工程测量4距离测量.ppt

第四章 距离测量 * * 4.1距离测量概述 距离测量是测量工作的基本工作之一，所谓距离是指两点间的水平长度。如果测得的是倾斜距离，还必须改算为水平距离。按照所用仪器、工具的不同，测量距离的方法有卷尺直接量距、光电测距仪和光学视距法测距等。 4.2卷尺量距 卷尺量距是利用具有标准长度的卷尺直接量测地面两点间的距离，又称为距离丈量。卷尺量距时，根据不同的精度要求所用的工具和方法也不同。 一、钢卷尺、皮尺和丈量工具 ⒈钢尺——最高精度可达1/1万。 尺宽10～15mm。长度20m、30m、50m等。 有三种分划：①基本分划为厘米；②厘米(在尺端10cm内为毫米分划)；③毫米分划。 尺的零点位置——①刻线尺，②端点尺； ⒉皮尺——用麻皮制成，精度低，只用于精度要求不高的距离丈量。 ⒊因瓦尺——镍铁合金制成，线状，直径1.5mm，长度24m,尺身无分划和数字注记，尺两端各连一个三棱形的分划尺，长8cm,最小分划1mm。全套由4根主尺，一根辅尺组成。精度高，1/100万，用于精密量距。 ⒋辅助工具——测钎、花杆、垂球、弹簧秤和温度计。 二、直线定向 将所量尺段标定在待测二点间一条直线上的工作称为直线定线。 ⑴目视定线——一般量距用目视定线。 ⑵经纬仪定线——精密量距应用经纬仪定线。 三、量距方法 钢尺量距一般采用整尺法量距，精密量距用串尺法量距。根据不同地形可采用水平量距法和倾斜量距法 ⑴平坦地区量距——量距精度不高时可采用整尺法量距，直接将钢尺沿地面丈量，不用加温度改正和用弹簧秤标定施加拉力。D=nl+Δl ⑵倾斜地面距离丈量——视地形情况可用水平量距法或倾斜量距法。 为了提高精度，一般采用往返丈量。 量距精度以相对误差表示，通常化为分子为1的分数形式： K=|D往-D返|/D平均=1/M M=D平均/|ΔD| 两点间水平距离为：D=1/2(D往＋D返) 平坦地区钢尺量距相对误差不应大于1/3000；在困难地区相对误差不应大于1/1000。 ⑶ 精密量距 当量距精度要求在1/1万以上时，要用精密量距方法，精密量距前要先清理场地。 ①定线——经纬仪定线、钢尺概量，打木桩、划线。 ②量距——用检定过的钢尺丈量相邻两木桩之间的距离。每尺段要移动钢尺位置丈量三次，三次测得的结果的较差视 不同要求而定，一般不得超过2～3mm，否则要重量。若在限差以内，则取平均值。作为此尺段的观测成果。标准拉力(30m尺子，100N)。测记温度，估读到0.5℃。 往返测，丈量次数视量边精度要求而定 ③测量桩顶高程——往返观测，往返所测高差之差，不超过±10mm,如在限差之内，取平均值作为观测成果。 这种量距法称为串尺法量距。 四、钢尺量距成果整理 精密量距中，每一尺段需进行尺长改正、温度改正及倾斜改正，求出改正后的尺段长度。 ⑴尺长改正 钢尺名义长度l0一般和实际长度不相等，每量一段都需加入尺长改正。在标准拉力、标准温度下经过检定实际长度为l’，其差值Δl为整尺段的尺长改正，即 Δl=l’-l0 任一长度l尺长改正公式为： Δld=Δl×l/l0 (4-3) ⑵温度改正 设钢尺在检定时的温度为t0℃，丈量时的温度为t℃，钢尺的线膨胀系数α(一般为0.0000125/℃)。则某尺段l的温度改正为： Δlt=α(t-t0)l (4-4) ⑶倾斜改正 设沿地面量斜距为l，测得高差为h,换成平距d要进行倾斜改正 每一尺段改正后的水平距离为： (4-5) (4-6) 五、钢尺检定 由于钢尺制造误差，以及长期使用产生的变形使得钢尺名义长度和实际长度不一样，因此在精密量距前必须对钢尺进行检定。 钢尺检定室应是恒温室，一般用平台法。将钢尺放在长度为30m(或50m)的水泥平台上，平台二端安装有施加拉力的拉力架。给钢尺施加标准拉力(100N)，然后用标准尺量测被检定钢尺，得到在标准温度、标准拉力下的实际长度，最后给出尺长随温度变化的函数式，称为尺长方程式。 4.3钢尺量距误差及注意事项 影响钢尺量距精度的因素很多，主要有定线误差、尺长误差、温度测定误差、钢尺倾斜误差、拉力不均误差、钢尺对准误差、读数误差等。现择其主要者讨论如下。 lt=l0+Δld+α(t-t0)l0 (4-7) ⑴定线误差 在量距时由于钢尺没有准确地安放在待量距的直线方向上，所量的是折线而不是直线，造成量距结果偏大，如图4-4所示。 ⑵尺长误差 钢尺名义长度与实际长度之差产生的尺长误差对量距的影响，是随着距离的增加而增加的。在高精度量距时应加尺长改正，并要求钢尺检定误差1mm。 ⑶温度测定误差 据钢尺温度改正公式Δlt=α(t-t0)l，当温度引起的误差为1/30000时，温度测量误差不应超出±