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1、,第四章 距离测量与直线定向,卷尺量距,丈量工具,钢尺 规格:尺宽1015mm,长度有20m、30m、50m等。 分划:基本分划为厘米,每厘米及每分米处有注字,全长都刻有毫米分划。 分类:刻线尺,端点尺。(按尺的零点刻划位置),丈量工具,2.皮尺 规格:用麻线或加入金属丝织成的带状尺,长度有20m、30m、 50m等。 分划:基本分划为厘米,每十厘米及整米处刻有注字。 分类:按尺的零点刻划位置,一般都为端点尺。,3.花杆、测钎和垂球 花杆又称标杆,用来标点和定线。 测钎,用粗铁丝做成,用来标定尺段 端点位置和计算尺段数。 垂球,用来对点、标点和投点。,直线定线,将所量尺段标定在待测二点间一条直
2、线上的工作称为直线定线。,目视定线一般量距用目视定线。,(2)经纬仪定线精密量距应用经纬仪定线。,距离丈量,平坦地区量距量距精度不高时可采用整尺法量距,直接将钢尺沿地面丈量,不用加温度改正和用弹簧秤标定施加拉力。 D=nl+l,倾斜地面距离丈量视地形情况可用水平量距法(a图)或倾斜量距法(b图)。,一、地形分类,距离丈量,二、丈量实施,距离丈量,三、计算方法及技术要求,为了提高精度,一般采用往返丈量。 量距精度以相对误差表示,通常化为分子为1的分数形式:,两点间水平距离为:,平坦地区钢尺量距相对误差不应大于1/2000;在困难地区相对误差不应大于1/1000。,钢尺量距的误差分析及注意事项,影
3、响钢尺量距精度的因素很多,主要有定线误差、尺长误差、温度测定误差、钢尺倾斜误差、拉力不均误差、钢尺对准误差、读数误差等。现择其主要者讨论如下。,(1)尺长误差 钢尺名义长度与实际长度之差产生的尺长误差对量距的影响,是随着距离的增加而增加的。在高精度量距时应加尺长改正,并要求钢尺检定误差1mm。,(2)温度误差 钢尺的长度随温度而变化,当丈量时温度和标准温度不一致时,将产生温度误差。一般量距时,当温度变化小于10时,可以不加改正,但精密量距时,必须加温度改正。所以量距宜在阴天进行,最好用半导体温度计测量钢尺的自身温度。,(3)定线误差 在量距时由于钢尺没有准确地安放在待量距的直线方向上,所量的是
4、折线而不是直线,造成量距结果偏大,如图4-4所示。,钢尺量距的误差分析及注意事项,一般丈量时,要求花杆定线偏差不大于0.1m,仪器定线偏差不大于57cm。,钢尺量距的误差分析及注意事项,(4)尺子倾斜和垂曲误差 钢尺量距时若钢尺不水平,或钢尺测量距离时两端高差测定有误差,对测量会产生误差,使距离测量值偏大。因此,丈量时,必须注意尺子水平,整尺段悬空时,中间应有人托一下尺子。在精密量距时,可用普通水准仪测定高差即可。,(5)拉力不均误差 在一般丈量中,只要保持拉力均匀即可,而在精密量距时应使用弹簧秤控制拉力,使钢尺在丈量时所受拉力与检定时拉力相同。,(6)钢尺对准及读数误差 在量距时,由于钢尺对
5、点误差、测钎安置误差及读数误差都会使量距产生误差。这些误差是偶然误差,所以量距时,应仔细认真。并采用多次丈量取平均值的方法,以提高量距精度。此外,钢尺基本分划为1mm,一般读数也到毫米,若不仔细会产生较大误差,所以测量时要认真仔细。,视距测量,视距测量,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。最简单的视距装置是测量仪器(如经纬仪、水准仪)的望远镜十字丝分划板上刻制上、下对称的两条短线,称视距丝。如图4-5。视距测量中的视距尺可用普通水准尺,也可用专用视距尺。,视距测量精度一般为1/2001/300,精密视距测量可达1/2000。由于视距
6、测量用一台经纬仪即可同时完成两点间平距和高差的测量,操作简便,所以当地形起伏较大时,常用于碎部测量和图根的加密。,视距测量原理,1.视线水平时,视距尺,焦距,物镜,调焦透镜,焦距,待测距离D为: 从凸透镜L1成像原理可得:,视距测量原理,1.视线水平时,D=D+f1+,D=Kl+c,令f1/p=K ,f1+C 则,式中:K视距乘常数;c视距加常数;l尺间隔(N-M)。 在仪器设计时,选择适当参数,可使K=100,c值很小,可忽略不计,所以视线水平时视距测量公式为:D=Kl=100l,视距测量原理,1.视线水平时,视线水平时,高差由图4-7可得:,h=i-s,式中:i仪器高 s中丝读数。,视距测
7、量原理,2.视线倾斜时,视距测量原理,2.视线倾斜时,A、B两点水平距离为:,D=Dcos=Klcos2,视距测量原理,2.视线倾斜时,A、B两点高差为:,在实际工作中,可以使中丝读数等于仪器高i,则上式可简化为:,h=Dtg+i-s,或,(此时的中丝高称为便利高),视距测量的观测与计算,1视距测量的施测 (1)如教材图4-11所示,在A点安置经纬仪,量取仪器高i,在B点竖立视距尺。 (2)盘左(或盘右)位置,转动照准部瞄准B点视距尺,分别读取上、下、中三丝读数,并算出尺间隔l。 (3)转动竖盘指标水准管微动螺旋,使竖盘指标水准管气泡居中,读取竖盘读数,并计算垂直角。 (4)根据尺间隔l、垂直
8、角、仪器高i及中丝读数v,计算水平距离D和高差h。,视距测量的观测与计算,2视距测量的记录与计算,视距测量的观测与计算,计算示例:,视距测量误差及注意事项,影响视距测量精度的因素有以下几方面: 视距尺分划误差,乘常数K不准确的误差,竖直角测量误差,视距丝读数误差,视距尺倾斜误差,外界气象条件对视距测量的影响 大气折光的影响视线穿过大气时会产生折射,从直线变为曲线,造成误差。由于视线靠近地面,折光大,所以规定视线应高出地面1m以上。 大气湍流的影响空气的湍流使视距成像不稳定,造成视距误差。当视线接近地面或水面时这种现象更为严重。所以视线要高出地面1m以上。 除此以外,风和大气能见度对视距测量也会产生影响。风力过大,尺子会抖动,空气中灰尘和消气会使视距尺成像不清晰,造成读数误差,所以应选择良好的天气进行测量。,