工程测量 距离测量.ppt

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1、距离测量：测量地面两点之间的水平距离水平距离。距离测量 的方法钢尺量距视距法量距 光电测距 第四章 距离测量4.1 钢尺量距4.2 视距测量4.3 光电测距仪作业4.1.1 4.1.1 距离丈量的工具距离丈量的工具 皮尺皮尺 精度较低，仅用于精度要求不高的距离丈量。钢尺钢尺 精度可达万分之一，常用于工程中。（端点尺与刻划尺）因瓦尺因瓦尺 精度可达百万分之一，但使用不便，常用于基线丈量。4.1 钢尺量距v 辅助工具：测钎测钎 用于标志尺端的起止点和计算尺段数。花杆花杆 用于标定直线弹簧称和温度计弹簧称和温度计 用于控制拉力和测定温度。4.1.2 直线定线直线定线v 定义定义：标定各尺段端点在同一

2、直线上的工作。标定各尺段端点在同一直线上的工作。v方法方法：目估定线目估定线：a.a.待测距离两端待测距离两端A A、B B插花杆插花杆b.b.甲于甲于A A后后1-21-2米处，乙持杆走近距米处，乙持杆走近距B B约一尺长处约一尺长处c.c.甲指挥乙动杆定点甲指挥乙动杆定点 经纬仪定线经纬仪定线：置经纬仪于：置经纬仪于A A点，用望远镜瞄准点，用望远镜瞄准B B点定线点定线4.1.3 4.1.3 钢尺量距的一般方法钢尺量距的一般方法一、平坦地区一、平坦地区v 定线定线 -尺手就位尺手就位 -量距量距l li i-尺手并进尺手并进 -丈量最后不足整尺段长丈量最后不足整尺段长q q式中：n 尺段

3、数；l 钢尺的尺长；q 不足一整尺的余长。准备好v 检核：检核：若相对误差若相对误差 容许相对误差：平坦测区容许相对误差：平坦测区K K容容=1/3000=1/3000 困难测区困难测区K K容容=1/1000=1/1000 则则D=(DD=(D往往+D+D返返）/2/2v为了校核、提高精度，还要进行为了校核、提高精度，还要进行返测得返测得D D返返二、倾斜地面丈量二、倾斜地面丈量 在困难地区钢尺量距相对误差不应大于1/1000 当地面坡度较大，不可能将整根钢尺拉平丈量时，则可将直线分成若干小段进行丈量。每段的长度视坡度大小、量距的方便而定。4.1.4 钢尺量距的精密方法（1/100001/4

4、0000）1、经纬仪定线经纬仪定线 将经纬仪安置于A点，瞄准B点，然后在AB的视线上用钢尺量距，依次定出比钢尺一整尺略短一整尺略短的尺段端点1，2，。在各尺段端点打入木桩，桩顶高出地面5cm10cm，在每个桩顶刻划十字线十字线，其中一条在AB方向上，另一条垂直AB方向，以其交点交点作为钢尺读数的依据。A1325B4 量距是用经过检定的钢尺，两人拉尺，两人读数，一人记录及观测温度。量距时由后尺手用弹簧秤控制施加于钢尺的拉力(30 m钢尺，标准拉力为100 N)。前、后读数员应同时在钢尺上读数，估读到0.5mm。每尺段要移动钢尺三次不同位置，三次丈量结果的互差不应超过2mm，取三段丈量结果的平均值

5、作为尺段的最后结果。随之进行返测，如要进行温度和倾斜改正，还要观测现场温度和各桩顶高差。2、串尺法量距串尺法量距 精密量距结果应进行以下三项改正：1、尺长改正2、温度改正 尺长改正数 名义长度 任一尺段长 钢尺膨胀系数 t 丈量时温度 t0 标准温度3.改正改正当为斜距时应换算成平距d，则倾斜改正值为：将上式 项展开成级数：取第一项3.倾斜改正 每一尺段改正后的水平距离为：4.1.5 4.1.5 钢尺量距误差及注意事项钢尺量距误差及注意事项v误差来源误差来源尺长误差尺长误差 -测前检定，尺长改正测前检定，尺长改正定线误差定线误差 -一般目估法即可一般目估法即可拉力不均误差拉力不均误差 -用弹簧

