经纬仪视距法测距
经纬仪使用
第四章经纬仪及其使用教学目的：1．掌握角度测量的原理和方法；2．掌握光学经纬仪的构造和读盘读数方法；3．了解经纬仪的检验和校正方法；教学重点：1．经纬仪的对中、整平、读数；2．角度测量的原理、角度的数据计算；3．各种误差对测角的影响；教学难点：1．难点主要是经纬仪的检验和校正；2．经纬仪的读数；教学资料：园林测量教材、教学课件教学方法：讲授法、讲解法、实训操作讲授新课第一节光学经纬仪的构造经纬仪分为：光学经纬仪和电子经纬仪；光学经纬仪：是利用几何光学的放大、反射、折射等原理进行读盘读数；电子经纬仪：是利用物理光学、电子学和光电转换等原理显示读盘读数，是近代电子技术高度发展的产物之一；经纬仪精度：DJ1，DJ2，DJ6等级别，D—“大地测量”，J—“经纬仪”，1，2，6表示经纬仪一测回方向观测中误差的秒数；一、光学经纬的构造经纬仪包括：基座、照准部、水平度盘（一）、照准部部分：具有的构件：平盘水准管、光学对中器、支架、横轴、垂直度盘、望远镜、度盘读数镜；简述（二）、度盘部分：包括：垂直度盘和水平度盘；简述（三）、基座部分：基座上有三个脚螺旋，用来整平仪器，调平仪器的步骤：先根据基座上的圆水准器粗平，然后根据照准部上的平盘水准管精平，而且基座底板中心有连接螺旋孔；简述二、读盘读数装置及读数方法1、测微尺读数装置：参考P64页2、平行玻璃测微器读数装置：参考P页65三、经纬仪的使用一、经纬仪的安置：包括对中和整平1、对中：目的：是要把仪器的纵轴安置到测站得铅垂线上；分为：用垂球页；原理图：对中和用光学对中器对中；具体的步骤参见P662、整平：目的：是使经纬仪的纵轴铅垂，从而使水平度盘和横轴处于水平页；位置，垂直度盘位于铅垂面内；具体步骤见P66二、目标点上的照准标志及瞄准方法：进行角度测量时，地面的目标点必须设立照准标志，才能进行瞄准。
测角时的照准标志：包括测钎：适用于较近的目标；标杆：适用于较远的目标；架在三脚架上的占牌：远近均可；3、瞄准：用望远镜瞄准标志的方法和步骤：⑴目镜调焦：通过调焦使十字丝像最清晰；⑵瞄准目标：通过望远镜上的瞄准器（缺口和准星）来瞄准目标，并旋紧制动螺旋；⑶物镜调焦：使目标像清晰；⑷消除视差：左、右或上、下微移眼睛，观察目标与十字丝之间是否有相对移动；⑸精确瞄准：用水平微动螺旋，使十字丝纵丝对准目标；4、读数：读数前应调整反光镜的位置与开合角度，使读数显微镜视场内亮度适当，然后转动读数显微镜进行对光，使读数窗成像清晰，再读数。
第四章-距离测量
尺长改正：
Dk
D'
k l0
Байду номын сангаасk ——尺长改正值
l 0 ——卷尺名义长度
D ' ——量得长度
温度改正： D t D ' tt0 ——钢尺膨胀系数
t 0 ——标准温度
高差改正：
Dh
h2 2S
水平距离 D D ' D k D t D h
钢尺量距的误差分析
1、尺长误差 钢尺名义长度和实际长度不符，则产生尺长 误差，它随着距离的增长而增大。 2、温度误差 钢尺受温度影响其长度会变化 3、拉力误差 丈量时拉力要均匀 4、定线误差 定线不直使丈量沿折线进行，因而总是使丈 量结果偏大 5、尺子不水平误差 6、丈量本身的误差 主要包括钢尺刻划误差、对点不准确 读数误差以及外界条件影响等。一般来说这种误差，在丈 量的过程中可以抵消一部份，但不能完全消除，因此，在 测量时要十分仔细认真。
操作步骤：
1、丈量前，在直线两端点A、B竖立标杆； 2、丈量时，后尺手持钢尺的末端位于起点A，前尺手 持钢尺的前端（零点的位置）沿定线方向向B点前进， 至整尺处插下测钎，这样就量取了第1个尺段。 3、以此方法量其他整尺段，依次前进，直至量完最后 一段。最后一段为不足整尺段的“余长”。 4、丈量余长时，乙将钢尺零点分划对准B点，甲在钢 尺上读取余长值。 5、求出A B的水平距离
