1、測量距離測量2022/9/22第四章 距離測量1第1頁，共55頁，2022年，5月20日，12點26分，星期四2022/9/22第四章 距離測量2第四章 距離測量內容要求：1掌握鋼尺量距2理解鋼尺量距誤差3熟練掌握視距測量4理解電磁波測距重點講授：鋼尺量距視距測量電磁波測距。第2頁，共55頁，2022年，5月20日，12點26分，星期四2022/9/22第四章 距離測量3第四章 距離測量4.1 鋼尺量距1、量距工具2、直線定線3、量具方法4、鋼尺量距成果整理5、鋼尺檢定第3頁，共55頁，2022年，5月20日，12點26分，星期四2022/9/22第四章 距離測量44.1鋼尺量距相關概念：在測

2、區面積不大的情況下（半徑小于10km的范圍），可以不考慮地球曲率的影響，用水平面代替水準面。 兩點間連線垂直投影在水平面上的長度稱為水平距離。地面上兩點間的距離是指這兩點沿鉛垂線方向在大地水準面上投影點間的弧長。第4頁，共55頁，2022年，5月20日，12點26分，星期四2022/9/22第四章 距離測量54.1鋼尺量距直線量距的一般方法直接量距：用長度標準直接與被測距離比較，從而獲得被測距離長度。（皮尺、鋼尺、銦瓦基線尺） 。間接量距：根據已知條件，依據一定的關系式間接推算出被測距離。（視距測量、視差法測距、物理測距）第5頁，共55頁，2022年，5月20日，12點26分，星期四2022/

3、9/22第四章 距離測量6直線量距的精度及其適用范圍 方法 精度 適用范圍4.1鋼尺量距1、步測法1/50野外踏勘、選點和小比例尺地形圖的測繪2、視距法 3、鋼尺一般量距4、鋼尺精密量距5、激光紅外測距儀1/2001/300地形測量中的碎部測量1/20001/3000導線測量，一般建筑軸線丈量1/50001/2萬精密導線測量，工業廠房主要軸線的測量測程：2KM20KM精度：(3mm+2PPM)第6頁，共55頁，2022年，5月20日，12點26分，星期四2022/9/22第四章 距離測量74.1.1 量距工具鋼尺量距： 是利用具有標準長度的鋼尺直接測量地面兩點間的距離，又稱距離丈量。量距常用的

4、工具有：測繩、皮尺、 鋼尺、因瓦尺。測纖、花桿、 垂球、彈簧稱 和溫度計。第7頁，共55頁，2022年，5月20日，12點26分，星期四2022/9/22第四章 距離測量84.1.2 直線定線直線定線 將待測距離上的分段點標定在同一條直線上的工作。量定線的目的：保證待測距離的直線性定線的方法：花桿目視定線經緯儀正倒鏡分中法第8頁，共55頁，2022年，5月20日，12點26分，星期四2022/9/22第四章 距離測量94.1.2 直線定線直線定線的實施在兩點間定線；在兩點的延長線上定線；兩點不通視時的定線：逐漸趨近法。第9頁，共55頁，2022年，5月20日，12點26分，星期四2022/9/

5、22第四章 距離測量10量距方法平坦地面的距離丈量 D = nL0 + L0在平坦地面丈量距離時，可把尺子放在地面上逐段進行 丈量至少往返測各一次。量距精度以相對誤差表示，并將其換算為分子為1的分數形式，精度一般不低于1/3000|往測 返測 | / 往返均值 = 1 / MAB第10頁，共55頁，2022年，5月20日，12點26分，星期四2022/9/22第四章 距離測量11量距方法平坦地面測量算例： 整尺段數為3，余長: 往測24.890m,返測24.840m D = nL0 + L0 往測距離為：174.890m 返測距離為：174.840m 平均距離為：174.865m相對誤差：|往

