测量学第五章
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大地测量学基础：第5章 大地测量基本技术与方法(1)
第五章 大地测量基本技术与方法
§5－1 建立国家平面大地控制网的基本原理 §5－2 建立国家高程控制网的基本原理 §5－3 建立工程测量控制网的基本原理 §5－4 大地测量仪器 §5－5 精密角度测量方法 §5－6 精密距离测量方法 §5－7 精密高差测量方法 备讲1—精密水准仪与水准尺的检验 备讲2—球气差系数和大气折光系数 备讲3—三角高程测量的精度 备讲4—垂线偏差对三角高程的影响
折角，折线上的转折点叫导线点（控制点）。 • 测定导线点平面坐标的工作叫导线测量。通过测量导线边长和转
折角，再根据起算点及附合点的已知数据，可求出所有导线点的 平面坐标。
β
D
• 导线的形式：附合导线、闭合导线、支导线和导线网。
• 导线网是由若干条附合导线或闭合导线构成的网状图形。 • 导线网包括：一个节点的导线网、两个以上节点的导线网和两个
A
a
az B
• VLBI测量长度的相对精度可达10-6。
• 该技术在研究地球极移、地球自转速率的短周期变化、地球固体 潮、大地板块运动的相对速率和方向中得到广泛的应用，在常规 大地测量中很少用。
3*、惯性测量系统(INS)
• 惯性测量是利用惯性力学基本原理，在相距较远的两点之间，对 装有惯性测量系统的运动载体(汽车或直升飞机)从一个已知点到另 一个待定点的加速度，分别沿三个正交的坐标轴方向对加速度分 量进行两次积分，从而求定其运动载体在三个坐标轴方向的坐标 增量，进而求出待定点的位置。
• 因此，在普遍应用全站仪和GPS定位技术的现代，城市控制测量 和工程控制测量基本上不采用三角网。
2. 导线测量法 • 导线：由设站点（控制点）连成的折线（若干条直线首尾相连）。 • 布设控制点时，使点与点之间单线相连形成链状折线，测量出边
§5－1 建立国家平面大地控制网的基本原理 §5－2 建立国家高程控制网的基本原理 §5－3 建立工程测量控制网的基本原理 §5－4 大地测量仪器 §5－5 精密角度测量方法 §5－6 精密距离测量方法 §5－7 精密高差测量方法 备讲1—精密水准仪与水准尺的检验 备讲2—球气差系数和大气折光系数 备讲3—三角高程测量的精度 备讲4—垂线偏差对三角高程的影响
折角，折线上的转折点叫导线点（控制点）。 • 测定导线点平面坐标的工作叫导线测量。通过测量导线边长和转
折角，再根据起算点及附合点的已知数据，可求出所有导线点的 平面坐标。
β
D
• 导线的形式：附合导线、闭合导线、支导线和导线网。
• 导线网是由若干条附合导线或闭合导线构成的网状图形。 • 导线网包括：一个节点的导线网、两个以上节点的导线网和两个
A
a
az B
• VLBI测量长度的相对精度可达10-6。
• 该技术在研究地球极移、地球自转速率的短周期变化、地球固体 潮、大地板块运动的相对速率和方向中得到广泛的应用，在常规 大地测量中很少用。
3*、惯性测量系统(INS)
• 惯性测量是利用惯性力学基本原理，在相距较远的两点之间，对 装有惯性测量系统的运动载体(汽车或直升飞机)从一个已知点到另 一个待定点的加速度，分别沿三个正交的坐标轴方向对加速度分 量进行两次积分，从而求定其运动载体在三个坐标轴方向的坐标 增量，进而求出待定点的位置。
• 因此，在普遍应用全站仪和GPS定位技术的现代，城市控制测量 和工程控制测量基本上不采用三角网。
2. 导线测量法 • 导线：由设站点（控制点）连成的折线（若干条直线首尾相连）。 • 布设控制点时，使点与点之间单线相连形成链状折线，测量出边
第五章 距离测量
视距测量一、视线水平时
n D f
