第四章距离测量与三角高程测量河南城建学院光电测距仪测距水平距离水平距离 地面上两点在水平面投影后的 直线距离。测量方法测量方法钢尺量距光学视距法测距1.1.钢尺钢尺4-1钢尺量距一一. . 钢尺和丈量工具钢尺和丈量工具端点尺端点尺刻线尺刻线尺2.2.皮尺皮尺3.3.其他工具：其他工具：测杆、测钎、垂球、温度计、测杆、测钎、垂球、温度计、 拉力计拉力计因瓦尺因瓦尺皮尺皮尺钢尺钢尺直直测直线距离测直线距离 平平测水平距离测水平距离 准准准确准确二、二、量距的基本要求量距的基本要求 三三. . 直线的定线直线的定线 在两点之间的直线上设立一些方向在两点之间的直线上设立一些方向标志（如测钎、木桩、标杆等），并使标志（如测钎、木桩、标杆等），并使这些标志与直线两端点成为一条直线，这些标志与直线两端点成为一条直线，此工作为此工作为直线定线直线定线。1.1.直线定线直线定线目视定线经纬仪直线定线2.2.定线方法定线方法（1）.两点间目测定线通通 视视两点不通视两点不通视跨越沟谷定线跨越沟谷定线（2）.经纬仪定线经纬仪两点间定线经纬仪两点间定线用经纬仪延长直线用经纬仪延长直线( (正倒镜分中法）正倒镜分中法）AB1.往测 由AB 其中 L钢尺长度 n测段数 q1余长 四四. .距离丈量距离丈量（一）、平坦地区的距离丈量（一）、平坦地区的距离丈量往返丈量法、单程双对法、单程双读法 2.返测 由BA3.计算平均值D和相对误差K相对误差用分子是1的分数表示。解：D=(135.309+135.347)/2=135.328m K=0.038/135.328=1/3500例:已知：DAB=430+15.309=135.309m DBA=430+15.347=135.347m求： D, K 1.平量法（分段丈量法）2.斜量法（二）、倾斜地面的距离丈量（二）、倾斜地面的距离丈量D=LCOSD=L-hD=L-hD（1 1）. .温度变化引起的尺子伸缩；温度变化引起的尺子伸缩；（2 2）. .地面倾斜对水平距离的影响；地面倾斜对水平距离的影响；（3 3）. .名义尺长与实际尺长之差。名义尺长与实际尺长之差。( (三三) )、精密量距的方法、精密量距的方法1.1.精密量距需要加入精密量距需要加入3 3项误差改正项误差改正：2.2.尺段长度计算尺段长度计算应考虑尺长改正、温度改正、倾斜改正的应考虑尺长改正、温度改正、倾斜改正的影响。影响。 五.钢尺检定(一）尺长方程式 钢尺在 温度时的实长 钢尺的名义长度 钢尺的膨胀系数=1.210-5 尺长改正数 钢尺检定时的温度，一般 钢尺量距时的温度（三）钢尺检定计算（二）钢尺检定方法三测回、计温度、施拉力相对精度不低于1/1000002.2.距离测量距离测量 定线：定线：概量、打木桩、定标志 尺段丈量：一定拉力，两端三读法，互差尺段丈量：一定拉力，两端三读法，互差22mmmm 取平均值取平均值 记录温度记录温度 t t1 1=25.8C=25.8C六、钢尺精密量距（精度六、钢尺精密量距（精度1/11/1万万-1/5-1/5万）万） 及成果整理及成果整理1.1.量距工具：鉴定钢尺、弹簧称、温度计、经量距工具：鉴定钢尺、弹簧称、温度计、经 纬仪、水准仪。纬仪、水准仪。每测段水平距离Di的计算3.测定相邻两点的高差每段往返测量 |h-h|10mm取 平 均 值 h1 = - 0.152m4.尺段长度计算5.计算全长。七、丈量成果整理七、丈量成果整理(一一)、水平距离的成果整理：、水平距离的成果整理：d=a-b D=d=a-b D=(a-b)(a-b)D=DLD=DLt t L L0 0L Ltt由尺长方程式求出的实际长度L L0 0- -钢尺名义长度1.（当高差较小时倾斜改正只取第一项）2.3.4.