6、測 返測|/往返均值=1/M |174.890-174.840|/174.865=1/3500 AB第11頁，共55頁，2022年，5月20日，12點26分，星期四2022/9/22第四章 距離測量12量距方法傾斜地面的距離丈量平量法 如果地面起伏不大，丈量時將尺子一端抬高，并用目估法使尺子大致水平，然后用測釬（或垂球）將尺子的端點投到地面上。將量得的各段水平距離求和即為所量距離。第12頁，共55頁，2022年，5月20日，12點26分，星期四2022/9/22第四章 距離測量13量距方法傾斜地面的距離丈量斜量法 當坡度變化均勻時，AB的斜距L，測出地面的傾角，則水平距離l為： l=Lcos。

7、如果未測傾角，而是測定了A、B兩點間的高差h，按直角三角形計算。第13頁，共55頁，2022年，5月20日，12點26分，星期四2022/9/22第四章 距離測量14量距方法數據處理誤差計算： 往、返測較差：D=D往D返 往、返測相對較差：容許相對較差： 測規鐵路城市公路容許相對較差1/20001/3000平地：1/3000山地：1/1000第14頁，共55頁，2022年，5月20日，12點26分，星期四2022/9/22第四章 距離測量15量距方法數據處理若達到精度,所測距離最終值為： 第15頁，共55頁，2022年，5月20日，12點26分，星期四2022/9/22第四章 距離測量16量距

8、方法精密量距適用范圍： 精度要求1/10000以上時距離測量。量距方法： 清理現場、經緯儀架設在A點，瞄準B點。 在經緯儀視線上依次定出比鋼尺一整尺段略短的尺段，并打上木樁，木樁上標“十”字。第16頁，共55頁，2022年，5月20日，12點26分，星期四2022/9/22第四章 距離測量17量距方法精密量距量距方法： 兩人拉尺，后司尺用彈簧稱控制拉力，兩人同時讀數，要求讀至0.5mm ，一人指揮。 每尺段移動鋼尺前后位置三次，三次測量結果之差不超過23mm，并記錄現場溫度至0.5 。 用水準儀測量尺段間木樁頂高差、往返高差不超過10mm。第17頁，共55頁，2022年，5月20日，12點26

9、分，星期四2022/9/22第四章 距離測量18鋼尺量距數據整理尺長改正： 鋼尺名義長度l0 、實際長度l則整尺段的尺長改正數：l = l l0 任一長度l的尺長改正數： Ld = （ l / l0 ）L 溫度改正 lt = （t-t0 ）l，其中：為鋼尺膨脹系數,0.0000125/t為野外量距時溫度。t0 為 檢定鋼尺時的溫度。第18頁，共55頁，2022年，5月20日，12點26分，星期四2022/9/22第四章 距離測量194.1.4 鋼尺量距數據整理傾斜改正：lh = d - l ，其中：高差為h,斜距為l，h2=l2d2=(ld)(l+d)，ld=h2/（l+d）；由于lh，ld，

10、所以：lh = -(h2 / 2l)水平距離d= l + ld + lt + lh第19頁，共55頁，2022年，5月20日，12點26分，星期四2022/9/22第四章 距離測量204.1.5 鋼尺檢定由專門的計量單位在專門的鋼尺檢定場進行檢定，得到在標準溫度、標準拉力下的實際鋼尺長度。最終以鋼尺方程式的形式表示出來。尺長方程式 lt = l0 + ld + l0 (t-t0)第20頁，共55頁，2022年，5月20日，12點26分，星期四2022/9/22第四章 距離測量21第四章 距離測量4.2 鋼尺量距誤差及注意事項第21頁，共55頁，2022年，5月20日，12點26分，星期四202

11、2/9/22第四章 距離測量224.2鋼尺量距的誤差及注意事項1、定線誤差2、尺長誤差3、溫度測定誤差4、鋼尺傾斜誤差5、拉力不均誤差6、鋼尺對準及讀數誤差第22頁，共55頁，2022年，5月20日，12點26分，星期四2022/9/22第四章 距離測量23第四章 距離測量4.3 視距測量1、視距測量原理2、視線水平時視距測量公式3、視線傾斜時視距測量公式4、視距常數測定5、視距測量誤差及注意事項第23頁，共55頁，2022年，5月20日，12點26分，星期四2022/9/22第四章 距離測量244.3.1 視距測量原理原理：利用望遠鏡中的視距絲裝置(上、下絲)，根據幾何光學原理，同時測定地面