十字丝板上有两根视距丝，它 们在物镜光心处的张角φ基本 是不变的。两根视距丝在物方 象的间距与距离成正比 f n 所以 D = n ⋅ = = 100 n a tg (φ / 2 ) φ f ctg = = 100，所以 φ ≈ 3 4′ 2 a
32
一.视线水平时视距测量公式
13
精密量距
精度要求在1/10 000。 经纬仪定线(白铁皮桩、三角架） 量距使用经过检定的钢尺或因瓦尺，丈量 组5人，2人拉尺，2人读数，一人读温度和 记录数据。 丈量时后尺手用弹簧秤控制施加给钢尺的 拉力。30m钢尺，一般施加100N。 前后尺手应同时在钢尺上读数，估读到 0.5mm。
14
钢尺量距的成果整理
由于视线与水准尺不垂直
α
i
a´
a n´ n b´
S D
bl h
34
二、视线倾斜时
D′ = s ≠ c(a − b)
s = c(a ′ − b ′)
a´ ~a , b´ ~b ,n´~n
由于视线与水准尺不垂直
a´
a
α n
S
φ
i
n´ b b´
n′ n = cos α 2 2 n ′ = n cos α
27
§5-2 视距测量
28
视距测量
视距测量——利用测量望远镜的视距丝，间接测定
距离和高差的方法。 优点：测量速度快，不受地 形限制。 不足：精度低，距离相对误 差一般约为1/300，高 差一般为分米级。 用途：主要用于地形图测绘 (地形点的距离与高差)。
29
一.视线水平时视距测量公式
1.视距公式：
lt
16
测量学第五章 距离测量与直线定线
5．3．1
1．脉冲法
红外测距仪的测量距原理
测定光在距离D上往返传播的时间，即测定发 射光脉冲与接收光脉冲的时间差⊿t，则测距 公式如下： 1 c。 D= 2 n ⊿t g 式中：c。—光在真空中的速度： ng—光在大气中传输的折射率。
2．相位法 通过测定相位差来测定距离的方法，称为相位法测距。 设调制光的角频率为，则调制光在测线上传播时的相位延 迟为 = ⊿t= 2π f ⊿t ⊿t= / (2π f) 1 c。 D= 2 n f 2π g D= 2π
改正计算：⊿D=K+RD
2．气象改正 仪器在野外测量时气象元数与仪器的标准气象元素 不一致，使测距值产生系统误差。对于高精度测量，实 际观测必须加气象改正： 如： ⊿D=28.20.029p 1+0.0037t
式中：p——观测时的气压，mPa t——观测时的温度，℃； ⊿D——每100m为单位的改正值。 3．倾斜改正
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 1／1000。 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)；
测距仪的标称精度：
M=±(a+b×10-6 D)= a(mm)+b(ppm)
a----固定误差 5．3．4 全站仪及其使用 测距仪的发展经历了三个阶段： 单测距仪 与光学经纬仪或电子经纬仪以 积木方式组合的半站仪 b----比例误差
与电子经纬仪结合成一体的全 站仪。
测量学第5章测量误差的基本知识
果对函数f（Δ ）求二阶导数等于零，可得曲线拐点的横坐标为：Δ 拐 ＝ ±σ 。由于曲线f（Δ ）横轴和直线Δ ＝－σ ，Δ ＝＋σ 之间的曲边梯形面
之差称为真误差，用Δ 表示。设三角形内角和的观测值为li，真值为X，则
三角形的真误差可由下式求得
用式（5.1）算得358个三角形内角和的真误差，现将358个真误差按3″为一 区间，并按绝对值大小进行排列，按误差的正负号分别统计出在各区间的误
差个数k，并将k除以总个数n（本例n＝358）误差来看，其误差的出现在数
值大小和符号上没有规律性，但观察大量的偶然误差就会发现其存在着一定 的统计规律性，并且误差的个数越多这种规律性就越明显。下面以一个测量
实例来分析偶然误差的特性。
某测区在相同的观测条件下观测了358个三角形的内角，由于观测值存在误 差，故三角形内角之和不等于理论值180°（也称真值）。观测值与理论值
