1、 水平距離測量是測量的三項基本工作之一，其主要任務(wù)是測量地面兩點之間的水平距離。水平距離是指地面上兩點垂直投影在同一水平面上的直線距離，是確定地面點平面位置的要素之一。 按照使用工具和量距方法的不同，距離測量的方法有鋼尺量距、視距測量、電磁波測距和GPS測距等。 鋼尺量距適用于平坦地區(qū)的短距離量距，易受地形限制。 視距測量適用于低精度的短距離量距。 電磁波測距精度高，測程遠，適用于高精度的遠距離量距。 GPS測距精度高，測程遠，且不受地形條件限制，適用范圍廣。 直線定向是確定兩點間相對位置關(guān)系的必要環(huán)節(jié)，在此一并介紹。第五章 距離測量與直線定向第一節(jié) 鋼尺量距一、距離丈量的工具鋼尺（鋼卷尺）

2、短鋼尺：25m 長鋼尺： 2050m 端點尺：端點尺以尺的最外端點作為尺的零點； 刻線尺：刻線尺以刻在尺前端0刻劃線作為尺的零點。標桿（花桿）、測釬、垂球彈簧秤、溫度計端點尺刻線尺 二、直線定線 當?shù)孛嫔蟽牲c間的距離超過尺子的全長時，或地勢起伏較大，一尺段無法完成丈量工作時，量距前必須在通過直線兩端點的豎直面內(nèi)，定出若干分段點，以便分段丈量，這項工作稱為直線定線。 按精度要求的不同，直線定線有目估定線和經(jīng)緯儀定線兩種方法。目估定線在兩點間定線 從直線遠端B走向近端A的定線方法，稱為走近定線。反之，測量員乙持標桿由直線近端A走向直線遠端B的定線方法，稱為走遠定線。 走近定線法較走遠定線法精確些，

3、這是因為走近定線過程中，新立標桿不受已立標桿的影響。 在平坦地區(qū)一般量距中，直線定線工作常與量距工作同時進行，即邊定線邊丈量。在兩點延長線上定線 其方法先利用A、B兩點，在A，B延長線上，按走遠定線方法定出B以遠其它各點，即完成在兩點延長線上定線。兩端點不易到達或兩端點間為山丘所阻而不通視的定線。經(jīng)緯儀定線 當丈量距離的精度要求較高或測角量邊同時進行時，可直接用經(jīng)緯儀定線。儀器安置在一點后，瞄準另一點，然后固定照準部，在望遠鏡視線上，用標桿或測釬定出中間點。 三、一般精度距離丈量 所謂一般精度距離丈量(或一般精度量距)是指每丈量一尺段，只需準確到厘米級的丈量方法。根據(jù)地勢條件，分為平坦地面的距

4、離丈量和傾斜地面的距離丈量。平坦地面的距離丈量 此方法為量距的基本方法。丈量前，先將待測距離的兩個端點用木樁（樁頂釘一小釘）標志出來，清除直線上的障礙物后，一般由兩人在兩點間邊定線邊丈量。 為了校核和提高精度，一般要求進行往返測。最后，以往、返兩次丈量結(jié)果的平均值作為直線AB最終的水平距離。D=nl+l精度要求： 以往、返丈量距離之差的絕對值D與距離平均值D之比，并化為分子為1的分數(shù)，稱為相對誤差K，作為衡量距離丈量的精度，即 AB距離： D平均=(D往+D返)/2 相對誤差： 例：D往=159.980m， D返=160.020m 求：AB距離D平均及相對誤差K? 解： D平均=(D往+D返)

5、/2=160.000 (m)，D= D往-D返=-0.040 (m)， 相對誤差分母愈大，則K值愈小，精度愈高；反之，精度愈低。量距精度取決于使用的要求和地面起伏情況，在平坦地區(qū)，鋼尺量距一般方法的相對誤差一般不應(yīng)大于1/3000；在量距較困難的地區(qū)，其相對誤差也不應(yīng)大于1/1000。傾斜地面的距離丈量 平量法：在傾斜地面上量距時，若地面起伏不大，可將尺子拉成水平后進行丈量。 2.斜量法：當傾斜地面的坡度比較均勻或坡度較大時，可以沿斜坡丈量出A、B兩點間的斜距L，用經(jīng)緯儀測出直線AB的傾角，或A、B兩點的高差h，按下式計算直線AB的水平距離：四、鋼尺量距的精密方法 鋼尺量距的一般方法，精度不高

