工程测量第4章 距离测量.ppt
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1、4.距离测量与直线定向距离测量与直线定向 (distance measurement and orientation positioning)4.1 钢尺量距4.3 光电测距4.2 视距测量4.4 测距方法的比较4.5 直线定向4.1 钢尺量距4.1.1量距的基本概念量距的基本概念4.1.2一般钢尺量距一般钢尺量距4.1.3精密钢尺量距精密钢尺量距4.1.4钢尺量距的误差及注意事项钢尺量距的误差及注意事项4.1.1 量距的基本概念1.定义定义:两标志点之间的水平直线长度。2.方法:方法:a.步测量距;b.钢尺量距;c.视距测量;d.光电测距。3.认识钢尺认识钢尺4.钢尺量距的分类:钢尺量距的分
2、类:一般钢尺量距、精密钢尺量距4.1.2 一般钢尺量距1.目估定线目估定线(以整尺段进行分段)2.量距量距DAB=nl+qDAB=(l2h2)1/2或DAB=l+lh=lh2/2l3.成果计算成果计算往、返丈量,则K=|D往-D返|/D平均对于一般钢尺量距,如果在平坦地区,要求K1/3000;如果在量距困难地区,要求K1/1000。超限须重测!注意注意K的形式!(分子为的形式!(分子为1的分数形式,分母取整的分数形式,分母取整100。)。)4.例题例题距离AB,往测时为155.632m,返测时为155.594m,求量距的相对精度K。K=|D往-D返|/D平均|D往-D返|=0.038mD平均=
3、155.613mK=0.038/155.6131/4095.078947则取:K=1/4100?or1/4000?注意:注意:取:K=1/4000原因?原因?4.1.3 精密钢尺量距一般钢尺量距K:1/10001/5000;精密钢尺量距K:1/10 0001/40 000;一般钢尺量距所用仪器工具:钢尺、花杆、测钎;精密钢尺量距所用仪器工具:钢尺、花杆、测钎、木桩、铁锤、钉子、经纬仪、水准仪、弹簧秤、温度计。4.1.3 精密钢尺量距1.钢尺检定钢尺检定精密钢尺量距时必须对所量距离施加尺长改正、温度改正,即用钢尺的实际长度。其实际长度用尺长方程式表示,它的一般形式为:lt=l+l+al(t-t0
4、)式中:lt钢尺在温度t时的实际长度;l钢尺上所刻的长度,即名义长度;l尺长改正数,即钢尺在温度t0时的改正数;钢尺的膨胀系数,值约为11.610-612.510-6;t0钢尺检定时的温度;t钢尺使用时的温度。2.经纬仪定线经纬仪定线3.量距量距4.测定相邻桩顶的高差测定相邻桩顶的高差5.成果计算成果计算K=|L往-L返|/L平均(1)尺长改正ld=(ll0)/l0)l(2)温度改正lt=(tt0)l(3)高差改正lh=h2/2lD=l平均+ld+lt+lh4.1.4 误差分析及注意事项1.误差分析误差分析(1)尺长误差;(2)人为误差;a.钢尺倾斜误差和垂曲误差;b.定线误差;c.拉力变化的
5、误差;d.丈量本身的误差;(3)外界条件的影响(温度);2.注意事项注意事项(1)收工时应除水、除尘,涂油处理;(2)严防车压,以免折断;(3)不准沿地面拖拉,以免磨损尺面刻划。4.2 视距测量(sighting distance survey)4.2.1视距测量的基本原理视距测量的基本原理4.2.2视线水平时的视距测量视线水平时的视距测量4.2.3视线倾斜时的视距测量视线倾斜时的视距测量4.2.4实际野外视距测量实际野外视距测量4.2.5误差分析及注意事项误差分析及注意事项(自学)4.2.1 视距测量的基本原理1.仪器:仪器:水准仪或经纬仪+水准尺2.原理:原理:利用望远镜的视距丝装置,根据