值（有界性）；
②绝对值较小的误差出现的概率大，绝对值大的误差出现的概率小（单峰性）； ③绝对值相等的正、负误差出现的概率大致相等（对称性）；
④当观测次数无限增加时，偶然误差算术平均值的极限为零（补偿性）。即
式中，“［］”为总和号，即
为了更直观地表达偶然误差的分布情况，还可以用图示形式描述误差分布， 图5.1就是按表5.1的数据绘制的。其中以横坐标表示误差正负与大小，纵坐
1)仪器及工具由于测量仪器制造和仪器校正不完善，都会使测量结果产生测
量误差。 2)观测者由于观测者的技术水平和感觉器官鉴别能力的限制，使得在安置仪
器、瞄准目标及读数等方面都会产生误差。
3)外界条件观测过程所处的外界条件，如温度、湿度、风力、阳光照射等因 素会给观测结果造成影响，而且这些因素随时发生变化，必然会给观测值带
之差称为真误差，用Δ 表示。设三角形内角和的观测值为li，真值为X，则
三角形的真误差可由下式求得
用式（5.1）算得358个三角形内角和的真误差，现将358个真误差按3″为一 区间，并按绝对值大小进行排列，按误差的正负号分别统计出在各区间的误
差个数k，并将k除以总个数n（本例n＝358）误差来看，其误差的出现在数
值大小和符号上没有规律性，但观察大量的偶然误差就会发现其存在着一定 的统计规律性，并且误差的个数越多这种规律性就越明显。下面以一个测量
实例来分析偶然误差的特性。
某测区在相同的观测条件下观测了358个三角形的内角，由于观测值存在误 差，故三角形内角之和不等于理论值180°（也称真值）。观测值与理论值
值（有界性）；
②绝对值较小的误差出现的概率大，绝对值大的误差出现的概率小（单峰性）； ③绝对值相等的正、负误差出现的概率大致相等（对称性）；
④当观测次数无限增加时，偶然误差算术平均值的极限为零（补偿性）。即
式中，“［］”为总和号，即
为了更直观地表达偶然误差的分布情况，还可以用图示形式描述误差分布， 图5.1就是按表5.1的数据绘制的。其中以横坐标表示误差正负与大小，纵坐
1)仪器及工具由于测量仪器制造和仪器校正不完善，都会使测量结果产生测
量误差。 2)观测者由于观测者的技术水平和感觉器官鉴别能力的限制，使得在安置仪
器、瞄准目标及读数等方面都会产生误差。
3)外界条件观测过程所处的外界条件，如温度、湿度、风力、阳光照射等因 素会给观测结果造成影响，而且这些因素随时发生变化，必然会给观测值带
《测量学》第5章距离测量
第五章 距离测量与直线定向
距离测量是传统测量的三种基本测量工作之一， 导线测量、碎部点测量等一般需要进行距离测量。 传统距离的测量方法有钢尺量距、光电测距仪测距 和光学视距法测距等。
《测量学》第5章距离测量
5.1 钢尺量距
5.1.1 量距的工具
1. 钢尺
• 钢尺分划类型 • 零分划位置
《测量学》第5章距离测量
钢尺长度尺长会随着拉力的变化而改变，如果 测量时拉力不等于标准拉力，也会产生长度误差：
lP
P •l EA
例，某钢尺长30m，标准拉力是10kg，弹性模量 为2×106kg/cm2，其横截面积为0.03cm2，测量时 拉力为20kg，则拉力产生的长度误差为
lp E p•lA 2 16 2 k 0 k /g c 0 g 1 2 m k 0 0 .0 g c3 2 m 3m 0 0 .0m 05
《测量学》第5章距离测量
1 定线误差
ldll222l2l2
《测量学》第5章距离测量
例：使用30米钢尺量距时，如果测量某尺段时， 尺端两端的定向误差均为0.2米，定向误差引起的距 离误差为:
22 20.22
ll
2.6m 7 m 30
当尺长为50米，为使定线误差产生的量距误差小 于1/10000时，应使ε≤0.3536m
2. 其它工具
《测量学》第5章距离测量
5.1.2 直线的定线
要点：
甲在A点后1米左右处指挥，甲从在A点沿标杆的同一侧 看到A、2、B三支标杆成一条线为止。
