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1、第四章 距离测量,距离:地面上两点间的水平长度,距离是确定地面点平面位置的几何要素.,距离测量（测定地面上两点的距离）是测量的三个基本工作之一。,距离测量通常是测量斜距,平距,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 4.4 全站仪,第一节 钢尺量距,一、主要工具 丈量工具：钢尺、皮尺,皮尺,钢尺,钢尺：,端点尺,刻线尺,辅助工具,测钎,垂球,温度计,弹簧秤,花杆,直线定线:,二、直线定线,在地面上标定出位于同一直线上的若干点，以便分段丈量。,方 法:,目视定线和经纬仪定线。,1、目视定线,一个整尺段,2、经纬仪定线,1、平地量距 2、斜坡量距,三、钢尺量距的一般
2、方法,1、平地量距,DAB=n l+q,2、斜坡量距,DAB=li,DAB=L cos,L,四、钢尺量距的记录方法与精度,AB,往,650,36.537,336.537,650,36.428,336.428,336.482,相对误差：K=（D往D返） D平=1 M,1 3087,K限=1 3000 或 1 1000,返,精密量距：指量距精度高于13000的量距。,1. 量距步骤 （1）定线: 经纬仪定线，钢尺概量一整尺（约小5cm）打下木桩，桩顶标点定直线。 （2）测定桩顶间高差：用水准仪测高差。 （3）量距：精确到0.1毫米，测得斜距。 （4）成果整理：进行尺长、温度、倾斜改正，必要时进行距
3、离改化。,五、钢尺量距的精密方法,钢尺应送到检测单位检定,得到尺长方程式，并注明检测时的温度、拉力、尺长。,式中： 温度t时的实际长度； 名义长度，即实际的刻划长度； 尺长改正数（尺子的刻划长度与实际长度的差）； 钢尺的膨胀系数，一般为（1.161.25） 测量时的实时温度； 检定时的温度。,2. 钢尺的检定,尺长方程式：,3 距离改正,三项改正数： 1 尺长改正： Dl=Dl/l0 ， 2 温度改正： Dt=D (tt0)， 膨胀系数 一般取0.000012/C 3 倾斜改正： Dh=-h2/2D 4 最终距离： D= D+ Dl + Dt + Dh,六、量距的误差分析,定线误差,倾斜误差,
4、温度误差,尺长误差,拉力误差,丈量本身的误差,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 4.4 全站仪及GPS测距,第二节 视 距 测 量,一、视距测量的概念,仪 器：经纬仪+水准尺（视距尺）； 水准仪+水准尺。,视距测量：用带有视距丝的仪器间接地测定地面上两点间的距离和高差。,二、视距测量的原理和公式,视准轴水平时,p,n,i,D=d+f+=nf/p+f+ =kn+q =kn=100n,h=il,2. 视准轴倾斜时,M,N,M,N,D=Kn cos2 =100n cos2,i,l,D tg,h=D tg+i-l,三、视距测量方法,（1）在测站点安置经纬仪，对中和
5、整平; （2）量取仪器高 i,量至cm ； （3）将水准尺立于欲测的点上，分别读出上、 下视距丝和中丝读数l，将下丝读数减上丝读数得视距间距n。 （4）在中丝不变的情况下读取竖直度盘读数，并将竖盘读数换算为竖直角。,三、视距测量方法,（5）根据n、i和l计算水平距离D和高差h，再由测站高程计算出测点高程。,为了计算高差方便，可将中丝读数卡在与仪器等高的位置上，则h=Dtg+i-l =Dtg 为了计算n方便，可将下丝卡在尺的整数上。,四、视距测量的误差来源,仪器误差 1. 视距尺的分划误差 由视距测量公式 ，若 n 不准确,则将成 倍影响距离。 2. 常数 K 不准确的误差 在仪器制造时要求对乘
6、常数的影响小于0.2%,观测误差 1. 读取视距间隔的误差 2. 观测竖直角的误差 由 知, 有误差必然 影响视距测量的精度。 3. 视距尺竖立不直的误差 该项误差对视距精度的影响很大,应在视距尺上安装圆水准器。 外界条件的影响 大气垂直折光的影响。,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 4.4 全站仪及GPS测距,光电距仪:,第三节 光电测距,通过测定调制光波在两点间传播的时间或相位差来求得距离。,主要构成： 主机 反光镜,一、测距仪的构造,ND3000/2000红外测距仪主机,主机： 照准器 控制键 显示,一、测距仪的构造,测距仪反光棱镜,二、相位式光电测
7、距仪的基本原理,由于光速 c 为30万km/s，无法测得 t ,因此采取测量相位,由于相位测量仅能测出不足一个整周的相位差，因此，要采用几个调制光波长配合测距。,三、测量距离的步骤,将测距仪和反光镜分别安置在测段两点上。 望远镜瞄准反光镜，反射镜面与入射光线垂直。 打开开关，检查光电信号的强弱，合乎要求后开始测距。 记录若干次读数，为一测回。并记录大气温度和气压。,四、光电测距成果整理,1、仪器常数改正 乘常数改正SK=KS 加常数改正SC=C 2、气象改正SA=A(T,P)S 3、倾斜改正S=S (COS-1),最终平距: D=S+SK + SC + SA + S,4、距离投影改正:将距离投
8、影到大地水准面或施工区平均高程面 水平距离向椭球面的化算 D = D（1 + Hm / R)-1 Hm ：两中心高程均值 椭球面距离向高斯平面的化算 d = (ym2 / 2R2)D ym ：两端点高斯横坐标自然值的均值 D = D + d,仪器常数（K，C）测定误差 气象参数误差 对中误差 照准误差 调制频率误差 周期误差 测相误差 光速误差,五、光电测距的误差来源,总结：三种测距方法的比较,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 4.4 全站仪及GPS测距,全站仪测距,全站仪的构造,智能型 全站仪 Leica TCA2003,特点：自动无人值守观测，全天候观测。,一、 徕卡全站仪发展简史,1982 1986 1991 1994 1999,TC2000 单轴补偿 彩色组合功能键操作（DOS方式）,T3000 双轴补偿 彩色组合功能键操作（DOS方式）,TC1610 双轴补偿 菜单功能键操作,TPS1000 双轴补偿 软功能键操作(图标操作) 自动目标识别,TPS1100 双轴补偿 软功能键操作(图标操作) 自动目标识别 无合作目标 测距,全站仪反光棱镜,GPS测距,相对精度 静态: 5mm+1ppm 动态: 5 mm+5ppm 特点：两点间无需通视，可全天候测量,作业： 第四章 第1、2、3题,