6、称控制用弹簧称控制钢尺倾斜误差钢尺倾斜误差 -用水准仪控制用水准仪控制钢尺对准及读数误差钢尺对准及读数误差 -多余观测多余观测温度影响温度影响 -温度改正温度改正v注意事项注意事项认清是刻线尺还是端点尺认清是刻线尺还是端点尺读数时要拉紧、拉平、拉稳读数时要拉紧、拉平、拉稳 防锈、防折、防拖、防车碾压、防硬拉防锈、防折、防拖、防车碾压、防硬拉返回4.2 视距测量4.2.1 4.2.1 原理原理 利用望远镜内的视距装置利用望远镜内的视距装置视视距丝距丝配合配合视距尺视距尺，根据几何光学和三，根据几何光学和三角测量原理，同时测定距离和高差的角测量原理，同时测定距离和高差的方法。方法。仪器工具：经纬仪

7、或水准仪及视仪器工具：经纬仪或水准仪及视距尺（普通水准尺或专用视距尺距尺（普通水准尺或专用视距尺)精度：一般为精度：一般为1/2001/3001/2001/300，精密，精密测量可达测量可达1/20001/2000适用：用于地形测量的碎部测量适用：用于地形测量的碎部测量和图根控制网的加密。和图根控制网的加密。望远镜十字丝环望远镜十字丝环视距丝视距丝视准轴水平时的视准轴水平时的视距视距公式为：公式为：测站点到立尺点的测站点到立尺点的高差高差为：为：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；v 中丝在标尺上的读数。中丝在标尺上的读数。4.2.2 视准轴水平时的距离和高

8、差公式4.2.3 视准轴倾斜时的距离和高差公式倾斜距离倾斜距离L为：为：倾斜距离倾斜距离L为：为：水平距离水平距离D为：为：高差高差h为：为：例题：例题：如上图，在如上图，在A点量取经纬仪高度点量取经纬仪高度i=1.400m，望远，望远镜照准镜照准B点标尺，中丝、上丝、下丝读数分别为点标尺，中丝、上丝、下丝读数分别为v=1.400m，b=1.242m，a=1.558m，=3=32727,试求求A、B两点两点间的的水平距离和高差。水平距离和高差。解：解：1）尺间距）尺间距2）水平距离）水平距离3）高差）高差4.2.3 视距测量误差及注意事项此外还有：标尺分划误差、竖直角观测误差、此外还有：标尺分

9、划误差、竖直角观测误差、视距常数误差等。视距常数误差等。1.1.读数误差读数误差 2.2.标尺不竖直误差标尺不竖直误差 3.3.外界条件的影响外界条件的影响视距测量误差视距测量误差返回 电磁波测距仪是用电磁波（光波或微波）作为 载波传输测距信号以测量两点间距离的一种方法。电磁波测距仪的分类：1、光电测距仪 （可见光、红外光、激光）2、微波测距仪 （无线电波、微波）红外测距仪红外测距仪4.3 光测距仪 电磁波测距仪的优点：1、测程远、精度高。2、受地形限制少等优点。3、作业快、工作强度低。建筑工程测量中应用较多的是短程 红外光电测距仪。光电测距仪是通过测量光波在待测距离D上 往、返传播的时间t2

10、D，计算待测距离D：式中：式中：c 光波在空气中的传播速度光波在空气中的传播速度一、测距原理二、测距方法 光电测距仪按照t2D的不同测量方式，可分为：脉冲式（直接测定时间）相位式（间接测定时间）1、脉冲式 脉冲式光电测距仪是将发射光波的光强调制成一定频率的尖脉冲，通过测量发射的尖脉冲在待测距离上往返传播的时间来计算距离。脉冲测距原理图：脉冲的振荡频率q：计数器计得的时钟 脉冲个数 计数器只能记忆整数个时钟脉冲，不足一周期的时间被丢掉了。测距精度较低，一般在“米”级，最好的达“分米”级。2、相位式 相位式光电测距仪是将发射光强调制成正弦波的形式，通过测量正弦光波在待测距离上往、返传播的相位移来解

