第四章距離測(cè)量萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院孫曙光

距離測(cè)量的主要任務(wù)是測(cè)量水平距離。

水平距離是指地面上兩點(diǎn)垂直投影在同一水平面上的直線距離。距離測(cè)量的方法鋼尺量距光電測(cè)距儀測(cè)距視距測(cè)量萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院孫曙光第四章距離測(cè)量萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院孫曙光第一節(jié)鋼尺量距第二節(jié)光電測(cè)距儀第一節(jié)鋼尺量距萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院孫曙光一、量距的工具

1.鋼尺

根據(jù)尺的零點(diǎn)位置不同，有端點(diǎn)尺和刻線尺之分。

2.測(cè)桿

3.測(cè)釬

4.錘球、彈簧秤和溫度計(jì)萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院孫曙光二、直線定線

水平距離測(cè)量時(shí)，當(dāng)?shù)孛嫔蟽牲c(diǎn)間的距離超過一整尺長(zhǎng)時(shí)，或地勢(shì)起伏較大，一尺段無法完成丈量工作時(shí)，需要在兩點(diǎn)的連線上標(biāo)定出若干個(gè)點(diǎn)，這項(xiàng)工作稱為直線定線。按精度要求的不同，直線定線分為：目估定線經(jīng)緯儀定線萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院孫曙光目估定線方法：萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院孫曙光三、鋼尺量距的一般方法

1.平坦地面上的量距方法式中

n—整尺段數(shù)；

l—鋼尺長(zhǎng)度（m）；

q—不足一整尺的余長(zhǎng)（m）。萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院孫曙光

鋼尺量距時(shí)，一般還應(yīng)由B點(diǎn)量至A點(diǎn)進(jìn)行返測(cè)。

返測(cè)時(shí)應(yīng)重新進(jìn)行定線。

取往、返測(cè)距離的平均值作為直線AB最終的水平距離。式中

Dav——往、返測(cè)距離的平均值（m）；

Df——往測(cè)的距離（m）；

Db——返測(cè)的距離（m）。萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院孫曙光

量距精度通常用相對(duì)誤差K來衡量，相對(duì)誤差K應(yīng)化為分子為1的分?jǐn)?shù)形式。

相對(duì)誤差分母愈大,則K值愈小，精度愈高；反之，精度愈低。

在平坦地區(qū)，鋼尺量距一般方法的相對(duì)誤差一般不應(yīng)大于1/3000；在量距較困難的地區(qū)，其相對(duì)誤差也不應(yīng)大于1/1000。萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院孫曙光[解]例4-1

用30m長(zhǎng)的鋼尺往返丈量A、B兩點(diǎn)間的水平距離，丈量結(jié)果分別為：往測(cè)4個(gè)整尺段，余長(zhǎng)為9.98m；返測(cè)4個(gè)整尺段，余長(zhǎng)為10.02m。計(jì)算A、B兩點(diǎn)間的水平距離DAB及其相對(duì)誤差K。萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院孫曙光2.傾斜地面上的量距方法

（1）平量法ABDl1l2l3l4ABDl1l2l3l4萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院孫曙光

（2）斜量法ABLDhα萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院孫曙光四、鋼尺量距的精密方法

1.鋼尺檢定

鋼尺由于材料原因、刻劃誤差、長(zhǎng)期使用的變形以及丈量時(shí)溫度和拉力不同的影響，其實(shí)際長(zhǎng)度往往不等于尺上所標(biāo)注的長(zhǎng)度即名義長(zhǎng)度，因此，量距前應(yīng)對(duì)鋼尺進(jìn)行檢定。萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院孫曙光

（1）尺長(zhǎng)方程式經(jīng)過檢定的鋼尺，其長(zhǎng)度可用尺長(zhǎng)方程式表示。式中l(wèi)t—鋼尺在溫度t時(shí)的實(shí)際長(zhǎng)度（m）；

l0—鋼尺的名義長(zhǎng)度（m）；

Δl—尺長(zhǎng)改正數(shù)（m）；

α—鋼尺的膨脹系數(shù)，α=1.25×10-5m/1℃；

t0—鋼尺檢定時(shí)的溫度（℃）；

t—鋼尺使用時(shí)的溫度（℃）。萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院孫曙光

（2）鋼尺的檢定方法

鋼尺的檢定方法有與標(biāo)準(zhǔn)尺比較和在測(cè)定精確長(zhǎng)度的基線場(chǎng)進(jìn)行比較兩種方法。標(biāo)準(zhǔn)尺長(zhǎng)比較的方法:

將被檢定鋼尺與已有尺長(zhǎng)方程式的標(biāo)準(zhǔn)鋼尺相比較。

兩根鋼尺并排放在平坦地面上，都施加標(biāo)準(zhǔn)拉力，并將兩根鋼尺的末端刻劃對(duì)齊，在零分劃附近讀出兩尺的差數(shù)。

這樣就能夠根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)尺的尺長(zhǎng)方程式計(jì)算出被檢定鋼尺的尺長(zhǎng)方程式。萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院孫曙光