两点间定线，一般应由远到近，即先定1点，再定2点。 乙所持标杆应竖直，利用食指和姆指夹住标杆的上部，稍 微提起，利用重心使标杆自《测然量学》竖第5章直距离。测量
如果钢尺长为50m，其它条件同上，则拉力产生 《测量学》第5章距离测量
距离测量是传统测量的三种基本测量工作之一， 导线测量、碎部点测量等一般需要进行距离测量。 传统距离的测量方法有钢尺量距、光电测距仪测距 和光学视距法测距等。
《测量学》第5章距离测量
5.1 钢尺量距
5.1.1 量距的工具
1. 钢尺
• 钢尺分划类型 • 零分划位置
《测量学》第5章距离测量
钢尺长度尺长会随着拉力的变化而改变，如果 测量时拉力不等于标准拉力，也会产生长度误差：
lP
P •l EA
例，某钢尺长30m，标准拉力是10kg，弹性模量 为2×106kg/cm2，其横截面积为0.03cm2，测量时 拉力为20kg，则拉力产生的长度误差为
lp E p•lA 2 16 2 k 0 k /g c 0 g 1 2 m k 0 0 .0 g c3 2 m 3m 0 0 .0m 05
《测量学》第5章距离测量
1 定线误差
ldll222l2l2
《测量学》第5章距离测量
例：使用30米钢尺量距时，如果测量某尺段时， 尺端两端的定向误差均为0.2米，定向误差引起的距 离误差为:
22 20.22
ll
2.6m 7 m 30
当尺长为50米，为使定线误差产生的量距误差小 于1/10000时，应使ε≤0.3536m
2. 其它工具
《测量学》第5章距离测量
5.1.2 直线的定线
要点：
甲在A点后1米左右处指挥，甲从在A点沿标杆的同一侧 看到A、2、B三支标杆成一条线为止。
两点间定线，一般应由远到近，即先定1点，再定2点。 乙所持标杆应竖直，利用食指和姆指夹住标杆的上部，稍 微提起，利用重心使标杆自《测然量学》竖第5章直距离。测量
如果钢尺长为50m，其它条件同上，则拉力产生 《测量学》第5章距离测量
大地测量学基础：第五章 大地测量技术-1-2-3
三角点的密度是指每幅图中包含有多少个控制点，而测图的比 例尺不同，每幅图的面积也不同。所以，三角点的密度也用平 均若干平方公里有一个三角点来表示。常规大地测量和GPS测 量的基本要求：
（1）不同比例尺地图对大地点的数量要求 ：
测图比例尺
1：5万 1：2.5万 1：1万
平均每幅图面积（km2） 350~500 100~125 15~20
国家平面大地控制网
惯性测量系统(INS)
惯性测量是利用惯性力学基本原理，在相距较远的两点之间， 对装有惯性测量系统的运动载体(汽车或直升飞机)从一个已知点 到另一个待定点的加速度，分别沿三个正交的坐标轴方向进行 两次积分，从而求定其运动载体在三个坐标轴方向的坐标增量 ，进而求出待定点的位置，它属于相对定位，其相对精度为 (1~2)·10-5，测定的平面位置中误差为±25cm左右。 优点：完全自主式，点间也不要求通视；全天候，只取决于汽 车能否开动、飞机能否飞行。 缺点：相对测量，精度不高。
平均每幅图的三角点个数
3
2~3
1
每点控制的面积（km2）
150
50
20
三角网的平均边长（km）
13
8
2~6
相应的三角网等级
二等
三等
四等
国家平面大地控制网布设原则
（2）GPS测量中两相邻点间的距离要求（单位：km)：
等级 相邻点最小距离
A
100
B
15
C
5
D
2
E
1
相邻点最大距离 2000 250 40 15 10
测图比例尺
1∶5万 1∶2.5万 1∶1万 1∶5千 1∶2千
图根点对于三角点 的点位误差(m) ±5.0 ±2.5 ±1.0 ±0.5 ±0.2
（1）不同比例尺地图对大地点的数量要求 ：
测图比例尺
1：5万 1：2.5万 1：1万
平均每幅图面积（km2） 350~500 100~125 15~20