6、，相對誤差一般只能達到1/20001/5000。但在實際測量工作中，有時量距精度要求很高，如在建筑工地測設(shè)建筑方格網(wǎng)的主軸線，量距精度要求在1/10000以上，甚至要求更高。這時若用鋼尺量距，應(yīng)采用鋼尺量距的精密方法。 尺長方程式 由于鋼尺材料的質(zhì)量及刻劃誤差、長期使用的變形以及丈量時溫度和拉力不同的影響，其實際長度往往不等于其名義長度（即鋼尺上所標注的長度）。因此，量距前應(yīng)對鋼尺進行檢定。 尺長方程式正反映了鋼尺實際長度與名義長度的關(guān)系，其一般形式為：真長名義長尺長改正數(shù)膨脹系數(shù)：1.1510-5 1.2510-5/ 檢定時標準溫度（一般為20）使用時溫度鋼尺的檢定方法 鋼尺的檢定方法有與標

7、準尺比長和在已知長度的兩固定點間量距兩種方法。下面介紹與標準尺比長的方法。 例:設(shè)I號標準尺的尺長方程式為 lt=30+0.004+1.2010-530(t-20) (m) 被檢定的號鋼尺，其名義長度也是30m。比較時的溫度為24，當兩把尺子的末端刻劃對齊并施加標準拉力后，號鋼尺比I號標準尺短0.007m，根據(jù)比較結(jié)果，可以得出： lt=lt-0.007=30+0.004+1.2010-530(24-20)-0.007=30-0.002 (m) 故號鋼尺的尺長方程式為 lt=30-0.002+1.2010-530(t-24) (m) 由于不需考慮尺長改正數(shù)/因溫度升高而引起的變化，因此如將號鋼

8、尺的尺長方程式中的檢定溫度換算為20為準，則 lt=lt-0.007=30+0.004+1.2010-530(t-20)-0.007 =30-0.003+1.2010-530(t-20) (m)五、鋼尺量距的誤差及注意事項尺長誤差：鋼尺的名義長度與實際長度不符，產(chǎn)生尺長誤差。尺長誤差具有積累性，它與所量距離成正比。一般量距時無需考慮此項誤差。定線誤差：丈量時鋼尺偏離定線方向，將導致丈量結(jié)果偏大。溫度改正：鋼尺的長度隨溫度變化，丈量時溫度與標準溫度不一致，或測定的空氣溫度與鋼尺溫度相差較大，都會產(chǎn)生溫度誤差。一般量距時，盡可能在陰天進行。精度要求較高的丈量，應(yīng)進行溫度改正。拉力誤差：鋼尺有彈性，

9、受拉會伸長。一般量距時，保持將鋼尺拉平、拉穩(wěn)、拉直即可（大致15kg拉力）。尺垂曲與不水平誤差：鋼尺懸空丈量時中間下垂，稱為垂曲。一般量距時這項誤差可以忽略不計；鋼尺不水平的誤差可采用加傾斜改正的方法減小至忽略不計。丈量誤差：鋼尺端點對不準、測釬插不準、尺子讀數(shù)等引起的誤差都屬于丈量誤差，這種誤差由于人的感官能力所限而產(chǎn)生，也是誤差的一項主要來源。所以在量距時應(yīng)盡量認真操作，提高操作熟練程度，以減小量距誤差。鋼尺的維護及使用中注意事項在使用中，如果鋼尺出現(xiàn)卷曲，切不可用力硬拉，以免折斷；嚴防鋼尺被車碾壓而折斷或變形；不準將尺子沿地面拖拉。工作結(jié)束應(yīng)用軟布擦去尺上的泥和水，涂上機油以防生銹。第二

10、節(jié) 視距測量 視距測量是根據(jù)幾何光學原理，間接地同時測定地面上兩點間距離和高差的一種方法。 由于這種方法一般不受地形的限制，使用常規(guī)的水準儀、經(jīng)緯儀等儀器，操作方便以及觀測速度較快等優(yōu)點。雖然測距相對誤差僅有1/2001/300，但在精度要求不高的測繪工作中，得到應(yīng)用。在普通水準測量工作中用視距絲讀取視距，就是一例。 用裝有視距絲的測量儀器測距，被稱為普通視距測量。與視距測量相配套的尺子稱為視距尺。普通視距測量可用普通水準尺(或稱標尺)。橫基尺測距一、普通視距測量的原理和公式視準軸水平時的視距原理 如圖所示，儀器置于測站點A，使望遠鏡水平，照準B點上的視距尺，則尺上M、N兩點的實象m、n落在十

11、字絲平面上。由圖可以看出 mnFMNF，所以儀器中心到視距尺的距離為式中 f望遠鏡的焦距；p 視距絲的間隔(p=mn=mn)； l 視距絲在視距尺上截得尺間隔(稱為視距間隔)； 物鏡至儀器中心的距離。 對于普通測量儀器來說，在設(shè)計時就可以使f/p和(f+)為固定值。f/p稱為乘常數(shù)，以K表示(一般K=100)； (f+)稱為加常數(shù)，以C表示(一般C=0) 。這樣，上式就可以寫成 D=Kl+C=100l 只要利用上下絲在尺上讀出尺間隔l值，(即上、下絲讀數(shù)之差)，就可以很快求得儀器中心至視距尺的水平距離。 M、N兩點的高差： h=i-v視準軸傾斜時的視距原理 在地形起伏比較大的地區(qū)進行視距測量時

