B04距离测量要点.pptx

第四章第四章第四章第四章 距离测量距离测量距离测量距离测量http:/ 道路桥梁教研室道路桥梁教研室第第 4章章 距离测量距离测量教学教学目标目标（1）了解光电测距的原理；）了解光电测距的原理；（2）熟悉视距测量的原理和计算方法；）熟悉视距测量的原理和计算方法；（3）掌握钢尺量距及数据处理的方法。）掌握钢尺量距及数据处理的方法。重点重点钢尺量距及数据处理的方法。钢尺量距及数据处理的方法。难点难点视距测量的原理和计算方法。视距测量的原理和计算方法。距离测量距离测量(distance measure)(distance measure)的方法：的方法：电磁波测距电磁波测距 EDM(electro-magnetic distance measuring)EDM(electro-magnetic distance measuring)钢尺量距钢尺量距 (steel tape measuring)(steel tape measuring)视距法测距视距法测距 (stadia measurement)(stadia measurement)第第 4章章 距离测量距离测量4.1.1 4.1.1 钢尺一般量距钢尺一般量距1 1）量距工具）量距工具有：钢尺有：钢尺(steel tape)(steel tape)、标杆、标杆(measuring bar)(measuring bar)、垂球、垂球(plumb(plumb bob)bob)、测钎、测钎(measuring rod)(measuring rod)、温度计、温度计(thermometer)(thermometer)、弹、弹簧秤簧秤(spring balancespring balance)。4.1 4.1 钢尺量距钢尺量距2 2）钢尺量距）钢尺量距(steel tape measuring)(steel tape measuring)3 3）一般量距步骤）一般量距步骤（1 1 1 1）定线）定线）定线）定线(line alignment)(line alignment)(line alignment)(line alignment)按精度分：目估法和经纬仪法。按精度分：目估法和经纬仪法。目估法定线示意图目估法定线示意图4.1 4.1 钢尺量距钢尺量距最基本的要求最基本的要求 平、准、直。平、准、直。按精度分：一般量距和精密量距按精度分：一般量距和精密量距（2 2 2 2）丈量）丈量）丈量）丈量平量法平量法斜量法斜量法AB测钎测钎SAB=n+为整尺段长为整尺段长 为余长为余长4.1 4.1 钢尺量距钢尺量距（3 3）内业成果整理）内业成果整理 丈量精度用丈量精度用“相对误差相对误差”来衡量：来衡量：要求：要求：要求：要求：一般量距：一般量距：一般量距：一般量距：K1/3000(K1/3000(K1/3000(K1/3000(平坦平坦平坦平坦)，1/10001/10001/10001/1000（山区）。（山区）。（山区）。（山区）。4.1 4.1 钢尺量距钢尺量距4.1.24.1.24.1.24.1.2钢尺精密量距钢尺精密量距钢尺精密量距钢尺精密量距4.1 4.1 钢尺量距钢尺量距精密量距步骤：精密量距步骤：1 1）经纬仪定线经纬仪定线 在桩顶画出十字线。在桩顶画出十字线。2 2）精密丈量）精密丈量（1 1）后尺手零端用标准拉力拉紧钢尺。）后尺手零端用标准拉力拉紧钢尺。（2 2）前读尺员发）前读尺员发“预备预备”，后读尺员发，后读尺员发“好好”；此时前后尺手；此时前后尺手同时读数。同时读数。4.1 4.1 钢尺量距钢尺量距（3 3）移动后尺整厘米刻划，按上述方法再测二次，三次较差不超）移动后尺整厘米刻划，按上述方法再测二次，三次较差不超限时（一般不得超过限时（一般不得超过2 23mm3mm），取平均值作为尺段结果。每测），取平均值作为尺段结果。每测完一尺段，用温度计读取一次温度。