国家平面大地控制网
惯性测量系统(INS)
惯性测量是利用惯性力学基本原理，在相距较远的两点之间， 对装有惯性测量系统的运动载体(汽车或直升飞机)从一个已知点 到另一个待定点的加速度，分别沿三个正交的坐标轴方向进行 两次积分，从而求定其运动载体在三个坐标轴方向的坐标增量 ，进而求出待定点的位置，它属于相对定位，其相对精度为 (1~2)·10-5，测定的平面位置中误差为±25cm左右。 优点：完全自主式，点间也不要求通视；全天候，只取决于汽 车能否开动、飞机能否飞行。 缺点：相对测量，精度不高。
平均每幅图的三角点个数
3
2~3
1
每点控制的面积（km2）
150
50
20
三角网的平均边长（km）
13
8
2~6
相应的三角网等级
二等
三等
四等
国家平面大地控制网布设原则
（2）GPS测量中两相邻点间的距离要求（单位：km)：
等级 相邻点最小距离
A
100
B
15
C
5
D
2
E
1
相邻点最大距离 2000 250 40 15 10
测图比例尺
1∶5万 1∶2.5万 1∶1万 1∶5千 1∶2千
图根点对于三角点 的点位误差(m) ±5.0 ±2.5 ±1.0 ±0.5 ±0.2
测量学-16版第5章课后题
第5章思考练习题1.什么是测量误差？产生测量误差的原因有哪些？答：在取得观测数据的过程中，由于受到多种因素的影响，在对同一对象进行多次观测时，每次的观测结果总是不完全一致或与预期目标(真值)不一致。
之所以会产生这种现象，是因为在观测结果中始终存在测量误差。
这种观测量之间的差值或观测值与真值之间的差值，称为测量误差(观测误差)。
引起测量误差的因素有很多，概括起来主要有以下三个方面：1.测量仪器的误差，2.观测者的误差，3.外界条件的误差。
2.有哪些因素组成了观测条件？观测结果的质量与这些因素有何联系？答：温度、湿度、大气折光等因素都会对观测结果产生一定的影响。
外界条件发生变化，观测成果将随之变化。
3.什么是系统误差？其特征如何？系统误差在实际工程测量中应该如何处理？答：在相同的观测条件下，对某量进行一系列观测，若误差的大小及符号表现出系统性，或按一定的规律变化，那么这类误差称为系统误差。
在实际工程中常采用如下方法进行处理：（1）检校仪器，把系统误差降低到最小程度。
（2）加改正数，在观测结果中加入系统误差改正数，如尺长改正等。
（3）采用适当的观测方法使系统误差相互抵消或减弱，如测水平角时采用盘左、盘右，先在每个测回的起始方向上改变度盘的配置等。
4.什么是偶然误差？偶然误差出现的原因是什么？在实际工程测量中能否消除偶然误差？答：在相同的观测条件下，对某量进行一系列观测，若误差的大小及符号都表现出偶然性，即从单个误差来看，该误差的大小及符号没有规律，但从大量误差的总体来看，又具有一定的统计规律，这类误差称为偶然误差或随机误差。
偶然误差由多种因素综合影响产生的且无法控制，所以在实际工程测量中偶然误差总是存在，通过多次测量取平均值可以减小偶然误差。
但无法消除。
5.在相同的观测条件下，偶然误差有哪些特征？这些特征是否存在一定的规律性？答：通过大量的实验统计结果，可知偶然误差具有如下的特性。
(1) 在一定的观测条件下，偶然误差的绝对值不会超过一定的限值，即有界性。
测量学-第五章 坐标测量
1/3
F1：数据采集
F2：放样
F3：存储管理 P↓
选择一个文件
数据采集
1/2
FN：
F1：输入测站点
F2：输入后视点
输入 调用 - - - 回车 F3：测量
P↓
数据采集
2/2
F1：选择文件
F2：输入编码
F3：设置
P↓
F1 F2 F3 F4
F1 F2 F3 F4 F1 F2 F3 F4 F1 F2 F3 F4高斯投ຫໍສະໝຸດ 的关系式高斯平面直角坐标系
500km
第X带
国家统一高斯通用直角坐标
