第4章距离测量与直线定向.ppt

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1、测量地面两点之间的测量地面两点之间的水平距离水平距离。钢尺量距 普通视距 光电测距GPS测量 钢尺钢尺端点尺和刻划尺端点尺和刻划尺钢尺钢尺垂球垂球测测钎标杆标杆弹簧秤弹簧秤 零点零点10012310cm10cm二、钢尺量距二、钢尺量距 按精度分为钢尺一般量距和精密量距。按精度分为钢尺一般量距和精密量距。（一）钢尺一般量距步骤（一）钢尺一般量距步骤1、直线定线直线定线：按精度可分为目估定线和经纬仪定线。：按精度可分为目估定线和经纬仪定线。2、丈量丈量：在山区丈量时，可采用平量法、斜量法。在山区丈量时，可采用平量法、斜量法。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

2、衡量来衡量 返往平均平均返往DDDDDDK1要求：一般量距要求：一般量距 平坦平坦 1/30001/3000，山区，山区1/10001/1000。三、直线定线三、直线定线 当地面两点距离过长或地形起伏较大时，为了便于量距，需当地面两点距离过长或地形起伏较大时，为了便于量距，需要在两点连线方向上标定若干点，这项工作称为要在两点连线方向上标定若干点，这项工作称为直线定线直线定线。1、目估定线、目估定线直线定线一般应由远及近，即先定出直线定线一般应由远及近，即先定出1点再定出点再定出2点。点。2、经纬仪定线、经纬仪定线经纬仪定线适用于钢尺量距的精密方法。经纬仪定线适用于钢尺量距的精密方法。设设A A

3、、B B两点互相通视，将经纬仪安置在两点互相通视，将经纬仪安置在A A点，用望远镜纵丝点，用望远镜纵丝瞄准瞄准B B点，制动照准部，望远镜上下转动，指挥在两点间某一点点，制动照准部，望远镜上下转动，指挥在两点间某一点上的助手，左右移动标杆，直至标杆像为纵丝所平分。上的助手，左右移动标杆，直至标杆像为纵丝所平分。为减小照准误差，精密定线时，可以用直径更细的测钎或为减小照准误差，精密定线时，可以用直径更细的测钎或垂球线代替标杆。垂球线代替标杆。（二）量距方法（二）量距方法v 平坦地面的量距平坦地面的量距A A、B B两点间的水平距离为：两点间的水平距离为：式中：式中：n n 尺段数；尺段数；l l

4、 钢尺的尺长；钢尺的尺长；q q 不足一整尺的余长。不足一整尺的余长。qnlDv平坦地面的量距平坦地面的量距 为了校核、提高精度，丈量需进行往、返测，用往、返为了校核、提高精度，丈量需进行往、返测，用往、返测长度之差测长度之差 与全长平均数与全长平均数 之比，并化成分子为之比，并化成分子为1 1的的分数来衡量距离丈量的精度。这个比值称为分数来衡量距离丈量的精度。这个比值称为相对误差相对误差K K：D平均D 平坦地区钢尺量距相对误差平坦地区钢尺量距相对误差不应大于不应大于1/30001/3000，如在限差内取往返测的平均值作为最终结果。如在限差内取往返测的平均值作为最终结果。返往平均平均返往DD

5、DDDDK1例例1 1 用用30m30m长的钢尺往返丈量长的钢尺往返丈量A A、B B两点间的水平距离，两点间的水平距离，丈量结果分别为：往测丈量结果分别为：往测4 4个整尺段，余长为个整尺段，余长为9.98m9.98m；返；返测测4 4个整尺段，余长为个整尺段，余长为10.02m10.02m。计算。计算A A、B B两点间的水两点间的水平距离平距离D DABAB及其相对误差及其相对误差K K。m98.129m98.9m304 qnlDABm02.130m02.10m304 qnlDBAm00.130m)02.130m98.129(21)(21av BAABDDD32501m00.130m04

6、.0m00.130m02.130m98.129av DDDKBAAB解：解：v 倾斜地面的量距倾斜地面的量距 当地面坡度较大，不可能将整根钢尺拉平丈量时，则可当地面坡度较大，不可能将整根钢尺拉平丈量时，则可将直将直线分成若干小段线分成若干小段进行丈量。每段的长度视坡度大小、量距的方进行丈量。每段的长度视坡度大小、量距的方便而定。便而定。在困难地区钢尺量距相对误差在困难地区钢尺量距相对误差不应大于不应大于1/10001/1000（1 1）平量法）平量法ABDl1l2l3l4ABDl1l2l3l4（2 2）斜量法）斜量法 ABLDh（三）钢尺精密量距（三）钢尺精密量距 精密量距其相对精度可达到精密

