工程测量技术课件之距离测量与直线定向

浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》第4章距离测量与直线定向4.14.1直接量距工具直接量距工具4.24.2钢尺量距方法钢尺量距方法4.34.3视距测量视距测量4.44.4电磁波测距电磁波测距4.54.5直线定向直线定向考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》4.1直接量距工具钢尺、皮尺、玻璃纤维卷尺。钢尺或玻璃纤维卷尺皮尺考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》测钎：用于标定尺段的起、终点辅助工具标杆（花杆）：用于标定直线弹簧称、温度计考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》(1)定义：在待测两点的直线上标定若干点，以便分段丈量，此项工作称为直线定线。(2)方法：目估定线法4.2钢尺量距方法AB甲乙4.2.1直线定线考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》过山头定线ABAB甲乙甲1乙1甲2乙2甲乙甲、乙两人相互指挥，逐步到达A、B的连线上，数学上称为逐渐趋近法。考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》Dnlq=+4.2.2一般量距方法测钎钢尺长度余长1.平坦地面量距方法考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》2.倾斜地面量距方法方法：(1)斜量法(2)平量法αcosDLa=考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》4.2.3钢尺检定与尺长方程式1.钢尺检定钢尺尺面上注记长度（如30m、50m等）叫名义长度。由于材料质量、制造误差和使用中变形等因素的影响，使钢尺的实际长度与名义长度常不相等。为了保证量距成果的质量，钢尺应定期进行检定。钢尺检定应送计量单位或设有比长台的测绘单位检定，求出被检尺的实际长度和尺长方程式。检定后给出尺长方程式，例如5300.0061.2510(20)30tltCo-=-+?考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》2.钢尺的尺长方程式钢尺在量距时的实际长度与其名义长度、量距温度的关系方程式。000()tlllttla=+D+-式中：tl----温度为t时的钢尺实际长度0l----钢尺名义长度a----钢尺膨胀系数。即温度升降1度1米钢尺伸缩的长度其值一般为1.15×10-5～1.25×10-50t----钢尺检定时的温度t----量距时的温度----钢尺的尺长改正Δl=l-l0l钢尺在温度t0时的长度lD5300.0061.2510(20)30tltCo-=-+?例如考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》4.2.4精密量距法1.精密量距的步骤(1)定线：用经纬仪定线。考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》(2)量距：用串尺法，每尺段串动尺子量3次，用弹簧称控制拉力，并读丈量时的温度。(3)测量各桩顶的高差：A、B之间的距离=前端尺读数b-后端尺读数a用水准测定高差，以便作倾斜改正。考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》(a)对每尺段都要作三项改正倾斜改正温度改正尺长改正0dllllDD=0()tlttlaD=-22hhllD=-改正后距离：00()dhdLlttlla=+D+-+D(4)量距成果整理612.510a-=将改正后的各尺段长相加便得距离全长(b)量距精度计算：1/2DDDKDDDDD往返往返-D===+D往返较差的相对误差：(恒为负)考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》【例】检定30M钢尺的实际长度为30.0025m，检定时的温度t。为20℃，用该钢尺丈量某段距离为120.016m，丈量时的温度t为28℃，已知钢尺的膨胀系数α为1.25×10-5，求该钢尺的尺长方程式和该段的实际距离为多少？解：根据给定的巳知数据可写出尺长方程式：lt=30+0.0025+1.25×10-5×30×(t-20)该段的实际距离：D=120.016+Δld+Δlt=120.016+(0.0025/30)×120.016+1.25×10-5×(28-20)×120.016=120.038m考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》钢尺编号：NO:11钢尺膨胀系数：0.000012钢尺检定时温度t0：20℃钢尺名义长度l0：30m钢尺检定长度l：30.0025m钢尺检定时拉力：100N尺段编号实测次数前尺读数(m)后尺读数(m)尺段长度(m)温度℃高差(m)温度改正(mm)尺长改正(mm)倾斜改正(mm)改后尺段长(m)A1129.93600.070029.866025.8-0.152+2.1+2.5-0.429.869424007556453500850650平均29.8652………………………………………总和198.2838精密量距记录计算表考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》(1)定线误差:所量的为折线，结果偏大。目估定线偏差0.1m，影响极小。(2)尺长误差：高精度量距应加尺长改正。(3)温度测定误差：应测定钢尺本身的温度。(4)拉力不均匀误差：高精度量距应使用弹簧称控制拉力。(5)钢尺倾斜误差：高精度量距应加倾斜改正。(6)钢尺对点及读数误差：误差性质是属偶然误差，丈量时应认真，采用多次丈量。4.1.5钢尺量距误差及注意事项返回考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》视距测量是利用望远镜内的视距装置配合视距尺，根据几何光学和三角测量原理，同时测定距离和高差的方法。