（1）为了避免横坐标出现负值，故规定将坐标纵轴向西平移500km。 即将自然值的横坐标Y加上500000米； （2）为了根据横坐标能确定该点位于哪一个六度带内，再在新的横 坐标Y之前标以带号。
X
X'
o
O'
500km
Y 图2-13
高斯平面直角坐标系的建立 是采用横轴椭圆柱等角投影 方法。
中央子午线 N
o
高斯(Gauss,1777-1855)， 德国数学家，天文学 家，物理学家。
高斯投影
1.中央子午线和地球赤道投影成为直线 且为投影对称轴； 2.等角投影，经纬线投影后保持相互垂 直关系； 3.中央子午线上没有长度变形。
分带投影：将地球按一定的经差值分割成若干带,按一 定的投影方法进行投影。 一般采用按经差6°和3°进行投影分带。
地面点的坐标是它沿铅垂线在大地 水准面上投影点的经度和纬度
（ , ）
正高是地面点沿铅垂线到大地水准 面的距离
N
P
首
子 午
O
线
赤道
大地水准面 S
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第三节 电磁波测距及全站仪
脉冲式测距原理
T 假设时钟脉冲的震荡频率为 f 0 , 震荡周期为 0 1 f0
计数器记录的震荡次数为N, 则脉冲光波在AB两点间往返的时间为:
t NT0 N
AB两点距离为：
f0
1 c0 D t 2 ng
第三节 电磁波测距及全站仪
时标脉冲 光脉冲发生器 触发器
距离丈量
第二节
视距测量
1.视距测量——利用测量望 远镜的视距丝，间接测定 距离和高差的方法。
优点：测量速度快，不受地形限制。 不足：精度低，距离相对误差一般约 为1/300，高差一般为分米级。 用途：主要用于地形图测绘 (地形点 的距离与高差)。
第二节
视距测量
AB为待测距离，在A点安置经纬仪，B点竖立视距尺， 设望远镜视线水平，瞄准B点的视距尺，此时视线与视距 尺垂直。视线水平时的视距测量公式: D Kl c 100l (1) 水平距离公式:
第一节
2．注意事项
距离丈量
(1)距离丈量的三个基本要求是：“直、平、准”。 (2)丈量时尺身要置水平，尺要拉紧。 (3)钢尺在拉出和收卷时，要避免钢尺打卷。 (4)子用过后，要用软布擦干净后。
第一节
距离丈量
六、钢尺量距精密方法 量距相对精度可达1 1万 1 4万。
精密量距时采取的措施： 1.用检定过的钢尺； 2.经纬仪定线； 3.钉尺段桩(概量得)，用水准仪测量桩间高差； 4.对钢尺施加固定拉力，并测量温度； 5.对量距结果加三项改正数。
2. 两点间互不通视定线
第一节
经纬仪直线定线
距离丈量
第一节
“平” “直” “准” 1. 在平坦地面丈量
距离丈量
距离用下式计算：D=nl+Δl 式中：l——整尺段的长度；
往返丈量较差 D = D往-D返 距离平均值 相对误差 K= D平= （D往-D返)/2
•
•
n——丈量的整尺段数；
1 D平 / ΔD
视距测量通常只测盘左（或盘右），测量前要对竖盘 指标差进行检验与校正。
第二节
视距测量
计算公式
D 100a - b cos 2 h D tan i - l H p H A h H A D tan i - l
第二节
4.视距测量注意事项
视距测量
应对K值进行检验，K值应该在100±0.1以内 最好使用带有水准器的水准尺 减少折射影响，离地面1m以上 仔细对光，消除误差，读数准确 严格按照规范操作，指标水准管居中
4. 按测距原理分为： ①脉冲式； ②相位式
第三节 电磁波测距及全站仪
光波测距仪 AGA 2A
激光测距仪 AGA8
微波测距仪 CMW20
红外测距仪 DI5
第三节 电磁波测距及全站仪
1.电磁波测距原理
1 c0 D t 基本公式： 2 ng
c0—光在真空中的速度 ng—光在大气中传输的折射率 Δt—光波在AB间往返传输间
2. 在倾斜地面丈量
第一节
距离丈量
• 斜量法: 地面坡度均匀，将量得的倾斜距 离S,高差h用水准仪测定.