12、兩點間的水平距離和高差的方法。特點：操作簡單、快速，受地形條件限制小，量距精度為1/2001/300，但能滿足地形測量中碎部測量的精度要求。第24頁，共55頁，2022年，5月20日，12點26分，星期四2022/9/22第四章 距離測量25視線水平時視距測量計算公式ABnmnDFNMpdfnmm 儀器中心至物鏡光心的距離，常數值 物鏡焦距，常數值 焦點至水準尺的距離，變量第25頁，共55頁，2022年，5月20日，12點26分，星期四2022/9/22第四章 距離測量26視線水平時視距測量計算公式 上、下十字絲的間隔，常數值 上、下十字絲在水準尺上的讀數差，觀測值mnmnABDFNMpdfl

13、nm第26頁，共55頁，2022年，5月20日，12點26分，星期四2022/9/22第四章 距離測量27 視線水平時視距測量計算公式對于內調焦望遠鏡，一般有K=100, C=0第27頁，共55頁，2022年，5月20日，12點26分，星期四2022/9/22第四章 距離測量28 視線水平時視距測量計算公式i 儀器高v 中橫絲在尺上的讀數mnmniABDFNMpdfvlhnm第28頁，共55頁，2022年，5月20日，12點26分，星期四2022/9/22第四章 距離測量29 視線傾斜時視距測量計算公式DAN BM DlMN第29頁，共55頁，2022年，5月20日，12點26分，星期四202

14、2/9/22第四章 距離測量30 視線傾斜時視距測量計算公式ODMQNBAJN lDM 第30頁，共55頁，2022年，5月20日，12點26分，星期四2022/9/22第四章 距離測量31 視線傾斜時視距測量計算公式第31頁，共55頁，2022年，5月20日，12點26分，星期四2022/9/22第四章 距離測量32 視線傾斜時視距測量計算公式h 初算高差，在QJO中，h =D tgiODMQNBAvJhhN lDM 第32頁，共55頁，2022年，5月20日，12點26分，星期四2022/9/22第四章 距離測量334.3.4 視距測量方法測量步驟:安置儀器量儀高i 上、中、下三絲讀數(l

15、、v) 豎盤水準管氣泡居中，豎盤讀數(L) 計算、D、h計算公式（使用順時針刻劃豎盤的經緯儀，當 x=0時，）第33頁，共55頁，2022年，5月20日，12點26分，星期四2022/9/22第四章 距離測量34第四章 距離測量4.4 電磁波測距1、電磁波測距儀分類2、光電測距儀測距基本原理3、相位式光電測距儀4、距量測量的步驟5、全站儀及其使用6、全站儀使用注意事項第34頁，共55頁，2022年，5月20日，12點26分，星期四2022/9/22第四章 距離測量354.4.1 電磁波測距儀分類按載波分為： 微波測距儀：采用微波段的無線電波作為載波； 光電測距儀：采用光波作為載波，又分為以下兩

16、類：激光測距儀：用激光作為載波；紅外測距儀：用紅外光作為載波。第35頁，共55頁，2022年，5月20日，12點26分，星期四2022/9/22第四章 距離測量364.4.1 電磁波測距儀分類按測定時間方式的不同分為： 脈沖式測距儀； 相位式測距儀。光電測距儀按測程可分為： 短程測距儀：測程小于3km，用于普通工程測量和城市測量； 中程測距儀：測程為3km15km，通常用于一般等級控制測量； 長程測距儀：測程大于15km，通常用于國家三角網及特級導線。第36頁，共55頁，2022年，5月20日，12點26分，星期四2022/9/22第四章 距離測量374.4.1 電磁波測距儀分類按儀器的標稱精

17、度指標分級 儀器的標稱精度表達式為：I級：mD 5mm II級：5mD 10mm 級：10mD 20mm第37頁，共55頁，2022年，5月20日，12點26分，星期四2022/9/22第四章 距離測量384.4.2 光電測距儀測距基本原理基本原理：ADBn為光在大氣中光的折射率第38頁，共55頁，2022年，5月20日，12點26分，星期四2022/9/22第四章 距離測量394.4.3 相位式光電測距儀原理框圖：第39頁，共55頁，2022年，5月20日，12點26分，星期四2022/9/22第四章 距離測量404.4.3 相位式光電測距儀相位示意圖 ：第40頁，共55頁，2022年，5月