4.2视距测量FABLLLfefD12δf仪器中心标尺等效透镜物镜十字丝调焦凹透镜考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》fdlp=从图中⊿AFB～⊿a’Fb’可得100DKll==图中望远镜的视准轴垂直于标尺，L1为物镜，其焦距为f1，L2为调焦透镜，焦距为f2，调节L2可以改变L1与L2之间的距离e。图中虚线表示的透镜L称等效透镜，它是L1与L2两个透镜共同作用的结果。等效透镜的焦距f，经推算得：，称之为等效焦距。改变e值，就可改变等效焦距，从而使远近不同的目标清晰地成象在十字丝平面上。1212fffffe=+-式中f为等效焦距，l为视距尺间隔，p为上下丝间距。仪器竖轴至标尺的距离D为1fDlfpd=++令称视距乘常数；f1+δ=C，称视距加常数。在设计时可使K=100，C=0，则视距公公式献为fKp=FABLLLfefD12δf仪器中心标尺等效透镜物镜十字丝调焦凹透镜FABLLLfefD12δf仪器中心标尺等效透镜物镜十字丝调焦凹透镜1Ddfd=++考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》2.倾斜地视距测量2cosDKla='tanhhivhDiva=+-=+-水平距D公式：高差h公式：h’=Dtanα项称初算高差i为仪器高v为中丝高K为视距常数，K=100l为尺间隔，上下丝读数差,即l=MNa为竖角ˊαˊˊˊˊ考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》视距测量实习记录表测站名称：A仪器高：1.40m测站高程：50.00m班级：小组：11()(360)22LRxLRoaaa=+=+-52.0352.00883018测点名称测量次数竖盘位置标尺读数尺间隔L竖盘读数°′″指标差x竖角α°′″水平距离D高差h上丝下丝中丝B1L1.7911.0091.4000.782-21+1292078.15+2.03R1.7921.0101.40027129002L2.3921.6092.0000.783880512-24+1542478.21+2.00R2.3931.6102.0002715400高程H说明：第1次，中丝对标尺仪器高位置观测，第2次，中丝对标尺2米位置观测。考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》4.3.3视距测量的误差及注意事项1.视距测量的误差（1）读数误差尺间隔由上下丝读数之差求得，计算距离时用尺间隔乘100，因此读数误差将扩大100倍影响所测的距离。即读数误差为1mm，影响距离误差为0.1m。（2）标尺倾斜的误差αMNM'N'MNδδ'tanllodar×D=（3）竖角测量的误差竖角测量的误差对距离影响不大，对高差影响较大，每百米高差误差3cm。根根据分析和实验数据证明，视距测量的精度一般约达1/300考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》(2)按测程分类短程中程程ìïïïïíïïïïî331515DkmkmDkmDkm4.4光电测距4.4.1光电测距概况(1)按载波分类激光测距仪红外测距仪微波测距仪钢尺量距劳动强度大，工作效率低，精度不高。光电测距仪具有测程远、精度高、作业速度快等优点。｝光电测距远考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》(3)按测距精度分：Ⅰ级：︱mD︱≦5mmⅡ级：5mm≦︱mD︱≦10mmⅢ级：≧10mm考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》1、脉冲法测距：直接测定光脉冲在测线两端往返传播的时间t，求出距离D的方法。12DCt=鬃4.4.2光电测距原理考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》AABB☆红外光电测距仪脉冲法原理图☆测距公式：式中：c=c0/n，C0为光在真空中的速度，n为大气的折射率，t为发射脉冲与接收脉冲的时间差。12Dct=考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》光电测距仪λ调制电磁波反射镜反射波AB相位法测距公式：2、相位法测距()2DN+Nl=D考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》相位法测距公式设测距仪在A点发出的调制光，被B点反光镜反射后，又回到A点所经过的时间为t。设AB距离为D，调制光来回经过2D的路程，调制光的周期为2π，它的波长为λ，接收时的相位比发射时的相位延迟了Φ，波的个数为Φ/2π，它必然包含整波N及尾数△N数，则()2DNNλ=+D2()2DNNφλλp==+D式中相当于测尺长，令其等于LS，则2λD=LS(N+△N)2πφBAΔφ2DA’λ考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》DADR中国常州大地测距仪厂4.4.3D3030E红外光电测距仪考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》D3030E各部件名称显示屏仰俯角制动螺旋键盘仰俯角微动螺旋座架座架固定螺旋水平微动螺旋电池望远镜目镜粗瞄器望远镜物镜间距调节螺丝考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》D3030E键盘图V.HT.P.CSIGAVEMSRENTX.Y.ZX.Y.ZS.H.VSOTRKPWR12345-67890D3030E键盘图考试加油站浙江同济科技职业学院浙江同济科技职业学院《《工程测量技术工程测量技术》》南方测距仪操作键盘V/HT/P/CSIGAVEMSRENTX.Y.ZX/Y/ZS/H/VSOTRKRST1234567890POWER显示屏POWER----电源开关V/H---天顶距、水平角输入键T/P/C---温度、气压、棱镜常数输入键SIG---电池电压、光强显示键AVE---单次测量、平