11、算时间。将返程的正弦波以棱镜站为中心对称展开后的图形：由于，所以则：式中 ，取，则不同的调制频率对应的测尺长见下表：调制频率测尺长10m20m100m1km2km 调制频率越大，测尺长度越短。相位式测距仪的基本工作原理图：1、由发射系统发射一个调制光波，同时至检相器；2、调制光波在待测距离上传播，反射镜反射后，经接 收系统进入检相器；3、检相器将发射信号与接收信号进行相位比较，测出 相位差 ；4、每改变频率f 后的调制光波，测出一个 ，组合后经 微处理器计算显示结果。三、测程及测距仪的精度：1、测程：测距仪一次所能测的最远距离。短程测距仪 测程小于5km；中程测距仪 测程在5km-30km；远

12、程测距仪 测程在30km以上。2、测距仪的精度：、测距仪的精度：式中：式中：mD 测距中误差，单位为测距中误差，单位为mm；a 固定误差，单位为固定误差，单位为mm；b 比例误差；比例误差；D 以以km为单位的距离。为单位的距离。RED mini短程红外测距仪的精度为短程红外测距仪的精度为 当距离D为0.6km时，测距精度是测距精度是mD=5.8mm。(通常写作通常写作ppm)四、RED mini红外测距仪各种反射棱镜各种反射棱镜经纬仪与测距仪配接经纬仪与测距仪配接测距仪功能键盘测距仪功能键盘1、仪器简介：经纬仪瞄准觇牌中心的视线与测距仪瞄 准反射棱镜中心的视线保持平行。调整经纬仪望远镜，使十

13、字 丝对 准反射棱镜的觇牌中心 调整测距仪望远镜，使十字丝对准反射棱镜中心2、距离计算：、距离计算：1 1）仪器常数改正）仪器常数改正（测距仪的乘常数测距仪的乘常数R和加常数和加常数K）加常数加常数K=L L（mm）乘常数乘常数R的单位是的单位是mm/km对于观测值为对于观测值为L的距离，其常数改正值为：的距离，其常数改正值为：2 2）气象改正）气象改正RED mini测距仪的气象改正公式为：测距仪的气象改正公式为：式中：式中：L Lt t气象改正值，单位为气象改正值，单位为mm；P测站气压，单位为测站气压，单位为mmHg，1 mmHg=133.322Pa；t测站温度，单位为测站温度，单位为C

14、 C；L L距离，单位为距离，单位为km km。3 3）倾斜改正倾斜改正L L经过常数改正和气象改正后的距；经过常数改正和气象改正后的距；经纬仪测定的测线竖直角。经纬仪测定的测线竖直角。五、光电测距的注意事项(1)(1)防止日晒雨淋，在仪器使用和运输中应注意防震。防止日晒雨淋，在仪器使用和运输中应注意防震。(2)(2)严防阳光及强光直射物镜，以免损坏光电器件。严防阳光及强光直射物镜，以免损坏光电器件。(3)(3)仪器长期不用时，应将电池取出。仪器长期不用时，应将电池取出。(4)(4)测线应离开地面障碍物一定高度，避免通过发热体测线应离开地面障碍物一定高度，避免通过发热体 和较宽水面上空，避开强电磁场干扰的地方。和较宽水面上空，避开强电磁场干扰的地方。(5)(5)镜站的后面不应有反光镜和强光源等背景干扰。镜站的后面不应有反光镜和强光源等背景干扰。(6)(6)应在大气条件比较稳定和通视良好的条件下观测。应在大气条件比较稳定和通视良好的条件下观测。返回课外作业：设计施测方案隔河测建筑物高度和高程隔河测建筑物高度和高程1.1.用什么仪器工具用什么仪器工具2.2.用什么方法及具体步骤用什么方法及具体步骤3.3.方案要具体可操作方案要具体可操作P高程HP返回