工程測量 距離測量

1、,,距離測量：測量地面兩點(diǎn)之間的水平距離。,距離測量 的方法,鋼尺量距視距法量距 光電測距,,第四章 距離測量,§4.1 鋼尺量距§4.2 視距測量§4.3 光電測距儀,作業(yè),4.1.1 距離丈量的工具 皮尺 精度較低，僅用于精度要求不高的距離丈量。 鋼尺 精度可達(dá)萬分之一，常用于工程中。（端點(diǎn)尺與刻

2、劃尺） 因瓦尺 精度可達(dá)百萬分之一，但使用不便，常用于基線丈量。,§4.1 鋼尺量距,輔助工具：,測釬 用于標(biāo)志尺端的起止點(diǎn)和計(jì)算尺段數(shù)?；U 用于標(biāo)定直線彈簧稱和溫度計(jì) 用于控制拉力和測定溫度。,4.1.2 直線定線,定義：標(biāo)定各尺段端點(diǎn)在同一直線上的工作。,方法： 目估定線：待測距離兩端A、B插花桿甲于A后1-2米處，乙持桿走近距B約一尺長處甲指揮乙動桿定點(diǎn),經(jīng)緯儀定線：置經(jīng)緯儀于A點(diǎn)，用

3、望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)B點(diǎn)定線,4.1.3 鋼尺量距的一般方法,一、平坦地區(qū) 定線 ----尺手就位 ---- 量距l(xiāng)i ---- 尺手并進(jìn) ---- 丈量最后不足整尺段長q,式中：n —尺段數(shù)； l — 鋼尺的尺長； q —不足一整尺的余長。,準(zhǔn)備,好,,檢核： 若相對誤差 容許相對誤差：平坦測區(qū)K容=1/3000

4、 困難測區(qū)K容=1/1000 則D=(D往+D返）/2,為了校核、提高精度，還要進(jìn)行返測得D返,二、傾斜地面丈量,在困難地區(qū)鋼尺量距相對誤差不應(yīng)大于1/1000,當(dāng)?shù)孛嫫露容^大，不可能將整根鋼尺拉平丈量時，則可將直線分成若干小段進(jìn)行丈量。每段的長度視坡度大小、量距的方便而定。,4.1.4 鋼尺量距的精密方法（1/10000~1/40000）,1、經(jīng)緯儀定線,將經(jīng)緯儀安置于A點(diǎn)

5、，瞄準(zhǔn)B點(diǎn)，然后在AB的視線上用鋼尺量距，依次定出比鋼尺一整尺略短的尺段端點(diǎn)1，2，…。在各尺段端點(diǎn)打入木樁，樁頂高出地面5cm～10cm，在每個樁頂刻劃十字線，其中一條在AB方向上，另一條垂直AB方向，以其交點(diǎn)作為鋼尺讀數(shù)的依據(jù)。,量距是用經(jīng)過檢定的鋼尺，兩人拉尺，兩人讀數(shù)，一人記錄及觀測溫度。 量距時由后尺手用彈簧秤控制施加于鋼尺的拉力(30 m鋼尺，標(biāo)準(zhǔn)拉力為100 N)。前、后讀數(shù)員應(yīng)同時在鋼尺上讀數(shù)，估讀到0.5

6、mm。每尺段要移動鋼尺三次不同位置，三次丈量結(jié)果的互差不應(yīng)超過2mm，取三段丈量結(jié)果的平均值作為尺段的最后結(jié)果。 隨之進(jìn)行返測，如要進(jìn)行溫度和傾斜改正，還要觀測現(xiàn)場溫度和各樁頂高差。,2、串尺法量距,精密量距結(jié)果應(yīng)進(jìn)行以下三項(xiàng)改正：,1、尺長改正,2、溫度改正,α — 鋼尺膨脹系數(shù) t — 丈量時溫度 t0 — 標(biāo)準(zhǔn)溫度,3. 改正,當(dāng)Ｌ為斜距時應(yīng)換算成平距d，則傾斜改正值為：,將上式