D
S 2 - h2
D S co s
第一节
距离丈量
五、距离丈量的注意事项
1．影响量距成果的主要因素
(1)尺身不平。 (2)定线不直。 (3)拉力不均。 (4)对点和投点不准。 (5)丈量中常出现的错误。
–光在真空中的传播速度为C0=299792458米/秒。
第三节 电磁波测距及全站仪
2.电磁波测距方式
直接测时---该类测距仪称为脉冲式测距仪，该仪器因其精 度较低，通常只用于精度较低的远距离测量、地形测量和 炮瞄雷达测距。 间接测时----用测定相位的方法来测定距离，此类仪器称 为相位式测距仪。 现代测时的精度可达10-8秒，但引起的距离误差达 1.5m. 此类测距仪的测量盲区一般是15米左右 现有的精密光电测距仪都不采用直接测时的方法，而采用 间接测时。
l——零尺段长度。
平坦地区 1/3000； 一般地区 1/2000； 一般量距方法 量距相对精度 1200015000 精密量距方法 量距相对精度
第一节
距离丈量
工程名称：×-× 钢尺型号：5#(30m)
日期：1984.10.0 天气：晴天
量距：×××; ××× 记录：×××
测线
整尺段
零尺段
(2) 高差公式: (3) B点高程:
hAB i - v
H B H A hAB H A i - v
第二节
视距测量
2.视线倾斜时的视距测量公式 2 (1) 水平距离公式: D L cos Kl cos 1 hAB Kl sin 2 i - v (2) 初算高差: 2
第一节
距离丈量
每尺段经改正后的水平距离：
di l ld lt lh
3% 5% 10% 1/200
i
S h S
1%
2%
1/20000 1/8900 1/2200 1/800
钢尺量距离相对精度1/3000，因此当地面坡度达到1%需要改正
第一节
量距误差分析
1.尺长误差 2.温度误差 3.拉力误差 4.尺子倾斜和垂曲面误差 5.定线误差 6.丈量误差
设调制信号为正弦信号，包含2π的整倍数N2π，和不足 2π的尾数部分ψ，即： N N 2 2 ( N ) 2 ( N N ) 2 2 c D ( N N ) ( N N ) 代入前面公式: 2f 2 令: 尺”
Ls c 2f 2
(3) 高差公式:
hAB
1 Kl sin 2 i - v 2
n'
n’为水准尺与视线 垂直时的尺间隔
第二节
视距测量
3.视距测量观测与计算方法
观测：在测站安置经纬仪，对中、整平、量仪器高； 在测点竖水准尺，瞄准(要求三丝都能读数)。 读数：每个测点读四个读数 上丝读数 a 读至毫米 下丝读数 b 读至毫米 中丝读数 读至厘米 竖盘读数 L 读至分
--单位长，“光测尺”，“电子
公式改写成 :
D Ls ( N N )
上式就是相位式测距原理公式。
• 相位式测距仪是用长度为LS的“测尺”去量测距离，量 了N个整尺段加上不足一个LS的长度就是所测距离。利用 相位器可测定Δφ，但而不能求得“整周数N”。 因此只可 以求得“余长”，而不能求得整长。 采用多个“测尺”组合实现测距技术过程。 • 设计；精测尺+粗测尺测距。 调制频率与测尺长度的关系 调制 频率f 测尺 长度 λ/2 精度 15M Hz 7.5M Hz 1.5M Hz 150k Hz 75k Hz 15k Hz