改正后的水平距离(二二)、倾斜地面的距离改算、倾斜地面的距离改算 例 已知： 求：D1解：全长计算 往测 DAB=D往=398.2830米 返测 DBA=D返=398.2950米 平均值 D=（DAB+DBA）/2=398.2890米 相对误差 K=D/D=0.0120/398.2890=1/32000 1.定线误差：0.050.07米 八、八、 钢尺丈量误差与注意事项钢尺丈量误差与注意事项一一. .钢尺（仪器）误差钢尺（仪器）误差 尺长误差：新尺检定、计算改正 检定误差：0.3毫米4.对点投点误差：0.3毫米2.拉力误差：100N二二. .观测误差观测误差3.倾斜误差：计算改正1.垂曲误差：垂距0.2米2.温度误差：计算改正3.风力误差：风力4级三三. .外界条件外界条件四.钢尺的维护4-2 4-2 视距测量视距测量 利用望远镜内十字丝平面上的视距丝利用望远镜内十字丝平面上的视距丝在视距尺上读数，根据光学原理，测定两在视距尺上读数，根据光学原理，测定两点间的距离，间接计算出两点间的高差。点间的距离，间接计算出两点间的高差。视距测量视距测量: :光学间接测量方法。光学间接测量方法。一、视距测量原理：一、视距测量原理： 测距精度：测距精度：1 1：300300二、视距计算公式二、视距计算公式1.视线水平时的计算公式：视线水平时的计算公式：距离距离D=D=ClCl= =C(aC(ab)=b)=100l laa下丝读数下丝读数；bb上丝读数上丝读数l:尺间隔高差计算公式：h=i-vi仪器高v中丝读数HB=HA+h=HA+i-v2.2.视线倾斜时的计算公式视线倾斜时的计算公式地面高差大，视线倾斜时地面高差大，视线倾斜时, ,加测加测 角角D D100(a100(ab)b)= = ClCl例a=1.257 b=1.000 = 234” 则 D=25.6m3.3.高差公式高差公式 h=Dtaniv=Cltan +i-v=Clsincosiv=*Clsin2iv 式中式中 i仪器高仪器高 v目标高目标高( (中横丝中横丝读数读数) )三、视距测量的观测和计算三、视距测量的观测和计算1.1.视距测量的观测视距测量的观测; ;(1).(1).安置仪器，量取仪器高，抄录控制点高程；安置仪器，量取仪器高，抄录控制点高程；(2).(2).立尺，尺子面对测站，尺子竖直；立尺，尺子面对测站，尺子竖直；(3).(3).盘左观测：读取：下丝读数盘左观测：读取：下丝读数a a， 上丝读数上丝读数b b， 计算：尺间距计算：尺间距n=a-bn=a-b， 读取：中丝读数读取：中丝读数v 调整竖直度盘气泡居中，读出竖盘调整竖直度盘气泡居中，读出竖盘读数读数L L，记录下来。记录下来。( (见表见表4-54-5） 2. 2. 记录人员记录数据后，立即进行计算，求出记录人员记录数据后，立即进行计算，求出水平距离、高差和点的高程。水平距离、高差和点的高程。四、视距测量的误差来源和精度四、视距测量的误差来源和精度一、用视距读取视距间隔的误差：（1）.取上下丝的直接读数之差（2）.取上丝或下丝与尺子的某个正分划重合二、视距尺分划误差：三、常数不准确的误差：四、竖角观测误差五、视距尺树立不直的误差六、外界条件的影响：1.大气的竖直折射大气的竖直折射;视线高于视线高于1米米2.空气对流使视距尺的成像不稳定；空气对流使视距尺的成像不稳定；3.风力使尺子抖动。风力使尺子抖动。 4-24-2 光电测距仪光电测距仪简介简介电磁波测距:用电磁波作为载波传输信号， 以测量两点间距离。一、电磁波测距的分类：1.微波测距：2.激光测距：3.光电测距： 通过测定电磁波（无线电波或光波）在测线两端点间往返传播的时间t，按下列公式算出距离D。二二. . 测距原理：测距原理：1.脉冲式测距2.相位式测距三. 测距方式四、红外测距仪及其使用四、红外测距仪及其使用（一）、短程红外测距仪：采用红外光源，测程（一）、短程红外测距仪：采用红外光源，测程在在5km以内。以内。