完一尺段，用温度计读取一次温度。（4 4）要进行往返测量。）要进行往返测量。记录格式见表。记录格式见表。3 3 3 3）测量各桩顶间高差）测量各桩顶间高差）测量各桩顶间高差）测量各桩顶间高差 用水准仪测高差。用水准仪测高差。用水准仪测高差。用水准仪测高差。4.1 4.1 钢尺量距钢尺量距4 4 4 4）内业成果整理）内业成果整理）内业成果整理）内业成果整理某钢尺的尺长方程式：某钢尺的尺长方程式：钢尺在钢尺在t温度时的实际长度；温度时的实际长度；钢尺的名义长度；钢尺的名义长度；钢尺使用时的温度；钢尺使用时的温度；钢尺检定时的温度钢尺检定时的温度。检定时，钢尺实际长与名义长之差；检定时，钢尺实际长与名义长之差；钢尺的膨胀系数；钢尺的膨胀系数；4.1 4.1 钢尺量距钢尺量距斜距的各项改正：斜距的各项改正：斜距的各项改正：斜距的各项改正：（1 1）尺长改正）尺长改正故斜距经改正后为：故斜距经改正后为：故斜距经改正后为：故斜距经改正后为：（2 2）温度改正）温度改正 （3 3）倾斜改正）倾斜改正 4.1 4.1 钢尺量距钢尺量距4.1.3 4.1.3 钢尺量距误差及注意事项钢尺量距误差及注意事项 v钢尺量距误差分析钢尺量距误差分析 1 1）尺长误差）尺长误差 2)2)温度误差温度误差 3)3)拉力误差拉力误差 4 4）钢尺垂曲与不水平误差）钢尺垂曲与不水平误差 5 5）定线误差）定线误差 6 6）丈量误差）丈量误差 4.1 4.1 钢尺量距钢尺量距v视距测量视距测量(stadia measurement)(stadia measurement)可分为可分为精密精密视距测量视距测量和和普通普通视距测量。视距测量。v普通视距测量普通视距测量由于操作简便迅速，不受地形起伏限制，由于操作简便迅速，不受地形起伏限制，可同时测定距离和高差，被广泛用于测距精度要求不可同时测定距离和高差，被广泛用于测距精度要求不高的地形测量中。高的地形测量中。4.2 4.2 视距测量视距测量 n视距测量是一种视距测量是一种间接间接测距方法；测距方法；n它它利利用用望望远远镜镜内内十十字字丝丝分分划划板板上上的的视视距距丝丝及及刻刻有有厘厘米米分分划划的的视视距距标标尺尺(地地形形塔塔尺尺或或普普通通水水准准尺尺)，根根据据光光学学原原理理可可以以同同时时测测定两点间的定两点间的水平距离水平距离和和高差高差；n其中测量距离的相对误差约为其中测量距离的相对误差约为1/3001/300，低于低于钢尺量距；钢尺量距；n测定高差的精度测定高差的精度低于低于水准测量和三角高程测量；水准测量和三角高程测量；n视距测量广泛用于地形测量的视距测量广泛用于地形测量的碎部测量碎部测量中。中。视距测量的特点：视距测量的特点：视距测量的特点：视距测量的特点：4.2 4.2 视距测量视距测量 4.2.1 4.2.1 普通视距测量原理普通视距测量原理 v经纬仪、水准仪等测量仪器经纬仪、水准仪等测量仪器的十字丝分划板上，都有与的十字丝分划板上，都有与横丝平行等距对称的两根短横丝平行等距对称的两根短丝，称为丝，称为视距丝视距丝。v利用视距丝配合标尺就可以利用视距丝配合标尺就可以进行视距测量。进行视距测量。4.2 4.2 视距测量视距测量 下、上丝读数之差称为下、上丝读数之差称为视距间隔视距间隔或或尺间隔尺间隔 (=a(=ab)b)两根丝引出的视线在竖直面内的夹角两根丝引出的视线在竖直面内的夹角是一个固定角度。是一个固定角度。4.2 4.2 视距测量视距测量 1 1）视准轴水平时的距离与高差公式）视准轴水平时的距离与高差公式v制制造造仪仪器器时时，通通常常使使K K100100。因因而而视视准准轴轴水水平平时时的的视距公式为：视距公式为：D DK K 100100 测站点到立尺点的高差为：测站点到立尺点的高差为：h hi iv v i i仪器高，是桩顶到仪器水平轴的高度；仪器高，是桩顶到仪器水平轴的高度；vv中丝在标尺上的读数。