7、量距其相对精度可达到1/10000-1/40000,1/10000-1/40000,使用的钢尺必使用的钢尺必须经过尺长检定。须经过尺长检定。1 1、经纬仪定线、经纬仪定线 将经纬仪安置于将经纬仪安置于A A点，瞄准点，瞄准B B点，然后点，然后在在ABAB的视线上的视线上用钢尺量用钢尺量距，依次定出比钢尺一整尺略短的尺段端点距，依次定出比钢尺一整尺略短的尺段端点1 1，2 2，。在各尺。在各尺段端点打入木桩，桩顶高出地面段端点打入木桩，桩顶高出地面3cm3cm5cm5cm，在每个桩顶刻划十在每个桩顶刻划十字线，其中一条在字线，其中一条在ABAB方向上，另一条垂直方向上，另一条垂直ABAB方向，

8、以其交点作方向，以其交点作为钢尺读数的依据。为钢尺读数的依据。AABB123452 2、量距、量距 量距是用经过量距是用经过检定的钢尺检定的钢尺，两人拉尺，两人读数，一人记录，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(30 m钢尺，标准拉力为钢尺，标准拉力为100 N)100 N)。前、后读数员应同时在钢尺上前、后读数员应同时在钢尺上读数，估读到读数，估读到0.5mm0.5mm。每尺段要移动钢尺三次不同位置每尺段要移动钢尺三次不同位置，三次丈，三次丈量结果的互差不应超过量结果的互差不应超过

9、2mm2mm，取三段丈量结果的平均值作为尺段取三段丈量结果的平均值作为尺段的最后结果。的最后结果。随之进行返测，随之进行返测，如要进行温度和倾如要进行温度和倾斜改正，还要观测斜改正，还要观测现场温度。现场温度。（三）钢尺精密量距（三）钢尺精密量距3 3、测定尺段高差、测定尺段高差 为了将斜距转化为水平距离，需用水准测量方法测出相邻桩为了将斜距转化为水平距离，需用水准测量方法测出相邻桩顶的高差。一般在量距前、后单独进行，往返观测一次，作为顶的高差。一般在量距前、后单独进行，往返观测一次，作为检核。相邻桩顶的往、返测高差之差，一般不得超过检核。相邻桩顶的往、返测高差之差，一般不得超过10mm10m

10、m，如如在限差内，取平均值作为最后结果。在限差内，取平均值作为最后结果。（三）钢尺精密量距（三）钢尺精密量距4、钢尺量距成果整理、钢尺量距成果整理u钢尺检定钢尺检定 钢尺由于材料原因、刻划误差、长期使用的钢尺由于材料原因、刻划误差、长期使用的变形以及丈量时温度和拉力不同的影响，其实变形以及丈量时温度和拉力不同的影响，其实际长度往往不等于尺上所标注的长度即名义长际长度往往不等于尺上所标注的长度即名义长度，因此，量距前应对钢尺进行检定。度，因此，量距前应对钢尺进行检定。（三）钢尺精密量距（三）钢尺精密量距4 4、钢尺量距成果整理钢尺量距成果整理v 尺长方程尺长方程 经过检定的钢尺长度可用尺长方程式

11、：经过检定的钢尺长度可用尺长方程式：温度为温度为t t时的钢尺实际长度；时的钢尺实际长度；钢尺的名义长度；钢尺的名义长度；尺长改正值，即温度在尺长改正值，即温度在 时钢尺全长改正数时钢尺全长改正数 钢尺膨胀系数，一般取钢尺膨胀系数，一般取=1.25=1.25 钢尺检定时的温度；钢尺检定时的温度；量距时的温度。量距时的温度。)(000ttllllt0ttl0ll0tt105)(10C（三）钢尺精密量距（三）钢尺精密量距4 4、钢尺量距成果整理钢尺量距成果整理 精密量距结果应进行以下三项改正精密量距结果应进行以下三项改正:尺长改正、温度改正和尺长改正、温度改正和倾斜改正。倾斜改正。1 1）尺长改正

