第4章距离测量.ppt
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1、4. 距离测量与直线定向,4.1 钢尺量距,4.3 光电测距,4.2 视距测量,4.4 测距方法的比较,4.5 直线定向,4.1 钢尺量距,4.1.1 量距的基本概念 4.1.2 一般钢尺量距 4.1.3 精密钢尺量距 4.1.4 钢尺量距的误差及注意事项,4.1.1 量距的基本概念,1. 定义: 两标志点之间的水平直线长度。 2. 方法: a. 步测量距; b. 钢尺量距; c. 视距测量; d. 光电测距。,3.认识钢尺,4. 钢尺量距的分类: 一般钢尺量距、精密钢尺量距,4.1.2 一般钢尺量距,1. 目估定线(以整尺段进行分段),2. 量距,DAB = nl + q,DAB =(l2
2、h2)1/2 或 DAB = l +lh = l h2/2l,3. 成果计算 往、返丈量,则 K= |D往-D返| / D平均 对于一般钢尺量距, 如果在平坦地区,要求K1/3000; 如果在量距困难地区,要求K1/1000。 超限须重测! 注意K的形式!(分子为1的分数形式,分母取整100。),4. 例题 距离AB,往测时为155.632m,返测时为155.594m,求量距的相对精度K。 K= |D往-D返| / D平均 |D往-D返| = 0.038m D平均 = 155.613m K= 0.038 / 155.613 1 / 4095.078947 则取:K=1/4100? or 1/4
3、000? 注意:取:K=1/4000 原因?,4.1.3 精密钢尺量距,一般钢尺量距K:1/10001/5000; 精密钢尺量距K:1/10 0001/40 000; 一般钢尺量距所用仪器工具: 钢尺、花杆、测钎; 精密钢尺量距所用仪器工具: 钢尺、花杆、测钎、木桩、铁锤、钉子、经纬仪、水准仪、弹簧秤、温度计。,4.1.3 精密钢尺量距,1. 钢尺检定 精密钢尺量距时必须对所量距离施加尺长改正、温度改正,即用钢尺的实际长度。其实际长度用尺长方程式表示,它的一般形式为: l t = l + l + a l( t - t0 ) 式中: lt钢尺在温度t时的实际长度; l钢尺上所刻的长度,即名义长度
4、; l尺长改正数,即钢尺在温度t0时的改正数; 钢尺的膨胀系数,值约为11.610-612.510-6; t0钢尺检定时的温度; t钢尺使用时的温度。,2. 经纬仪定线,3. 量距,4. 测定相邻桩顶的高差 5. 成果计算 K= |L往-L返| / L平均 (1)尺长改正 ld = (l l0 ) / l0) l (2)温度改正 lt = (t t0 ) l (3)高差改正 lh = h2/2l D = l平均+ ld + lt + lh,4.1.4 误差分析及注意事项,1. 误差分析 (1)尺长误差; (2)人为误差; a.钢尺倾斜误差和垂曲误差; b.定线误差; c.拉力变化的误差; d.
5、丈量本身的误差; (3)外界条件的影响(温度);,2. 注意事项,(1)收工时应除水、除尘,涂油处理; (2)严防车压,以免折断; (3)不准沿地面拖拉,以免磨损尺面刻划。,4.2 视距测量,4.2.1 视距测量的基本原理 4.2.2 视线水平时的视距测量 4.2.3 视线倾斜时的视距测量 4.2.4 实际野外视距测量 4.2.5 误差分析及注意事项(自学),4.2.1 视距测量的基本原理,1. 仪器:水准仪或经纬仪+水准尺 2. 原理:利用望远镜的视距丝装置,根据几何光学原理同时测定距离和高差的方法。 3. 优点:操作方便、速度快、不受地形起伏的影响。 4. 缺点:精度较低(约1/300)。
6、 5. 用途:水准测量或地形图测绘。,1. 视线水平时的原理 (水准仪): 距离 D = kl 高差 h = i v k = 100 2. 用途:三等或四等水准测量中用于估测视距,以控制视距的长度及保持前后视距大致相等。,4.2.2 视线水平时的视距测量,1. 视线倾斜时的原理: 距离: D = kl cos2 高差: h =(1/2) klsin2+ i v 式中: l为上下丝读数之差; 为竖直角; i为仪器高; v为目标高(中丝读数);k = 100,4.2.3 视线倾斜时的视距测量,2. 用途:地形图测绘时,用于测量地物或地貌的碎部点到测站点的水平距离和高差。 3. 例题:在A点架设仪器
7、,对B点进行观测,读得上下丝读数之差为0.431,竖直角- 242,仪器高1.45m,中丝读数1.210m。求AB间的水平距离和高差。 解:水平距离 DAB = kl cos2 =1000 .431Cos2(- 242) = 43.00 m 高差 h =(1/2) klsin2+ i v = (1/2)1000 .431Sin(2(- 242) +1.45 1.21 = -1.79 m,4.2.4 实际野外视距测量,1. 目的:地形图测绘时,碎部点到测站点的平距、高程。 2. 仪器及工具:经纬仪、水准尺、(小钢尺)。 3. 测站的准备工作: 对中; 整平; 量仪器高; 测指标差; 定向拨零。,
8、4.目标点的观测: 瞄准目标(水准尺); 上下微调使中丝读数v=仪器高i(简化计算); 读出上下丝读数(精度至1mm); 读出水平度盘读数(精度至5); 竖盘水准管精平,读出竖直度盘读数(精度至1)。 5.计算: 水平距离 Di = kl cos2 高差 hi =(1/2) klsin2 高程 Hi = H0 + hi,4.2.5 误差分析及注意事项,1. 视距测量误差分析:(自学) 2. 视距测量注意事项:(自学),4.3 光电测距,4.3.1 光电测距原理 4.3.2 光电测距仪 4.3.3 光电测距成果整理 4.3.4 误差分析及注意事项(自学),4.3.1 光电测距原理,1. 原理:通
9、过测定光波在两点间传播的时间计算距离的方法。 D= c t / 2 式中:c为空气中的光速;t为光波在两点间往返的时间。 2. 优点:测程远、精度高、劳动强度低、作业速度快。,4.3.2 光电测距仪,1. 光电测距仪的分类: a.按测定传播时间的方式分:相位式;脉冲式。 b.按测程大小分:远程;中程、短程。,2. 光电测距仪的构造:,3. 光电测距仪的使用:,a. 安置仪器; 测站点:经纬仪对中(一般用光学对中) 、整平,将测距仪主机连接在经纬仪上,并正确地接好电池; 目标点:棱镜对中、整平,并使棱镜和觇牌对向测距仪。 b. 记录气温、气压;(用于气象改正) c. 经纬仪瞄准觇牌中心,测距仪瞄
10、准棱镜中心 ; d. 打开测距仪电源开关,测距仪进行自检,读取经纬仪竖盘读数。在测距仪上输入竖盘读数、气象元素(温度和气压),测距次数等。 e按下测距键,测距仪即发射红外光,约几秒钟即显示所测距离。,4.3.3 光电测距成果整理,1. 成果改正 测距时测得的一测回或几测回的距离平均值D为斜距观测值,还必须经过改正,才能得到两点间的水平距离。 光电测距的改正一共有三项: (1)倾斜改正; (2)仪器常数改正(加常数、乘常数); (3)气象改正(气温、气压)。,(1)三项改正中最主要是倾斜改正(即高差改正): D= D cos (2)在测距精度要求较高时(如相对精度为1/10000以上),则需进行
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