12、，視準軸處于傾斜位置，視距尺還是鉛垂地豎立在B點上，與視準軸不垂直。對于這種情況，為了推導出計算水平距離和高差的公式，設(shè)想視距尺繞E點旋轉(zhuǎn)一個角(為視準軸的豎直角)，使尺子與視準軸垂直，若以l表示上下絲在此尺上截得的尺間隔，有 l=MN=lcos 傾斜距離 D=Kl=Klcos 則可得 水平距離計算公式： 高差計算公式： 二、視距測量的觀測與計算將經(jīng)緯儀安置于A點，量取儀器高i，在B點豎立視距尺。盤左位置，轉(zhuǎn)動照準部精確瞄準B點視距尺，分別讀取上、中、下絲的讀數(shù)，算出尺間隔l。在實際操作中，還可以微動望遠鏡，將中絲對準vi附近，使上絲或下絲正好在視距尺某整刻度線上，從而直接讀出尺間隔l。使中絲

13、對準尺上儀器高讀數(shù)，即v=i；轉(zhuǎn)動豎盤指標水準管微動螺旋，使豎盤指標水準管氣泡居中，讀取豎盤讀數(shù)，計算豎直角。根據(jù)i、v、l、，計算并記錄計算成果。三、視距測量的誤差及注意事項作業(yè)前，應(yīng)檢驗校正儀器，校正豎盤指標差不超過1。讀數(shù)時注意消除視差，控制視距長度不要超過規(guī)范要求；上絲對準整分劃，立即估讀下絲。標尺傾斜對視距精度影響極大，在山區(qū)更為顯著。為了減小標尺傾斜的影響，應(yīng)在視距尺上安置圓水準器。風力較大使尺子抖動，對視距尺間隔l產(chǎn)生較大影響。為減少外界條件的不利影響，應(yīng)選擇有利的條件下觀測。第三節(jié) 光電測距 光電測距是以光電波作為載波，通過測定光電波在測線兩端點間往返傳播的時間來測量距離。在其

14、測程范圍內(nèi)，能測量任何可通過兩點間的距離，如高山之間，大河兩岸等。與傳統(tǒng)的鋼尺量距相比，具有精度高、速度快、靈活方便、受氣候和地形影響小等特點。南方測距儀 ND3000徠卡DI3000s測距儀電磁波測距儀的分類：1.按載波分2.按測程分 短程 15km 3.按精度（每千米測距中誤差）分 級：測程時N0，N無需確定，但測相精度一定，當測程較大時，測距精度將降低測距儀采用多頻率組合測距來求得N并保證測距精度 如：測定一段距離 l /2=10米測得結(jié)果為 3.682米 l /2=1000米測得結(jié)果為 573.6 米 兩個結(jié)果組合為 573.682米3.整周數(shù)N的確定方法五、成果整理5-3 電磁波測距

15、（ d1 + C ) + ( d2 + C ) = d3 + C C = d3 - d1 - d2（1）棱鏡常數(shù)改正 棱鏡等效反射面與棱鏡安置中心不一致（2）測距儀加常數(shù)改正 測距儀相位中心與儀器對中位置不一致1.斜距計算d1d2d3HdC = d H(n 1) n 為棱鏡玻璃的折射率光的傳播速度與氣壓、溫度有關(guān)，即測尺長度發(fā)生變化，所加改正數(shù)稱為氣象改正，與距離成正比。5-3 電磁波測距（4）氣象改正常用紅外測距氣象改正公式（3）測距儀乘常數(shù)改正：測距頻率發(fā)生偏移5-3 電磁波測距徠卡全站儀的氣象改正表（單位ppm ）相對濕度60%，以溫度C、氣壓mb 或海拔高m為索引2.距離歸算（1）水平

16、距離歸算5-3 電磁波測距（2）水平距離歸算到參考橢球面（3）參考橢球面化算到高斯平面ABHmabS1RmOS2hg大地水準面參考橢球面S1hDa5-3 電磁波測距Ym(km)1020304550100150160S2/S1 8100001200000190000140000132000181001360013170投影改正的大小Hm(m)50100200500800100015002000S1/S1 13700016400013200011300018000164001420013185高程改正的大小小 結(jié)鋼尺量距視距測量電磁波測距脈沖法測距相位法測距成果整理：斜距計算、距離歸算相位法測距原理080706050409545352515055“米”的由來 國際單位制的長度單位“米”(meter,metre)起源于法國。1790年5月由法國科學家組成的特別委員會，建議以通過巴黎的地球子午線全長的四千萬分之一作為長度單位米，1791年獲法國國會批準。17921799年，對法國敦克爾克至西班牙的巴塞羅那進行了測量。1799年根據(jù)測量結(jié)果制成一根35毫米25毫米短形截