6、几何光学原理同时测定距离和高差的方法。3.优点:优点:操作方便、速度快、不受地形起伏的影响。4.缺点:缺点:精度较低(约1/300)。5.用途:用途:水准测量或地形图测绘。1.视线水平时的原理视线水平时的原理(水准仪):距离D=kl高差h=ivk=1002.用途:用途:三等或四等水准测量中用于估测视距,以控制视距的长度及保持前后视距大致相等。4.2.2 视线水平时的视距测量1.视线倾斜时的原理:距离:D=klcos2高差:h=(1/2)klsin2+iv式中:l为上下丝读数之差;为竖直角;i为仪器高;v为目标高(中丝读数);k=1004.2.3 视线倾斜时的视距测量2.用途:用途:地形图测绘时
7、,用于测量地物或地貌的碎部点到测站点的水平距离和高差。3.例题:例题:在A点架设仪器,对B点进行观测,读得上下丝读数之差为0.431,竖直角-242,仪器高1.45m,中丝读数1.210m。求AB间的水平距离和高差。解:水平距离DAB=klcos2=1000.431Cos2(-242)=43.00m高差h=(1/2)klsin2+iv=(1/2)1000.431Sin(2(-242)+1.451.21=-1.79m4.2.4 实际野外视距测量1.目的:目的:地形图测绘时,碎部点到测站点的平距、高程。2.仪器及工具:仪器及工具:经纬仪、水准尺、(小钢尺)。3.测站的准备工作:测站的准备工作:对中
8、;整平;量仪器高;测指标差;定向拨零。4.目标点的观测:目标点的观测:瞄准目标(水准尺);上下微调使中丝读数v=仪器高i(简化计算);读出上下丝读数(精度至1mm);读出水平度盘读数(精度至5);竖盘水准管精平,读出竖直度盘读数(精度至1)。5.计算:计算:水平距离Di=klcos2高差hi=(1/2)klsin2高程Hi=H0+hi4.2.5 误差分析及注意事项1.视距测量误差分析:视距测量误差分析:(自学)2.视距测量注意事项视距测量注意事项:(自学)4.3 光电测距(electro-optical distance(electro-optical distance measurement
9、)measurement)4.3.1光电测距原理光电测距原理4.3.2光电测距仪光电测距仪4.3.3光电测距成果整理光电测距成果整理4.3.4误差分析及注意事项误差分析及注意事项(自学)4.3.1 光电测距原理1.原理:原理:通过测定光波在两点间传播的时间计算距离的方法。D=ct/2式中:c为空气中的光速;t为光波在两点间往返的时间。2.优点:优点:测程远、精度高、劳动强度低、作业速度快。4.3.2 光电测距仪1.光电测距仪的分类:光电测距仪的分类:a.按测定传播时间的方式分:相位式;脉冲式。b.按测程大小分:远程;中程、短程。2.光电测距仪的构造:光电测距仪的构造:3.光电测距仪的使用:光电
10、测距仪的使用:a.安置仪器;测站点:经纬仪对中(一般用光学对中)、整平,将测距仪主机连接在经纬仪上,并正确地接好电池;目标点:棱镜对中、整平,并使棱镜和觇牌对向测距仪。b.记录气温、气压;(用于气象改正)c.经纬仪瞄准觇牌中心,测距仪瞄准棱镜中心;d.打开测距仪电源开关,测距仪进行自检,读取经纬仪竖盘读数。在测距仪上输入竖盘读数、气象元素(温度和气压),测距次数等。e按下测距键,测距仪即发射红外光,约几秒钟即显示所测距离。4.3.3 光电测距成果整理1.成果改正成果改正测距时测得的一测回或几测回的距离平均值D为斜距观测值,还必须经过改正,才能得到两点间的水平距离。光电测距的改正一共有三项:(1
11、)倾斜改正倾斜改正;(2)仪器常数改正(加常数、乘常数)仪器常数改正(加常数、乘常数);(3)气象改正(气温、气压)。气象改正(气温、气压)。(1)三项改正中最主要是倾斜改正倾斜改正(即高差改正):D=Dcos(2)在测距精度要求较高时(如相对精度为1/10000以上),则需进行仪器常数改正常数改正及气象改正气象改正:加常数改正值:Dc=C(式中:C加常数)乘常数改正值:DR=RD(式中:R乘常数)气象改正值(如某种仪器)为:Dn=1.0(t-20)-0.4(P-760)D(mm)(式中:t测距时的温度();P测距时的气压(mmHg,1mmHg=133.322Pa);D斜距(km)。2.光电测
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