测量学第五章距离测量与直线定线
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1、第5章 距离测量与直线定线 距离测量是测量基本工作之一。距离测量是量测地面上两点间的水平距离，即通过这两点的铅垂线投影到水平面上的距离。 距离测量常用的方法有钢尺直接量距、视距法测距、电磁波测距及卫星测距。 51 钢尺量距 511 量距工具 钢尺量距是利用具有标准长度的钢尺直接量测地面两点间的距离，又称为距离丈量。 普通钢尺是钢制带尺，尺宽1015mm，长度有20m、30m及50m等多种。有三种分划的钢尺： 基本分划为厘米； 基本分划虽为厘米，但在尺端10厘米内为毫米分划； 基本分划为毫米。钢尺的零分划位置有两种， 一种是在钢尺前端有一条刻线作为尺长的零分划线，称为刻线尺；另一种是零点位于尺端
2、，即拉环外沿，这种尺称为端点尺。 另有一种因瓦尺是用镍铁合金制成：它的形状是线状，直径15mm，长度为24m，尺身无分划和数字注记。在尺两端各连一个三棱形的分划尺，长8cm，其上分划最小为1mm。因瓦基准尺全套由4根主尺、一根8m或4m长的辅尺组成。不用时安放在带有卷鼓的尺箱内。 一般钢尺量距最高精度可达到1/10000。 量距工具还有皮尺，用麻皮制成，基本分划为厘米，零点在尺端。皮尺精度低。因瓦尺因受温度变化引起尺长伸缩变化小，量距精度高，可达到11000000，可用于精密量距。 钢尺量距中辅助的工具还有测钎、花杆、垂球、弹簧秤和温度计。5.1.2 直线定线 为了使需要分段量测所量线段在一条
3、直线上，需要将每一尺段首尾的标杆标定在待测直线上，这一工作称为直线定线。 一般量距用目视定线，精密量距用经纬仪定线。直线定线一般由远到近进行。513 量距方法 1整尺法量距 在平坦地区，量距精度要求不高时，可采用整尺法量距，直接将钢尺沿地面丈量，不加温度改正和不用弹簧秤施加拉力。水平距离D可按下式计算：D=nl+l式中：n尺段数； l-钢尺长度； l-不足一整尺的余长。为了提高量距精度，一般采用往、返丈量。返测时是从BA，要重新定线。取往、返距离平均值为丈量结果。 2水平量距和倾斜量距当地面起伏不大时，可将钢尺拉平，用垂球尖将尺端投于地面进行丈量，称 为水平量距法当倾斜地面的坡度均匀时，可以将
4、钢尺贴在地面上量斜距L。用水准测量方法测出高差h，再将量得的斜距换算成平距称 为倾斜量距法。为了提高精度，防止错误，通常采用住返丈量取平均值为丈量结果。用相对误差K衡量测量精度，平坦地区钢尺量距的相对误差不应大于l/3000在困难地区相对误差也不应大于 11000。 3精密量距当量距精度要求在1/10000以上时，要用精密量距法。量距是用经过检定的钢尺或因瓦尺。丈量组由五人组成，两人拉尺两人读数，一人指挥并读温度和记录。丈量时后尺手要用弹簧秤控制施加给钢尺的拉力。这个力应是钢尺检定时施加的标准力(30m钢尺，一般施加100N)；精密量距的步骤：1、清理场地，将经纬仪安置在测线端点A，瞄准B点2
5、、用钢尺进行概量，在视线上依次定出比钢尺一整尺略短的尺段。并打上木桩木桩要高出地面2一3cm，桩上钉一白铁皮。3、利用经纬仪进行定线，在白铁皮上划一条线使其与AB方向重合。并在其垂直方向划一线形成十字作为丈量标志。4、前后司尺手应同时在钢尺上读数，估读到05mm。每尺段上要移动钢尺前后位置三次：三次测得距离之差不应超过23mm。5、同时记录现场温度，估读到0.5。用水准仪测尺段木桩顶间高差。住返高差不应超过10mm。这种量距法称为串尺法量距。514 钢尺量距的成果整理 1尺长改正钢尺名义长度lo一般和实际长度不相等每量一段都需加入尺长改正。在标准拉力、标准温度下经过检定实际长度为l，与其名义长
6、度lo差值l为整尺段的尺长改正。 l llo任一长度ld尺长改正公式为 ld ld l/ lo 2温度改正当野外量距时温度与检定钢尺时温度以不一致时，要进行温度改正其改正公式为 lt =(t-to)l式中： 0000 01251，钢尺膨胀系数. 3倾斜改正 设沿地面量斜距为l，测得高差为h，换成平距d时要进行倾斜改正lh综上所述、每一尺段改正后的水平距离为 d=l+ld + lt+ lh515 钢尺检定尺长随温度变化的函数式，称为尺长方程式： lt lo- ld +(t-to)lo 516 钢尺量距的误差分析 影响钢尺量距精度的因素主要有定线误差、尺长误差、温度测定误差、钢尺倾斜误差、拉力不均
7、误差、钢尺对准误差、读数误差等。各项误差对测距影响应在130000以内。1定线误差 在量距时由于钢尺没有准确地安放在待量距离的直线方向上，所量的是折线，不是直线，造成量距结果偏大，设定线误差为，一尺段的量距误差为 ：当 /l1/30000，l30m时， 012m。所以用目视定线即可达到此精度。 2尺长误差 钢尺名义长度与实际长度之差产生的尺长误差对量距的影响，是随着距离的增加而增加的。在高精度量距时应加尺长改正，并要求钢尺尺长检定误差小于1mm。 3温度误差 根据钢尺温度改正公式，lt =(t-to)l，当温度变化 3时，由此引起的距离误差为130000。 4拉力误差 钢尺具有弹性，受拉会伸长
8、。当 p3kg，l30m时，钢尺量距误差为1mm所以在精密量距时应用弹簧秤控制拉力。倾斜改正公式为 lh -h2/2l 对于l30m的钢尺，当h1m，高差误差为5mm时，产生测距误差为0.17mm。 5钢尺倾斜误差 6钢尺对准及读数误差 在量距时，钢尺对点误差、测钎安置误差及读数误差都会对量距产生误差。这些误差是偶然误差，所以量距时，应仔细认真，可采用多次丈量取平均值以提高量距精度。52 视距测量521 视距测量概述 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。视距丝视距测量中的视距尺可用普通水准尺，也可用专用视距尺。视距测量精度一般为12
9、001300，精密视距测量可达 12000。522 视线水平时的视距公式lD=Kl+cD=100lD=100l视线水平时523 视线倾斜时的视距公式53 电磁波测距仪及全站仪 电磁波测距是利用电磁波(微波、光波)作载波在其上调制测距信号，测量两点间距离的方法。 若电磁波在测线两端往返传播的时间为t,则可求出两点间的距离D。 D=c t/2c电磁波在大气中的传播速度： 电磁波测距仪按测程划分有： 短程测距仪，测程5km 中程测距仪， 5km测程10 km 远程测距仪，测程10 km按测量精度划分为： I级，mo5mm 级，5mm mo 10mm 级mo10mm m。为1km测距的中误差。按采用载