18、20日，12點26分，星期四2022/9/22第四章 距離測量414.4.3 相位式光電測距儀相位法測距的基本公式 ：將及代入得：將t代入得：DC*t/22ft t / 2f c/f平坦地面的距離丈量 D = nL0 + L0第41頁，共55頁，2022年，5月20日，12點26分，星期四2022/9/22第四章 距離測量424.4.3 相位式光電測距儀相位法測距的基本原理上式與鋼尺量距公式相比， /2相當于尺長，N為整尺段， （/2）* N為余尺長。因此我們稱/2為“光測尺”。由于相位計只能分辨出02之間的相位變化，面不能測出整周期相位數N，同時相位計的精度一般為1/1000，因此若選用波長

19、大的波，則無法保證精度要求，若采用波長短的波，則無法測量長的距離。第42頁，共55頁，2022年，5月20日，12點26分，星期四2022/9/22第四章 距離測量434.4.3 相位式光電測距儀相位法測距的基本原理為解決這一問題，在測距儀上通常采用多個波長進行測距。用短尺測定精確的小數。用長尺測定距離的大數。第43頁，共55頁，2022年，5月20日，12點26分，星期四2022/9/22第四章 距離測量444.4.4 距量測量的步驟1、將測距儀和反射鏡分別安置于待測距離的兩端，仔細地對中。2、測距儀接通電源后照準反射鏡，檢查經反射鏡反回的光強信號，合乎要求后即可開始測距。為避免錯誤和減少照

20、準誤差的影響，可進行若干個測回的觀測。第44頁，共55頁，2022年，5月20日，12點26分，星期四2022/9/22第四章 距離測量454.4.4 距量測量的步驟3、測距讀數值記入手簿中，接著觀測豎直角并記入手簿的相應欄內。4、由溫度計和氣壓計讀取大氣溫度和氣壓值。5、按氣溫和氣壓進行氣象改正，按測線的豎直角進行傾斜改正，最后求得測線的水平距離。第45頁，共55頁，2022年，5月20日，12點26分，星期四2022/9/22第四章 距離測量464.4.5 測距成果的整理(1)儀器系統誤差的改正包括加常數改正、乘常數改正和周期誤差的改正。(2)電磁波在大氣中傳輸時受氣象條件的影響很大，因而

21、要進行氣象改正。(3)歸算改正主要有傾斜改正、歸算至參考橢球面的改正和投影到高斯平面上的改正等。第46頁，共55頁，2022年，5月20日，12點26分，星期四2022/9/22第四章 距離測量474.4.6 全站儀及其使用全站儀簡介：全站儀，即全站型電子速測儀（Electronic Total Station），它是由電子測角、電子測距、電子計算和數據存儲單元等組成的三維坐標測量系統，測量結果能自動顯示，并能與外圍設備交換信息的多功能測量儀器。第47頁，共55頁，2022年，5月20日，12點26分，星期四2022/9/22第四章 距離測量484.4.6 全站儀及其使用全站儀簡介：全站儀較完

22、善地實現了測量和處理過程的電子化和一體化，因此得到了廣泛的應用。其基本功能是在儀器照準目標后，通過微處理器的控制，能自動完成測距，水平方向和天頂距讀數、觀測數據的顯示、存儲。第48頁，共55頁，2022年，5月20日，12點26分，星期四2022/9/22第四章 距離測量494.4.6 全站儀及其使用全站儀（圖）第49頁，共55頁，2022年，5月20日，12點26分，星期四2022/9/22第四章 距離測量504.4.6 全站儀及其使用全站儀觀測數據的記錄方式：通過電纜，將儀器的數據傳輸接口和外接的記錄器連接起來，數據直接存儲在外接的記錄器中；利用儀器內部的大容量內存，記錄數據；采用插入式數據記錄卡。 第50頁，共55頁，2022年，5月