测量学 第4章 距离测量与直线定向(1).ppt
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1、2023年2月22日星期三,建筑之家,测 量 学第4章 距离测量与直线定向,2023年2月22日星期三,建筑之家,第4章 距离测量与直线定向,距离测量是测量三项基本工作之一.距离测量的方法主要有:1.钢尺(皮尺)量距.2.视距测量 3.光电测距要确定地面点的平面位置,还必须测定直线的方向,即直线定向,2023年2月22日星期三,建筑之家,视距测量图,2023年2月22日星期三,建筑之家,利用调制波波长测距,B,测距仪,反光棱镜,S,电磁波测距,电磁波测距图,A,2023年2月22日星期三,建筑之家,第4章 距离测量与直线定向 4.1 钢尺量距 4.2 普通视距测量 4.3 光电测距 4.4 直
2、线定向,2023年2月22日星期三,建筑之家,4.1 钢尺量距,钢卷尺 尺长与规格:20米、30米、50米,钢质,涂塑或不涂塑。刻度与注记:毫米刻度,注记厘米、分米、米。零分划位 置有不同,分刻线尺和端点尺两种。,一、量距用的工具:钢卷尺,花杆,测钎、垂球、弹簧秤、温度计、三脚架,2023年2月22日星期三,建筑之家,端点尺 刻线尺,测钎 花杆,皮尺 测绳,钢卷尺,2023年2月22日星期三,建筑之家,二、直线定线,3.经纬仪定线:如果量距要求的精度较高,可在其端点A安置经纬仪定线.,2023年2月22日星期三,建筑之家,三、量距 方法(往返丈量)),距离用下式计算:D=nl+l 式中:l整尺
3、段的长度;n丈量的整尺段数;l零尺段长度。(边定线边丈量),往返丈量较差 D=D往-D返距离平均值 D平=(D往-D返)相对误差 K=,1.在平坦地面丈量,2023年2月22日星期三,建筑之家,2.倾斜地面丈量,S,D,h,(1)斜量法:地面坡度均匀,将量得的倾斜距离S归算成水平距离D。高差h用水准仪测定。,或,水平距离:,(2)在倾斜地面平量,2023年2月22日星期三,建筑之家,量距相对精度可达1 1万,钢尺量距的精密方法,精密量距时采取的措施:1.用检定过的钢尺;2.经纬仪定线;3.钉尺段桩(概量,每尺段长要小于钢尺长),用水准仪测量桩间高差;4.对钢尺施加固定拉力,并测量温度;5.对量
4、距结果加三项改正数。,2023年2月22日星期三,建筑之家,1定线:用仪器定线,打木桩或做标志。2量距 后尺手 前尺手(尺头)(尺尾)好 预备3 测量桩顶高差,2023年2月22日星期三,建筑之家,三项改正数,4 尺段长度的计算,每尺段经改正后的水平距离:,总的水平距离:,2023年2月22日星期三,建筑之家,要点:1)先报记米数;2)读小数时要对准标志,前后两端同时读数;3)错动10cm以上,重新丈量,一般丈量三次,长度互差25mm。注意事项:一直二平三要准,2023年2月22日星期三,建筑之家,四、钢尺检定,目的:求得钢尺两端点刻划间的实际长度。方法:用钢尺对一段精确的标准长度进行丈量,从
5、而求得 钢尺的尺长改正数。分比长台和基线场两种方式。,0 钢尺名义长(m);t0 标准温度,一般取20;d 尺长改正值(mm);t 丈量时温度()钢的膨胀系数,1.210-5/;,1.尺长方程式:=0+d+(t-t0)0,2023年2月22日星期三,建筑之家,五、成果整理1.水平距离的成果整理,设丈量结果为D,钢尺实际长度为lt,钢尺的名义长度为l0,则钢尺每米的实际长度为(lt/l0),所量距离的实际长度为,2.水平距离的成果整理(三项改正)1)尺长改正2)温度改正3)倾斜改正,2023年2月22日星期三,建筑之家,六、钢尺量距的误差分析,一、定线误差:当精度要达到1/万,定线误差小于0.2
6、1m二、尺长误差:一般丈量尺长改正数小于1/万可不改正三、温度误差:温度变化8度将产生1/万的误差四、拉力误差五、尺子不水平误差:类似定线误差,当精度要达到1/万,钢尺不水平应小于0.4m,2023年2月22日星期三,建筑之家,六、钢尺垂曲或反曲的误差悬空丈量时用悬空检定的尺长方程式七、丈量本身的误差(对点、插测钎、读数)精度一般丈量 山地:1/1000,平地:1/2000 1/3000精密丈量 1/3000 1/10000,2023年2月22日星期三,建筑之家,4.2 普通视距测量 根据几何光学原理用简便的方法迅速测出两点间的距离和高差。当视线水平时,视距测量测得的是水平距离;如果视线是倾斜
7、的,为了求得水平距离,还应测出竖直角。,精度:精密视距测量:1/2000-1/5000普通视距测量:1/200-1/300,甚至更低。,2023年2月22日星期三,建筑之家,一、普通视距测量原理,1视准轴水平时的距离与高差公式 如图,望远镜的视准轴水平,瞄准一竖立的视距尺,十字丝在标尺上的读数分别为mn。,2023年2月22日星期三,建筑之家,视线水平时的视距测量公式:,(1)水平距离公式:,(2)高差公式:,(3)B点高程:,2023年2月22日星期三,建筑之家,2、视准轴倾斜时的视距公式 当望远镜视线倾斜一个角,把标尺绕视线与标尺的交点C旋转一个角,使视线垂直于标尺。通过视线与尺子的交点有
8、一根倾斜尺子与倾斜视准轴相垂直,两视距丝在该尺上截于M,N,这样,就可按视线水平公式计算斜距D,然后,再根据D和竖直角算出平距D。,由于过视距丝的两条光线的夹角很小,约为34,故可把CMM和CNN视为直角,尺子是设想与倾斜视准轴相垂直的。,2023年2月22日星期三,建筑之家,视线倾斜时的视距测量公式,(1)水平距离公式:,(2)初算高差:,(3)高差公式:,2023年2月22日星期三,建筑之家,在测站上需要观测i、v、l、四个量。观测步骤如下:,3求l,读取下、上丝在标尺上的读数,估读至mm,两数相减求出视距间隔值;,二、视距测量的观测与计算,1量i,精度至cm;2对v,望远镜照准待测点竖立
9、的标尺,使中丝对准i值,也可以对准任一值;,2023年2月22日星期三,建筑之家,三、视距测量误差来注意事项,1、读数误差 读数误差引起的距离误差是扩大100倍,如读数误差为1mm,它对距离的影响为0.1m;消除视差以减小读数误差。2、标尺不竖直误差 标尺不竖直对视距的影响与标尺倾斜度及竖直角有关,视距尺的倾斜又分前倾和后仰两种情况,其影响也是不相同的。但一般来说,视距尺竖立不直对视距的影响都基本上是系统性的,且使距离减小。当标尺倾斜1,竖直角为30时,所产生的相对误差可达1/10。在标尺上安装圆水准器。,2023年2月22日星期三,建筑之家,3、外界条件的影响1)垂直折光的影响,视线要有一定
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