距离上往返传播所需要的时间或相位移动来测定距离。的时间或相位移动来测定距离。D=ct/2 D=ct/2 c=310 c=3108 8 电磁波测距电磁波测距按原理分，可分为按原理分，可分为:脉冲法测距测程

10、大，但由于是直接测定传播时间，由于脉冲法测距测程大，但由于是直接测定传播时间，由于测时精度较低，所以距离误差较大，现多采用相位法间接测测时精度较低，所以距离误差较大，现多采用相位法间接测时，测距精度高。时，测距精度高。脉冲法脉冲法测距测距相位法测距相位法测距4.4 电磁波测距电磁波测距光电测距仪按光电测距仪按测程测程分：分：远程远程（15km15km）、）、中程中程（3 3 15km15km）短程短程3km3km按按载波载波分：分：微波测距、光波测距微波测距、光波测距按按精度精度分三级：分三级：1 1级级：m mD D5mm5mm，2 2级级：5 5m mD D10mm10mm，3 3级级：m

11、 mD D10mm10mm4.4 电磁波测距电磁波测距测距仪及棱镜超声波测距仪红外测距仪激光手持测距仪激光望远镜测距仪整体式4.4.2 测距仪测距仪的使用的使用安置仪器安置仪器开机开机瞄准棱镜瞄准棱镜测量测量显示结果显示结果4.5直线定向直线定向1、真子午线方向（真北方向）、真子午线方向（真北方向）2、磁子午线方向（磁北方向）、磁子午线方向（磁北方向）3、坐标纵轴（、坐标纵轴（X轴）北方向轴）北方向（轴北方向）（轴北方向）NS磁极X真北磁北确定直线与标准方向的水平夹角。确定直线确定直线与标准方向的水平夹角。确定直线方向就必须有标准方向。方向就必须有标准方向。直线定向：直线定向：4.5.14.5

12、.1、标准方向的种类：标准方向的种类：4.4.2方位角与象限角方位角与象限角真北A磁北AmX 1、方位角、方位角概念：概念：从标准方向顺时针转到某直线边的水平夹角从标准方向顺时针转到某直线边的水平夹角 称方位角。取值：称方位角。取值：0360种类种类：真方位角真方位角A磁方位角磁方位角Am坐标方位角坐标方位角 4.5直线定向直线定向三种方位角之间的关系三种方位角之间的关系 m真北A12磁北Am12 12坐标北+124.5直线定向直线定向磁偏角磁偏角 ：东偏为正，西偏为负东偏为正，西偏为负收敛角收敛角：东偏为正，西偏为负东偏为正，西偏为负A=Am+A=2 2、象限角：、象限角：概念：概念：某一直

13、线与标准方向所夹的锐角，称为该直线的象限角。取值：090 4.5直线定向直线定向3.象限角和坐标方位角之间的转换象限角和坐标方位角之间的转换4.5直线定向直线定向4.5直线定向直线定向4.4.3正反坐标方位角正反坐标方位角BA=AB 1804.5直线定向直线定向4.4.4罗盘仪的构造及其使用罗盘仪的构造及其使用罗盘仪是用来测定直线磁方位角的仪器。1.罗盘仪的构造罗盘仪的构造1.目镜；2.竖直微动螺旋；3.顶针螺丝；4.物镜；5.竖直刻度盘；6.水平刻度盘；7.磁针4.5直线定向直线定向2、磁方位角测定、磁方位角测定1.先将罗盘仪安置在直线起点2.用垂球对中3.利用球臼装置使水准器气泡居中4.然

14、后放松磁针，用望远镜瞄准B点花杆。5.待磁针静止后，根据磁针北端在刻度盘上读数，即为直线AB的磁方位角。象限罗盘仪的读数为象限角。本章小结本章小结（1）距离测量是测量的基本工作之一，常用的距离测量方法有钢尺量距、视距法测距及电磁波测距；钢尺量距由于工具简单方便常用于地面起伏不大的近距离测量，如果两点之间的距离超过一个尺段需要先进行直线定线；视距测量不受地形影响，但是精度较低常用于地形测量和水准测量中的视距测量。（2）直线定向是确定直线与标准方向之间关系的工作，是进行坐标计算的基础；常用的标准方向有真子午线方向、磁子午线方向、坐标纵轴方向；常用的直线定向的方法有方位角和象限角，并且二者之间可以互相转换；进行导线测量时一可以通过已知方向及各导线的转角计算各边的坐标方位角。