例4-2已知1號(hào)標(biāo)準(zhǔn)尺的尺長(zhǎng)方程式為被檢定的2號(hào)鋼尺，其名義長(zhǎng)度也是30m。比較時(shí)的溫度為24℃，當(dāng)兩把尺子的末端刻劃對(duì)齊并施加標(biāo)準(zhǔn)拉力后，2號(hào)鋼尺比1號(hào)標(biāo)準(zhǔn)尺短0.007m，試確定2號(hào)鋼尺的根尺長(zhǎng)方程式。[解]

2號(hào)鋼尺的尺長(zhǎng)方程式為：萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院孫曙光2.鋼尺量距的精密方法（1）準(zhǔn)備工作

1）清理場(chǎng)地

2）直線定線精密量距用經(jīng)緯儀定線。AABB12345萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院孫曙光萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院孫曙光

利用水準(zhǔn)儀，用雙面尺法或往、返測(cè)法測(cè)出各相鄰樁頂間高差。

3）測(cè)樁頂間高差16（2）丈量方法

人員組成：

兩人拉尺，兩人讀數(shù)，一人測(cè)溫度兼記錄，共5人。

丈量時(shí)，后尺手掛彈簧秤于鋼尺的零端，前尺手執(zhí)尺子的末端，兩人同時(shí)拉緊鋼尺，把鋼尺有刻劃的一側(cè)貼切于木樁頂十字線的交點(diǎn)，待達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)拉力時(shí)，由后尺手發(fā)出“預(yù)備”口令，兩人拉穩(wěn)尺子，由前尺手喊“好”。在此瞬間，前、后讀尺員同時(shí)讀取讀數(shù)，估讀至0.5mm，并計(jì)算尺段長(zhǎng)度。萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院孫曙光

前、后移動(dòng)鋼尺一段距離，同法再次丈量。

每一尺段測(cè)三次，讀三組讀數(shù)，由三組讀數(shù)算得的長(zhǎng)度之差要求不超過2mm，否則應(yīng)重測(cè)。

如在限差之內(nèi)，取三次結(jié)果的平均值，作為該尺段的觀測(cè)結(jié)果。

同時(shí)，每一尺段測(cè)量應(yīng)記錄溫度一次，估讀至0.5℃。

如此繼續(xù)丈量至終點(diǎn)，即完成往測(cè)工作。

完成往測(cè)后，應(yīng)立即進(jìn)行返測(cè)。萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院孫曙光尺段編號(hào)實(shí)測(cè)次數(shù)前尺讀數(shù)/m后尺讀數(shù)/m尺段長(zhǎng)度/m溫度/℃

高差/m溫度改正數(shù)/mm傾斜改正數(shù)/mm尺長(zhǎng)改正數(shù)/mm改正后尺段長(zhǎng)/mA-1129.43500.041029.3940+25.5+0.36+1.9-2.2+4.929.39762

510

580

9303

025

105

920平均29.39301-2129.9360

0.070029.8660+26.0+0.25+2.2-1.0+5.029.87142

400

755

6453

500

850

650平均29.86522-3129.9230

0.0175

29.9055

+26.5-0.66+2.3-7.3+5.029.90572

300

250

0503

380

315065平均29.90573-4129.9235

0.0185

29.9050+27.0-0.54+2.5-4.9+5.029.90832

305

255

0503

380

310070平均29.90574-B115.9755

0.0765

15.8990+27.5+0.42+1.4-5.5+2.615.89752

540

555

9853

805

810995平均15.8890總和134.9686+10.3-20.9+22.5134.9805*萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院孫曙光16（3）成果計(jì)算

將每一尺段丈量結(jié)果經(jīng)過尺長(zhǎng)改正、溫度改正和傾斜改正改算成水平距離，并求總和，得到直線往測(cè)、返測(cè)的全長(zhǎng)。

往、返測(cè)較差符合精度要求后，取往、返測(cè)結(jié)果的平均值作為最后成果。萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院孫曙光

1）尺段長(zhǎng)度計(jì)算

根據(jù)尺長(zhǎng)、溫度改正和傾斜改正，計(jì)算尺段改正后的水平距離。

尺長(zhǎng)改正：

溫度改正：

傾斜改正：

尺段改正后的水平距離：萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院孫曙光

例4-3已知鋼尺的名義長(zhǎng)度l0=30m，實(shí)際長(zhǎng)度l'=30.005m，檢定鋼尺時(shí)溫度t0=20℃，鋼尺的膨脹系數(shù)α=1.25×10－5。A～1尺段，l=29.3930m，t=25.5℃，hAB=+0.36m，計(jì)算尺段改正后的水平距離。萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院孫曙光[解]萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院孫曙光

2）計(jì)算全長(zhǎng)

將各個(gè)尺段改正后的水平距離相加，便得到直線AB的往測(cè)水平距離。在本例中

往測(cè)的水平距離Df為：

返測(cè)的水平距離Db為：取平均值作為直線AB的水平距離DAB：萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院孫曙光萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院孫曙光