7、項(xiàng)展開成級數(shù)：,取第一項(xiàng),3.傾斜改正,每一尺段改正后的水平距離為：,,4.1.5 鋼尺量距誤差及注意事項(xiàng),誤差來源尺長誤差 ----- 測前檢定，尺長改正定線誤差 ----- 一般目估法即可拉力不均誤差 ----- 用彈簧稱控制鋼尺傾斜誤差 ----- 用水準(zhǔn)儀控制鋼尺對準(zhǔn)及讀數(shù)誤差 ----- 多余觀測溫度影響 ----- 溫度改正注意事項(xiàng)認(rèn)清是刻線尺還是端點(diǎn)尺讀數(shù)時要拉緊、拉平、拉穩(wěn) 防銹、防折、防拖、防車

8、碾壓、防硬拉,§4.2 視距測量,4.2.1 原理 利用望遠(yuǎn)鏡內(nèi)的視距裝置——視距絲配合視距尺，根據(jù)幾何光學(xué)和三角測量原理，同時測定距離和高差的方法。儀器工具：經(jīng)緯儀或水準(zhǔn)儀及視距尺（普通水準(zhǔn)尺或?qū)Ｓ靡暰喑?精度：一般為1/200~1/300，精密測量可達(dá)1/2000適用：用于地形測量的碎部測量和圖根控制網(wǎng)的加密。,視準(zhǔn)軸水平時的視距公式為：,測站點(diǎn)到立尺點(diǎn)的高差為：,i —儀器高，是樁頂?shù)絻x

9、器水平軸的高度；v —中絲在標(biāo)尺上的讀數(shù)。,4.2.2 視準(zhǔn)軸水平時的距離和高差公式,,,,,4.2.3 視準(zhǔn)軸傾斜時的距離和高差公式,傾斜距離L為：,,,傾斜距離L為：,水平距離D為：,高差h為：,,,例題：如上圖，在A點(diǎn)量取經(jīng)緯儀高度i=1.400m，望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)B點(diǎn)標(biāo)尺，中絲、上絲、下絲讀數(shù)分別為v=1.400m，b=1.242m，a=1.558m，α=3°27´,試求A、B兩點(diǎn)間的水平距離和高差。,解：1）

10、尺間距,2）水平距離,3）高差,,,4.2.3 視距測量誤差及注意事項(xiàng),此外還有：標(biāo)尺分劃誤差、豎直角觀測誤差、 視距常數(shù)誤差等。,1.讀數(shù)誤差 2.標(biāo)尺不豎直誤差 3.外界條件的影響,視距測量誤差,,電磁波測距儀是用電磁波（光波或微波）作為 載波傳輸測距信號以測量兩點(diǎn)間距離的一種方法。,電磁波測距儀的分類： 1、光電測距儀 （可見光、紅外光、激光）

11、 2、微波測距儀 （無線電波、微波）,紅外測距儀,§4.3 光測距儀,電磁波測距儀的優(yōu)點(diǎn)： 1、測程遠(yuǎn)、精度高。 2、受地形限制少等優(yōu)點(diǎn)。 3、作業(yè)快、工作強(qiáng)度低。,建筑工程測量中應(yīng)用較多的是短程 紅外光電測距儀。,光電測距儀是通過測量光波在待測距離D上 往、返傳播的時間t2D，計(jì)算待測距離D：,式中：c — 光波在空氣中的傳播速度,一、測距原理,二、測距方法

12、,光電測距儀按照t2D的不同測量方式，可分為：,,脈沖式（直接測定時間）,相位式（間接測定時間）,1、脈沖式,脈沖式光電測距儀是將發(fā)射光波的光強(qiáng)調(diào)制成一定頻率的尖脈沖，通過測量發(fā)射的尖脈沖在待測距離上往返傳播的時間來計(jì)算距離。,脈沖測距原理圖,：脈沖的振蕩頻率,q：計(jì)數(shù)器計(jì)得的時鐘 脈沖個數(shù),計(jì)數(shù)器只能記憶整數(shù)個時鐘脈沖，不足一周期的時間被丟掉了。測距精度較低，一般在“米”級，最好的達(dá)“分米”級。,2、相位式,相位式光