电磁波测距技术发展简介
电磁波测距的分类 电磁波测距仪按其所采用的载波可分为：
①用微波段的无线电波作为载波的微波测距仪
②用激光作为载波的激光测距仪
③用红外光作为载波的红外测距仪
后两者又统称为光电测距仪（均采用光波作为载波） 微波和激光测距仪多属于长程测距，测程可达60km，一般用 于大地测量；而红外测距仪属于中、短程测距仪(测程为15km以 下)，一般用于小地区控制测量、地形测量、地籍测量和工程测量 等。（微波和激光测距仪的测程较大，多用于大地测量，红外测 距仪多用于小范围内的距离测量，我们在工程上用得较多的是这 一种）
测距仪的类型
D平均
D D平均 / D N
例: D往=248.12m D返=248.17m K=1/4963 • (4)一般方法量距精度要求 • 平坦地区,用钢尺量距精度应高于1/3000。 • 在山区,不低于1/1000。 • 一般不应低于1/2000。
2.精密量距方法
7
(1)实施步骤：
①用检定过的钢尺丈量。
v—十字丝中心在标尺上的读数
3、视线水平时点的
高程计算公式
δ
B点的高程:
HB=HA+h=HA+i-v
i
A
12
a
l
b
v
B
h
D
视距测量
13
（二）视准轴倾斜时的视距和高差测量(如图所示)
1.原理
l与l′关系如下：
l′=NGcosα +MGcosα
=(NG+GM)cosα
则：l′=l×cosα
斜距L=k×l′=klcosα
第三章 距离测量与直线定向
1
主要内容： §3-1 钢尺量距 §3-2 视距测量 §3-3 电磁波测距简介 §3-4 全站仪简介 §3-5 直线定向
重点掌握： 1、钢尺量距及成果整理； 2、视距测量原理及应用；
☆ 3、直线定向的方法及方位角推算。
第三章 距离测量与直线定向
2
距离测量概述
• 距离测量形式 两点间水平距离测量
11
一、视距测量原理：
是利用望远镜内的视距装置配合视距尺,根据光学 和三角学原理,同时测定距离和高差的方法。
精度：1/200-1/300
R G
Q l
F φ
物镜 L M′
o
G′
仪器中心
视距测量
第四章→第二节→视距测量一、视距测量的概念视距测量是根据几何光学原理，利用仪器望远镜筒内的视距丝在标尺上截取读数，应用三角公式计算两点距离，可同时测定地面上两点间水平距离和高差的测量方法。
视距测量的优点是，操作方便、观测快捷，一般不受地形影响。
其缺点是，测量视距和高差的精度较低，测距相对误差约为1/200～1/300。
尽管视距测量的精度较低，但还是能满足测量地形图碎部点的要求，所以在测绘地形图时，常采用视距测量的方法测量距离和高差。
二、视距测量的计算公式（一）望远镜视线水平时测量平距和高差的计算公式如图4-7 所示，测地面两点的水平距离和高差，在点安置仪器，在点竖立视距尺，当望远镜视线水平时，水平视线与标尺垂直，中丝读数为，上下视距丝在视距尺上的位置读数之差称为视距间隔，用表示。
1、水平距离计算公式设仪器中心到物镜中心的距离为，物镜焦距为，物镜焦点到点的距离为，由图4-7可知两点间的水平距离为，根据图中相似三角形成比例的关系得两点间水平距离为：（4-7）式中：为视距乘常数，用表示，其值在设计中为100。
为视距加常数，仪器设计为0。
则视线水平时水平距离公式：（4-8）式中—视距乘常数其值等于100。
—视距间隔。
2、高差的计算公式：两点间的高差由仪器高和中丝读数求得，即：（4-9）式中：—仪器高，地面点至仪器横轴中心的高度。
（二）望远镜视线倾斜时测量平距和高差的公式在地面起伏比较大的地区进行视距测量时，需要望远镜倾斜才能照准视距标尺读取读数，此时视准轴不垂直于视距标尺，不能用式4-8计算距离和高差。