红外测距仪的标称精度：红外测距仪的标称精度：（a+b*Dppm）（二）、测距仪的使用：（二）、测距仪的使用：三、光电测距成果整理三、光电测距成果整理（一）、测距仪常数改正：（一）、测距仪常数改正：1.加常数加常数C的改正：的改正：2.乘常数的乘常数的R的改正：的改正：（二）、气象改正：（二）、气象改正：（三）、改正后的斜距、平距和高差的计算（三）、改正后的斜距、平距和高差的计算四、光电测距的精度分析和注意事项四、光电测距的精度分析和注意事项（一）、光电测距的误差来源：（一）、光电测距的误差来源：1.调制频率误差调制频率误差2.气象参数误差气象参数误差3.仪器对中误差仪器对中误差4.测向误差测向误差（三）、光电测距的注意事项（三）、光电测距的注意事项(二）、光电测距的精度4-4、三角高程测量一、三角高程测量一、三角高程测量的计算公式的计算公式hAB=Dtan ivhAB=Ssin ivv二、地球曲率和大气折光的影响二、地球曲率和大气折光的影响1.1.地球曲率的影响：地球曲率的影响： f1=h=D/2R2.2.大气折光的影响大气折光的影响 f2=-kD/2R3.3.两差改正：两差改正： f=f1+f2 =(1-k)D/2R高差：高差： hAB=Dtaniv+fvhAB=Ssiniv+f三、三角高程测量的观测与计算三、三角高程测量的观测与计算（一）、三角高程测量的观测：（一）、三角高程测量的观测：1.测站安置仪器，量仪器高测站安置仪器，量仪器高i;镜站安置觇牌，量取目标高镜站安置觇牌，量取目标高v。2.观测垂直角观测垂直角,一测回计算一测回计算。3.测定水平距离或斜距。测定水平距离或斜距。（二）、三角高程测量的计算（二）、三角高程测量的计算:fh允= 10D(cm) fh允= 5D(cm)四、三角高程测量的应用四、三角高程测量的应用1、三角高程路线：三角高程路线：在两个已知高程点间，由已知水平距离的若干条边组成的路线，用三角高程测量的方法，对每条边进行往返观测测定高差。2.2.独立高程点：独立高程点：由两个或三个已知高程点对一由两个或三个已知高程点对一个未知高程的点，用三角高程的方法求算该点个未知高程的点，用三角高程的方法求算该点的高程，称为独立高程点的高程，称为独立高程点。3.3.高程导线高程导线4.4.光电测距三角高程测量光电测距三角高程测量二、计算二、计算测距仪三角高程测量的主要技术要求测距仪三角高程测量的主要技术要求五、三角高程测量路线的计算五、三角高程测量路线的计算1.1.高差计算：高差计算： 各边往返测高差较差0.1Dm2.2.计算高差闭合差：计算高差闭合差：附合路线闭合路线支线三角高程路线高差闭合差的限值：高差闭合差的限值：f=5D(cm)3.3.计算改正数：计算改正数： 按与边长成正比例的原则将闭合差反符号分配到各高差之中。4.4.计算各待定点的高程：计算各待定点的高程：三角高程测量路线高差计算三角高程测量路线高差计算测站点测站点瑜家山N1N1N2N2珞店珞店觇觇点点N1瑜家山瑜家山N2N1珞珞店店N2觇觇法法直直反反直直反反直直反反-22854+23218+40712-35224-11742+12152s585.08585.08466.12466.12713.50713.50h=stg-25.36+25.94+33.58-31.56-16.13+16.99f+0.02+0.02+0.02+0.02+0.03+0.03i+1.34+1.30+1.30+1.32+1.32+1.28v-2.00-1.30-1.30-3.40-1.50-2.00h-26.00+25.96+33.60-33.62-16.28+16.23高差平均值高差平均值-25.98+33.61-16.29六、三角高程测量的误差来源六、三角高程测量的误差来源1.竖角的测角误差:观测误差观测误差照准误差读数误差竖盘指标误差仪器误差仪器误差竖盘偏心误差竖盘分划误差外界条件影响2.边长误差3.折射系数误差4.仪器高和目标高的测定误差