总计
较差
精度
平均值 备 注
往 AB 返
5 30
13.863
163.863 0.068 1/2 400 163.829
5 30
13.793
163.793
要求 1/2 000
第一节
距离丈量
• 当地面稍有倾斜时，可把尺一端稍许抬高，就能按整尺段 依次水平丈量，分段量取水平距离，最后计算总长。若地 面倾斜较大，则使尺子一端靠高地点桩顶，对准端点位置， 尺子另一端用垂球线紧靠尺子的某分划，将尺拉紧且水平。 放开垂球线，使它自由下坠，垂球尖端位置，即为低点桩 顶。然后量出两点的水平距离。 • 在倾斜地面上丈量，仍需往返进行，在符合精度要求时， 取其平均值做为丈量结果。
Байду номын сангаас测距仪
1 S Ct 2
B
调制波的调制频率f，角频率 2f ，周期T， c 波长: cT
f
设调制波在距离D往返一次产生的相位变化为 ，调制 信号一个周期相位变化为2π ，则调制波的传播时间t 为： t
2f
代入基本公式得 :
D
c 4f
第三节 电磁波测距及全站仪
10m 20m 100m 调制频率与测尺长度的关系 1km
1cm 2cm 10cm 1m
2km 10km
2m 10m
第三节 电磁波测距及全站仪
• 光电测距的注意事项
• 1.光电测距仪器属于贵重仪器，在其运输、携带、装卸、 操作过程中，都必须十分注意 • 2.在有阳光的天气，必须撑伞保护仪器；在通电作业时， 严防阳光及其他强光直射接收物镜，避免损害光敏二级管 • 3.设置测站时，，要避免电磁场的干扰，例如，不宜在变 压器、高压线附近设站 • 4.气象条件对光电测距有较大影响。在强烈的阳光下二视 线又靠近地面时，应该停止观测。
第一节
三、直线定线
距离丈量
直线定线就是当两点间距较长或地势起伏较大时， 要分成几段进行距离丈量，为了使所量距离为直 线距离，需要在两点连线方向上竖立一些标志， 并把这些标志标定在已知直线上。在丈量精度不 高时，可用目估法定线，如果精度要求较高时， 则要用经纬仪定线。
第一节
1. 两点间定线
距离丈量
第一节
一、地面点标志
距离丈量
标志的种类应根据测量的具体要求和使用年限来选择 采用。点的标志可分为临时性和永久性两种。
第一节
二、丈量工具
距离丈量
通常使用的量距工具为钢尺、皮尺、竹尺和测绳，还 有测钎、标杆和垂球等辅助工具。
钢卷尺
皮尺
测绳
测钎 花杆
第一节
距离丈量
钢尺：钢制带尺，用于较高精度的量距工作。长度有20m、 30m、50m几种。尺的基本刻划为1cm。 皮尺：麻线与金属丝制成的带状尺，皮尺易于拉长，用于低 精度测量工作。 绳尺：绳尺是由外皮用线或麻绳包裹，中间加有金属丝制成 的，其外形如电线，并涂以蜡，每隔1m包一金属片，注 明米数。长度一搬有50m、100m两种。一般用于精度要 求较低的测量工作。 标杆：又称花杆，长为2m或3m，直径为3 ~ 4cm，用木杆或 玻璃钢管或空心钢管制成，杆上按20cm间隔涂上红白漆， 杆底为锥形铁脚，用于显示目标和直线定线。