相對(duì)誤差如果在限差以內(nèi)，則取其平均值作為最后成果。若相對(duì)誤差超限，應(yīng)返工重測(cè)。其相對(duì)誤差為：五、鋼尺量距的誤差及注意事項(xiàng)

1.尺長(zhǎng)誤差

新購置的鋼尺必須經(jīng)過檢定，以便進(jìn)行尺長(zhǎng)改正。

2.定線誤差

當(dāng)待測(cè)距離較長(zhǎng)或精度要求較高時(shí)，應(yīng)用經(jīng)緯儀定線。

3.拉力誤差

精密量距時(shí)，必須使用彈簧秤。萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院孫曙光

垂曲誤差會(huì)使量得的長(zhǎng)度大于實(shí)際長(zhǎng)度，故在鋼尺檢定時(shí)，亦可按懸空情況檢定，得出相應(yīng)的尺長(zhǎng)方程式。在成果整理時(shí)，按此尺長(zhǎng)方程式進(jìn)行尺長(zhǎng)改正。

4.鋼尺垂曲誤差

5.鋼尺不水平的誤差

用平量法丈量時(shí)，鋼尺不水平，會(huì)使所量距離增大。因此，用平量法丈量時(shí)應(yīng)盡可能使鋼尺水平。

精密量距時(shí)，測(cè)出尺段兩端點(diǎn)的高差，進(jìn)行傾斜改正，可消除鋼尺不水平的影響。萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院孫曙光

6.丈量誤差

在量距時(shí)應(yīng)盡量認(rèn)真操作，以減小丈量誤差。

7.溫度改正

精度要求較高的丈量，應(yīng)進(jìn)行溫度改正，并盡可能用點(diǎn)溫計(jì)測(cè)定尺溫，或盡可能在陰天進(jìn)行，以減小空氣溫度與鋼尺溫度的差值。萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院孫曙光第二節(jié)光電測(cè)距儀萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院孫曙光

光電測(cè)距是以光波作為載波，通過測(cè)定光電波在測(cè)線兩端點(diǎn)間往返傳播的時(shí)間來測(cè)量距離。

與傳統(tǒng)的鋼尺量距相比，具有測(cè)程遠(yuǎn)、精度高、作業(yè)速度快和受地形限制少等特點(diǎn)。

光電測(cè)距儀按其測(cè)程可分為短程光電測(cè)距儀（2km以內(nèi)）、中程光電測(cè)距儀（3～15km）和遠(yuǎn)程光電測(cè)距儀（大于15km）。

按其采用的光源可分為激光測(cè)距儀和紅外測(cè)距儀等。萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院孫曙光ABD一、光電測(cè)距原理可在A點(diǎn)安置能發(fā)射和接收光波的光電測(cè)距儀，在B點(diǎn)設(shè)置反射棱鏡。光電測(cè)距儀發(fā)出的光束經(jīng)棱鏡反射后，又返回到測(cè)距儀。通過測(cè)定光波在AB之間傳播的時(shí)間t，根據(jù)光波在大氣中的傳播速度c，按下式計(jì)算距離D：萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院孫曙光

光電測(cè)距儀測(cè)定時(shí)間t的方式一般采用相位式。萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院孫曙光二、光電測(cè)距儀操作與使用

1.安置儀器

先在測(cè)站上安置好經(jīng)緯儀，對(duì)中、整平后，將測(cè)距儀主機(jī)安裝在經(jīng)緯儀支架上，用連接器固定螺絲鎖緊，將電池插入主機(jī)底部、扣緊。

在目標(biāo)點(diǎn)安置反射棱鏡，對(duì)中、整平，并使鏡面朝向主機(jī)。萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院孫曙光2.觀測(cè)垂直角、氣溫和氣壓

用經(jīng)緯儀十字橫絲照準(zhǔn)覘板中心，測(cè)出垂直角α。

同時(shí)，觀測(cè)和記錄溫度和氣壓計(jì)上的讀數(shù)。

觀測(cè)垂直角、氣溫和氣壓，目的是對(duì)測(cè)距儀測(cè)量出的斜距進(jìn)行傾斜改正、溫度改正和氣壓改正，以得到正確的水平距離。萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院孫曙光3.測(cè)距準(zhǔn)備

按電源開關(guān)鍵“PWR”開機(jī)，主機(jī)自檢并顯示原設(shè)定的溫度、氣壓和棱鏡常數(shù)值，自檢通過后將顯示“good”。

若修正原設(shè)定值，可按“TPC”鍵后輸入溫度、氣壓值或棱鏡常數(shù)（一般通過“ENT”鍵和數(shù)字鍵逐個(gè)輸入）。

一般情況下，只要使用同一類的反光鏡，棱鏡常數(shù)不變，而溫度、氣壓每次觀測(cè)均可能不同，需要重新設(shè)定。萊蕪職