测量第4章教案1

2019/12/131第四章距离测量与直线定向•距离测量方法有钢尺量距、视距测量、电磁波测距和GPS测量等。•钢尺量距是用钢卷尺沿地面直接丈量距离；•视距测量是利用经纬仪或水准仪望远镜中的视距丝及视距标尺按几何光学原理进行测距；•电磁波测距是用仪器发射并接收电磁波，通过测量电磁波在待测距离上往返传播的时间解算出距离；•GPS量距是利用两台GPS接收机接收空间轨道上卫星发射的精密测距信号，通过距离空间交会的方法解算出两台GPS接收机之间的距离。2019/12/132第一节钢尺量距一、量距工具１、钢尺钢尺是用钢制成的带状尺，尺的宽度约10～15mm，厚度约0.4mm，长度有20m、30m、50m等几种。根据零点位置的不同，钢尺有端点尺和刻划尺两种。2019/12/133２、其它辅助工具测钎、标杆、垂球精密量距时还需要：弹簧秤、温度计、尺夹。2019/12/134二、直线定线标定各尺段端点在已知直线上的工作称为直线定线。1、目测定线2019/12/1352、经纬仪定线A1325B42019/12/136１、平坦地面量距A、B两点间的水平距离为：qnlD式中：n—尺段数；l—钢尺的尺长；q—不足一整尺的余长。三、钢尺量距的一般方法2019/12/137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：D平均D平坦地区钢尺量距相对误差＜1/3000困难地区钢尺量距相对误差＜1/1000D-DK=D返往平均钢尺量距.2019/12/138①平量法２、倾斜地面量距2019/12/1392019/12/1310四、钢尺量距的精密方法用一般方法量距，其相对误差只能达到1/1000~1/5000，当要求量距的相对误差更小时，例如1/10000~1/40000，这就要求用精密方法进行丈量。精密方法量距的主要工具为：钢尺、弹簧秤、温度计、尺夹等。五、钢尺量距的误差分析及注意事项１、钢尺量距的误差分析钢尺量距的主要误差来源有下列几种：①尺长误差2019/12/1311②温度误差按照钢的膨胀系数计算，温度每变化1℃，丈量距离为30m时对距离影响为0.4mm。③钢尺倾斜和垂曲误差④定线误差⑤拉力误差若拉力变化2.6kg，尺长将改变1mm。⑥丈量误差2、钢尺的维护①钢尺易生锈，丈量结束后应用软布擦去尺上的泥和水，涂上机油以防生锈。②钢尺易折断，如果钢尺出现卷曲，切不可用力硬拉。2019/12/1312③丈量时，钢尺末端的持尺员应该用尺夹夹住钢尺后手握紧尺夹加力，没有尺夹时，可以用布或者纱手套包住钢尺代替尺夹，切不可手握尺盘或尺架加力，以免将钢尺拖出。④在行人和车辆较多的地区量距时，中间要有专人保护，以防止钢尺被车辆碾压而折断。⑤不准将钢尺沿地面拖拉，以免磨损尺面分划。⑥收卷钢尺时，应按顺时针方向转动钢尺摇柄，切不可逆转，以免折断钢尺。2019/12/1313普通视距测量的精度一般为1/200~1/300，精密视距测量可达1/2000。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碎部测量中。第二节视距测量2019/12/1314一、视距测量原理视距测量是利用经纬仪或水准仪望远镜十字丝分划板上的视距丝配合标尺（普通水准尺或专用视距尺）读数来完成的。望远镜十字丝环视距丝2019/12/1315视线水平时：上丝在标尺上的读数为a，下丝在标尺上的读数为b，视距间隔n（n=a-b），则水平距离D有：KnDnD2211h2固定值（约34°23′）2a12AD11a1b2b1l2ln2n1D2ih2K为视距乘常数，通常情况下k=100nKnD100二、视线水平时的距离和高差公式2019/12/1316测站点到立尺点的高差为：lihi—仪器高，是桩顶到仪器水平轴的高度；l—中丝在标尺上的读数。n12a2b2ln22h211a1b1lD1D2Aih22019/12/1317三、视线倾斜时的距离和高差公式图中bboaao90obboaa设abnban,'则coscoscos'nboaooboanioDaa´bBhα原理：Alb´D′2019/12/1318倾斜距离D′为：cos''KnKnD2coscos'KnDDoAiDBlD′aa´bb´h计算：水平距离D为：liKnhliDh2sin21tan或高差h为：2019/12/1319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l=1.400m，a=1.558m，b=1.242m，α=3°27′,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mmban316.0)242.1558.1(mmKnD49.31723cos316.0100cos22mmmmliDh90.140.140.1723tan49.31tan2019/12/1320四、视距测量的观测与计算步骤：1、量取仪器高i，精确到cm2、读取中丝读数3、读取上、下丝读数，相减得视距间隔n4、读取竖盘读数，求出竖直角5、用公式计算平距和高差五、视距测量的误差1、视距尺分划误差系统误差或偶然误差，误差一般为±0.5mm，引起的距离误差为：(20.5)100(20.5)0.071dmKm2019/12/13212、乘常数K值的误差K值应在100±0.1之间3、竖直角测量误差对视距测量有影响4、视距丝读数误差距离越远，误差越大5、视距尺倾斜对视距测量的影响若视距尺倾斜，设倾角为。对视距测量公式微分，得视距测量误差为：2cossin''Dkn22cossin2tancos''''DknDkn则相对误差为：2019/12/1322①大气折光的影响测量时，视线应高出地面1m以上。②大气湍流的影响测量时视线应高出地面1m以上,应选择良好的天气。6、外界气象条件对视距测量的影响ΔD／D≤1/300,''cot5.8'cot600一般视距测量精度为1/300，所以要保证根据该公式，不同竖直角倾角必须在一定范围内。所以在山区，倾角大时，如视距尺倾斜，对视距测量的影响较大。