12、）尺长改正 钢尺在标准拉力、标准温度下的检定长度为钢尺在标准拉力、标准温度下的检定长度为 ，与钢尺的，与钢尺的名义长度名义长度 往往不一致，其差数往往不一致，其差数 ，称为整尺段的尺长，称为整尺段的尺长改正数。改正数。非整尺段非整尺段 的尺长改正数的尺长改正数 则为：则为：l0l0lllldllllld04 4、钢尺量距成果整理钢尺量距成果整理2 2）温度改正）温度改正设钢尺在检定时的温度为设钢尺在检定时的温度为 ，丈量时的温度为，丈量时的温度为 ，钢尺的线膨胀系数为，钢尺的线膨胀系数为 （一般为（一般为 /），），则因温度变化引起的尺长改正简称为温度改正。尺段则因温度变化引起的尺长改正简称为

13、温度改正。尺段 的温度改正数为：的温度改正数为：0tt51025.1ltllttlt)(03 3）倾斜改正）倾斜改正当当为斜距时应换算成平距为斜距时应换算成平距d d，则倾斜改正值为：则倾斜改正值为：llhllhlldlh21222122)1()(将上式将上式 项展开成级数：项展开成级数：2122)1(lh3424422821)821(lhlhlhlhllh取第一项取第一项lhlh22 每一尺段改正后的水平距离为：每一尺段改正后的水平距离为：htdlllld例题：用尺长方程式为例题：用尺长方程式为的钢尺实测的钢尺实测A AB B尺段，长度尺段，长度l l=29.896m,A=29.896m,A

14、、B B两点两点间高差间高差h=0.272m,h=0.272m,测量时的温度测量时的温度t=25.8t=25.8C,C,试求试求A AB B尺段的水平距离。尺段的水平距离。mCtCmmlt30)20(1025.10025.030015 解解：1 1）尺长改正）尺长改正mmlllld0025.0)896.29300025.0(03 3）倾斜改正）倾斜改正4 4）A-BA-B尺段水平距离尺段水平距离mmmlhlh0012.0896.292)272.0(222mlllldhtd900.292 2）温度改正）温度改正mmCCClttlt0022.0896.29)208.25(1025.1)(00105

15、0四、钢尺量距误差四、钢尺量距误差1 1、尺长误差、尺长误差：钢尺名义长度与实际长度不符，将产生：钢尺名义长度与实际长度不符，将产生尺长误差。尺长误差。v丈量距离越长，误差越大。新购置的钢尺必须经丈量距离越长，误差越大。新购置的钢尺必须经过检定，测出其尺长改正数。过检定，测出其尺长改正数。2 2、温度误差、温度误差：钢尺长度随温度变化，当丈量时的温度：钢尺长度随温度变化，当丈量时的温度与钢尺检定时的标准温度不一致时，将产生温度误差与钢尺检定时的标准温度不一致时，将产生温度误差3 3、钢尺倾斜和垂曲误差、钢尺倾斜和垂曲误差：在高低不平的地面上采用钢：在高低不平的地面上采用钢尺水平法量距时，钢尺不

16、水平或中间下垂而成曲线时尺水平法量距时，钢尺不水平或中间下垂而成曲线时会使量得的长度比实际大。会使量得的长度比实际大。v量距时应注意保持钢尺水平，整尺段悬空时，中量距时应注意保持钢尺水平，整尺段悬空时，中间应有人托住钢尺。间应有人托住钢尺。四、钢尺量距误差四、钢尺量距误差4 4、定线误差、定线误差：钢尺没有准确地放在所量直线的方向上，：钢尺没有准确地放在所量直线的方向上，使所量距离不是直线而是一组折线，造成丈量结果偏使所量距离不是直线而是一组折线，造成丈量结果偏大。大。5 5、拉力误差、拉力误差：施测时实际拉力与标准拉力存在差异，：施测时实际拉力与标准拉力存在差异，导致尺长产生误差。导致尺长产生误差。6 6、丈量误差、丈量误差：因人的感官分辨率有限，导致对点、插：因人的感官分辨率有限，导致对点、插点和读数都会产生误差。点和读数都会产生误差。量距时应尽量做到对点准确，配合协调，读数准确。量距时应尽量做到对点准确，配合协调，读数准确。v 视距测量是利用望远镜内的视距装置配合视距尺，根据视距测量是利用望远镜内的视距装置配合视距尺，根据几何光学和三角测量原理，同时测定距离和高差的方法。几何光学