中丝在标尺上的读数。4.2 4.2 视距测量视距测量 2 2）视准轴倾斜时的距离与高差公式）视准轴倾斜时的距离与高差公式(视准轴不垂直于标尺视准轴不垂直于标尺)4.2 4.2 视距测量视距测量 v倾斜距离为：倾斜距离为：v视准轴倾斜时的视距公式为：视准轴倾斜时的视距公式为：v测站到立尺点的高差为：测站到立尺点的高差为：4.2 4.2 视距测量视距测量 4.2.2 4.2.2 视距测量的程序视距测量的程序 v在在A A点安置经纬仪，量取仪器高度点安置经纬仪，量取仪器高度i i。转动照准部和望远镜。转动照准部和望远镜瞄准瞄准B B点标尺，分别读取中丝、上丝、下丝读数点标尺，分别读取中丝、上丝、下丝读数v vb b、a a。调整竖盘读数指标水准管气泡居中，读取竖盘读数。调整竖盘读数指标水准管气泡居中，读取竖盘读数。1 1 1 1）观测）观测）观测）观测:4.2 4.2 视距测量视距测量 2 2 2 2）计算）计算）计算）计算:v尺间隔尺间隔:v竖直角竖直角:v水平距离水平距离:v高差高差:4.2 4.2 视距测量视距测量 4.2.3 4.2.3 视距测量误差及注意事项视距测量误差及注意事项 v1 1）读数误差）读数误差 读数时应注意消除视差。读数时应注意消除视差。v2 2）标尺不竖直误差）标尺不竖直误差 选用安装圆水准器的标尺选用安装圆水准器的标尺 。v3 3）外界条件的影响）外界条件的影响 尽可能使仪器视线高出地面尽可能使仪器视线高出地面lmlm，并选择合适的天气作业，并选择合适的天气作业v4 4）还有）还有标尺分划误差、竖直角观测误差、视距常数误差标尺分划误差、竖直角观测误差、视距常数误差等。等。4.2 4.2 视距测量视距测量 4.3.1 4.3.1 电磁波测距（电磁波测距（electro-magnetic distance electro-magnetic distance measuringmeasuring）的基本原理）的基本原理B测距仪测距仪(EDM instrument)反光棱镜反光棱镜(reflector)全站仪、棱镜照片全站仪、棱镜照片4.3 4.3 电磁波测距（电磁波测距（EDMEDM）简介）简介 4.3.2 4.3.2 分类分类1 1）按测程分：）按测程分：短程、中程、远程。短程、中程、远程。2 2）按传播时间）按传播时间t t的测定方法分：的测定方法分：脉冲法测距、相位法测距。脉冲法测距、相位法测距。3 3）按测距仪所使用的光源分：）按测距仪所使用的光源分：普通光源、红外光源、激光光源。普通光源、红外光源、激光光源。4 4）按测距精度分：）按测距精度分：级、级、级、级、级。级。4.3 4.3 电磁波测距（电磁波测距（EDMEDM）简介）简介 说明：测距误差及标称精度说明：测距误差及标称精度测距仪测距误差可表示为：测距仪测距误差可表示为：式中，式中AA固定误差；固定误差；BB比例误差系数。比例误差系数。如：某测距仪出厂时的标称精度：如：某测距仪出厂时的标称精度：（5 5510510-6-6D D）mmmm，简称，简称“5+5”5+5”4.3 4.3 电磁波测距（电磁波测距（EDMEDM）简介）简介 4.3.3 4.3.3 使用使用一般安装在经纬仪上使用。一般安装在经纬仪上使用。1 1 1 1）常数预置）常数预置）常数预置）常数预置（1 1）设置棱镜常数（）设置棱镜常数（PRISMPRISM）。）。一般：原配棱镜为零，国产棱镜多为一般：原配棱镜为零，国产棱镜多为-30mm-30mm。（2 2）置乘常数。）置乘常数。输入气温、气压或用有关公式计算出值后，再输入。输入气温、气压或用有关公式计算出值后，再输入。2 2 2 2）倾斜改正）倾斜改正）倾斜改正）倾斜改正 有：有：有：有：，由测距仪自动改正。，由测距仪自动改正。，由测距仪自动改正。，由测距仪自动改正。4.3 4.3 电磁波测距（电磁波测距（EDMEDM）简介）简介 http:/