距离测量及直线定向31.ppt
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1、第五章 距离测量与直线定向,5.1 钢尺量距 5.2 普通视距测量 5.3 光电测距仪 5.4 直线定向,距离测量:测量地面两点之间的水平距离。,距离测量 的方法,钢尺量距 普通视距 光电测距,垂球,一、量距工具,钢尺端点尺和刻线尺,钢尺,测钎,标杆,弹簧秤,二、 钢尺量距的一般方法,1、直线定线 标定各尺段端点在同一直线上的工作称为直线定线。,2、平坦地面的量距,A、B两点间的水平距离为:,式中:n 尺段数; l 钢尺的尺长; q 不足一整尺的余长。,为了校核、提高精度,还要进行返测,用往、返测长度之差 与全长平均数 之比,并化成分子为1的分数来衡量距离丈量的精度。这个比值称为相对误差K:,
2、平坦地区钢尺量距相对误差不应大于1/3000,3、倾斜地面丈量,在困难地区钢尺量距相对误差不应大于1/1000,当地面坡度较大,不可能将整根钢尺拉平丈量时,则可将直线分成若干小段进行丈量。每段的长度视坡度大小、量距的方便而定。,三、钢尺量距精密方法(1/10000),1、经纬仪定线,将经纬仪安置于A点,瞄准B点,然后在AB的视线上用钢尺量距,依次定出比钢尺一整尺略短的尺段端点1,2,。在各尺段端点打入木桩,桩顶高出地面5cm10cm,在每个桩顶刻划十字线,其中一条在AB方向上,另一条垂直AB方向,以其交点作为钢尺读数的依据。,2、量距 量距是用经过检定的钢尺,两人拉尺,两人读数,一人记录及观测
3、温度。 量距时由后尺手用弹簧秤控制施加于钢尺的拉力(30 m钢尺,标准拉力为100 N)。前、后读数员应同时在钢尺上读数,估读到0.5mm。每尺段要移动钢尺三次不同位置,三次丈量结果的互差不应超过2mm,取三段丈量结果的平均值作为尺段的最后结果。 随之进行返测,如要进行温度和倾斜改正,还要观测现场温度和各桩顶高差。,经过检定的钢尺长度可用尺长方程示:,温度为t时的钢尺实际长度; 钢尺的名义长度; 尺长改正值,即温度在 时钢尺全长改正数; 钢尺膨胀系数,一般取=1.25 钢尺检定时的温度; 量距时的温度。,四、尺长方程,五、钢尺量距成果整理,精密量距结果应进行以下三项改正,1、尺长改正,2、温度
4、改正, 全长改正数, 名义长度, 任一尺段, 钢尺膨胀系数 t 丈量时温度 t0 标准温度,当为斜距时应换算成平距d,则倾斜改正值为:,将上式 项展开成级数:,取第一项,3.倾斜改正,每一尺段改正后的水平距离为:,例题:用尺长方程为 的钢尺实测AB尺段(如图),长度l=29.896m,A、B两点间高差h=0.272m,测量时的温度t=25.8C,试求AB尺段的水平距离。,解:1)尺长改正,3)倾斜改正,4)A-B尺段水平距离,2)温度改正,六、钢尺量距误差及注意事项,1、尺长误差 2、温度误差 3、拉力误差,4、钢尺倾斜误差 5、定线误差 6、丈量误差,普通视距测量的精度一般为1/2001/3
5、00,但由于操作简便,不受地形起伏限制,可同时测定距离和高差,被广泛用于测距精度要求不高的地形测量中。,视距测量是利用视距丝配合标尺读数来完成的。,D = p + f + d D = K l+C K=100 , C=0,一、视线水平时的测距原理,二、视准轴倾斜时的距离和高差公式,图中,设,则,原理:,倾斜距离L为:,或,计算:,水平距离D为:,高差h为:,例题:如上图,在A点量取经纬仪高度i=1.400m,望远镜照准B点标尺,中丝、上丝、下丝读数分别为v=1.400m,b=1.242m,a=1.558m,=327,试求A、B两点间的水平距离和高差。,解:1)尺间距,2)水平距离,3)高差,4、
6、 视距测量误差及注意事项,此外还有:标尺分划误差、竖直角观测误差、 视距常数误差等。,1.读数误差 2.标尺不竖直误差 3.外界条件的影响,视距测量差,电磁波测距仪是用电磁波(光波或微波)作为 载波传输测距信号以测量两点间距离的一种方法。,电磁波测距仪的分类: 按载波分 1、光电测距仪 (可见光、红外光、激光) 2、微波测距仪 (无线电波、微波),红外测距仪,按测程分,测程:测距仪一次所能测的最远距离。,短程测距仪 测程小于5km; 中程测距仪 测程在5km-30km; 远程测距仪 测程在30km以上。,电磁波测距仪的优点: 1、测程远、精度高。 2、受地形限制少等优点。 3、作业快、工作强度
7、低。,建筑工程测量中应用较多的是短程 红外光电测距仪。,光电测距仪是通过测量光波在待测距离D上 往、返传播的时间t2D,计算待测距离D:,式中:c 光波在空气中的传播速度,二、测距原理,光电测距仪按照t2D的不同测量方式, 可分为:,脉冲式(直接测定时间),相位式(间接测定时间),1、脉冲式,脉冲式光电测距仪是将发射光波的光强调制成 一定频率的尖脉冲,通过测量发射的尖脉冲在待测 距离上往返传播的时间来计算距离。,脉冲测距原理图,:脉冲的振荡频率,q:计数器计得的时钟 脉冲个数,计数器只能记忆整数个时钟脉冲,不 足一周期的时间被丢掉了。测距精度较 低,一般在“米”级,最好的达“分米”级。,2、相
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