工程测量教案4章_距离测量1.ppt

方法——钢尺、视距、电磁波和GPS测量 §4.1 钢尺量距 (1) 量距工具 1) 钢尺——长度20m，30m，50m 端点尺与刻线尺 2) 辅助工具 (2) 直线定线 确定分段点在待量直线上 1) 目测定线 2) 经纬仪定线 (3) 钢尺量距的一般方法 1) 平坦地面距离丈量 先量整尺段长，最后量余长 DAB=n×尺段长+余长 往、返丈量，返测重新定线 往、返量距相对误差K=|DAB－DBA|/D≤1/3000 例—— DAB=162.73m， DBA=162.78m 相对误差K=|162.73－162.78|/162.755=1/3255 1/3000 2) 倾斜地面距离丈量 ① 平量法——吊垂球线投影 ② 斜量法——量斜距，测高差或竖角化算平距 D=S cosα=√S2－h2 (4) 钢尺量距精密方法 一般方法相对误差——1/1000~1/5000 精密方法相对误差——1/10000~1/40000 主要工具——钢尺、弹簧秤、温度计、尺夹等 检验钢尺——尺长方程式 量距时用弹簧秤施加鉴定时的拉力(15kg) 距离——加温度与尺长改正 (5) 钢尺量距误差分析 1) 尺长误差——钢尺名义长与实际长不符误差 ——累积性，量距越长，误差越大 2) 温度误差——温度变化1℃，量距30m——0.4mm 3) 钢尺倾斜和垂曲误差 地面不平，钢尺不水平、中间下垂成曲线 所量长度＞实际长度，悬空丈量，中间有人托钢尺 4) 定线误差 量距为一组折线，丈量结果偏大 量距30m，偏差0.25m时，量距偏大1mm 5) 拉力误差 钢尺丈量拉力应与检定拉力相同 拉力变化——2.6kg，尺长改变——1mm 6) 丈量误差 插测钎不准，前、后尺手配合不佳，余长读数不准 丈量中应尽量准确对点，配合协调 §4.2 视距测量 望远镜十字丝分划板视距丝，厘米分划视距标尺 光学原理测定两点——距离、高差 视距测量相对误差——1/300，低于钢尺量距 测定高差精度低于水准测量 主要用途——地形测量的碎部测量 (1) 视准轴水平的视距公式 l——视距间隔 相似原理：d/f=l/p，d= lf/p=Kl，K=f/p，K=100 D=d+f+δ=Kl+C，C= f+δ 相对于Kl，C一般很小，忽略不计，D≈Kl 例：D=Kl=100(1.385－1.188)=19.7m 高差：hAB=i－v (2) 视准轴倾斜时视距公式 l’=l cosα，S=Kl’=Kl cosα D=Scosα=Klcos2α h’= Ssinα=Klcosαsinα=0.5Klsin2α=Dtanα h+v=h’+i，h= h’+i－v=0.5KLsin2α+i－v= Dtanα+i－v [例4-1] HA=35.32m，i=1.39m， 上、下丝读数为1.264m，2.336m， 盘左竖盘读数L=82°26′00″，竖盘指标差x=1′ 求两点间平距和高差 [解]：视距间隔——l=2.336－1.264=1.072m 竖角——α =90°－82°26′00″+1′=7°35′ 平距——D= Klcos2α=105.33m 中丝——v=(上丝+下丝)/2=1.8m 高差——h= Dtanα+i－v=+13.61m B点高程——HB=35.32+13.61=48.93m (3) 视距测量误差分析 1) 读数误差 S=Kl’，视距间隔l的读数误差被扩大100倍 读数误差——lmm，对距离的影响——0.lm 读数前消除视差，上、下丝读数同时进行 视距测量距离不能太长 量距越长，标尺1cm分划长度 在望远镜十字丝分划板的成像长度越小，误差越大 2) 标尺不竖直误差 标尺偏离铅垂线方向dα角时，对水平距离的影响 目估立标尺竖直误差——dα=1° Kl=100m，α=5°，dD=0.15m α=30°，dD=0.76m 结论——标尺倾斜对测定水平距离的影响 随视准轴竖直角的增大→增大 山区测量应特别注意将标尺竖直 3) 竖直角观测误差 对水平距离的影响较小，主要影响高差 Kl=100m，dα= 1′， α=5°，dD=0.03m 4) 大气折光影响 近地面大气折光——视线弯曲 日光照射、大气湍流——成像晃动 风力使标尺摇动 视距测量 不使视线太贴近地面 成像晃动剧烈或风力较大——停止观测 阴天且有微风——最有利观测气象条件 §4.3 电磁波测距 电磁波测距(Electro-magnetic Distance Measuring) ——EDM 电磁波(光波或微波)作载波——传输测距信号 间接测量两点距离 §4.3.1 光电测距仪基本原理 测量光波在待测距离往、返传播一次所需时间t2D D=0.5Ct2D，C——大气