13、電測距儀是將發(fā)射光強(qiáng)調(diào)制成正弦波的形式，通過測量正弦光波在待測距離上往、返傳播的相位移來解算時間。,將返程的正弦波以棱鏡站為中心對稱展開后的圖形：,由于,，所以,則：,式中 ，,取,，則不同的調(diào)制頻率?對應(yīng)的,測尺長見下表：,調(diào)制頻率越大，測尺長度越短。,相位式測距儀的基本工作原理圖：,1、由發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射一個調(diào)制光波，同時至檢相器；2、調(diào)制光波在待測距離上傳播，反射鏡反射后，經(jīng)接

14、 收系統(tǒng)進(jìn)入檢相器；3、檢相器將發(fā)射信號與接收信號進(jìn)行相位比較，測出 相位差 ；4、每改變頻率f 后的調(diào)制光波，測出一個 ，組合后經(jīng) 微處理器計(jì)算顯示結(jié)果。,三、測程及測距儀的精度：,1、測程：測距儀一次所能測的最遠(yuǎn)距離。,短程測距儀 — 測程小于5km； 中程測距儀 — 測程在5km-30km； 遠(yuǎn)程測距儀 — 測程在30km以上。,2、測距儀的精度：,式中：mD

15、— 測距中誤差，單位為mm； a — 固定誤差，單位為mm； b — 比例誤差； D — 以km為單位的距離。,RED mini短程紅外測距儀的精度為 當(dāng)距離D為0.6km時，測距精度是mD=±5.8mm。 ( 通常寫作ppm),四、RED mini紅外測距儀,各種反射棱鏡,經(jīng)緯儀與測距儀配接,測距儀功能鍵盤,1、儀

16、器簡介：,經(jīng)緯儀瞄準(zhǔn)覘牌中心的視線與測距儀瞄 準(zhǔn)反射棱鏡中心的視線保持平行。,調(diào)整經(jīng)緯儀望遠(yuǎn)鏡，使十字 絲對 準(zhǔn)反射棱鏡的覘牌中心,調(diào)整測距儀望遠(yuǎn)鏡，使十字絲對準(zhǔn)反射棱鏡中心,2、距離計(jì)算：,1）儀器常數(shù)改正（測距儀的乘常數(shù)R和加常數(shù)K）,加常數(shù)K=L– L´（mm）,乘常數(shù)R的單位是mm/km,對于觀測值為L´的距離，其常數(shù)改正值為：,,,,2）氣象改正,RED mini測距儀的氣象改正公式為：,式中：Δ

17、Lt——?dú)庀蟾恼?，單位為mm； P——測站氣壓，單位為mmHg， 1 mmHg=133.322Pa； t——測站溫度，單位為°C； L——距離，單位為km 。,3） 傾斜改正,L——經(jīng)過常數(shù)改正和氣象改正后的距；α——經(jīng)緯儀測定的測線豎直角。,五、光電測距的注意事項(xiàng),(1) 防止日曬雨淋，在儀器使用和運(yùn)輸中應(yīng)注意防震。(2

18、) 嚴(yán)防陽光及強(qiáng)光直射物鏡，以免損壞光電器件。(3) 儀器長期不用時，應(yīng)將電池取出。,(4) 測線應(yīng)離開地面障礙物一定高度，避免通過發(fā)熱體 和較寬水面上空，避開強(qiáng)電磁場干擾的地方。(5) 鏡站的后面不應(yīng)有反光鏡和強(qiáng)光源等背景干擾。(6) 應(yīng)在大氣條件比較穩(wěn)定和通視良好的條件下觀測。,課外作業(yè)：設(shè)計(jì)施測方案,隔河測建筑物高度和高程1.用什么儀器工具2.用什么方法及具體步驟3.方案要具體可操作,,,,,,,P,