如图4-8所示，下面介绍视准轴倾斜时求水平距离和高差的计算公式。
视线倾斜时竖直角为，上下视距丝在视距标尺上所截的位置为,，视距间隔为，求算、两点间的水平距离。
首先将视距间隔换算成相当于视线垂直时的视距间隔之距离，按式4-8求出倾斜视线的距离′，其次利用倾斜视线的距离′.2和竖直角计算为水平距离。
因上下丝的夹角很小，则认为∠和∠为90°，设将视距尺旋转角，根据三角函数得视线倾斜时水平距离计算式为式（4-10），两点高差计算公式为式（4-11）。
距离测量实验报告
距离测量实验报告一、实验目的本次距离测量实验的主要目的是掌握不同距离测量方法的原理和操作技巧，比较它们的精度和适用范围，并通过实际测量和数据处理，提高我们的实践能力和数据处理能力。
二、实验原理1、钢尺量距钢尺量距是利用具有标准长度的钢尺直接丈量地面两点间的距离。
在平坦地区，钢尺量距一般采用整尺法，即先丈量整尺段的长度，再加上不足一整尺的余长。
为了提高量距精度，需要进行往返丈量，并对丈量结果进行精度评定。
2、视距测量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，根据几何光学原理同时测定两点间的水平距离和高差的一种方法。
其原理是通过测量仪器上视距丝在视距标尺上的读数，以及仪器的视线水平时的竖直角，计算出水平距离和高差。
3、光电测距光电测距是利用电磁波在空气中传播的速度和往返时间来测量两点间的距离。
常见的光电测距仪有红外测距仪和激光测距仪。
测距时，仪器发射出电磁波，经反射器反射后被仪器接收，通过测量电磁波的往返时间和光速，计算出两点间的距离。
三、实验仪器和工具1、钢尺：50m 钢尺一把。
2、经纬仪：DJ6 经纬仪一台。
3、水准仪：DS3 水准仪一台。
4、视距标尺：一副。
5、光电测距仪：一台。
6、记录板、铅笔、计算器等。
四、实验步骤1、钢尺量距（1）在平坦地面上选择一段直线，定出起点和终点，并在直线上每隔一定距离打上木桩作为丈量点。
（2）用钢尺沿着直线从起点开始逐段丈量，丈量时要拉紧钢尺，使钢尺处于水平位置，并准确读出钢尺在每个丈量点上的读数。
（3）进行往返丈量，即从终点向起点丈量一次，记录下往返丈量的长度。
（4）对往返丈量的结果进行精度评定，计算相对误差，若相对误差在允许范围内，取往返丈量的平均值作为最终的测量结果。
（1）在测站上安置经纬仪，对中、整平后，将望远镜瞄准视距标尺，读取上、下丝在视距标尺上的读数。
（2）测量竖直角，读取竖盘读数。
（3）根据视距测量公式计算水平距离和高差。
3、光电测距（1）在测站上安置光电测距仪，对中、整平后，打开电源，设置仪器参数。
道路纵横断面测量要点
道路纵横断面测量要点一、纵断面图的测绘1. 水准点的布设（基平测量）（1）一般在道路沿线每隔1～2km设置一永久性水准点，作为全线高程的主要控制点，中间每隔300～500m设置一临时性水准点，作为纵断面水准测量分别附合和施工时引测高程的依据。
（2）水准点应布设在便于引点，便于长期保存，且在施工范围以外的稳定建（构）筑物上。
（3）水准点的高程可用附和（或闭合）水准路线自高一级水准点，按四等水准测量的精度和要求进行引测。
2. 纵断面水准测量（1）（中平测量）纵断面测量通常以相邻两水准点为一测段，从一个水准点出发，逐点测量各中桩的高程，再附和到另一水准点上，进行校核。
实际测量中，可采用中间点法。
由于转点起传递高程的作用，故转点上读数应读至毫米，中间点读数只是为了计算本点的高程，读数至厘米即可。
图形：水准仪中平测量高差闭合差的限差为：具体步骤见下：如图所示，水准仪置于1站，后视水准点BMl，前视转点TP1，将观测结果分别记入表中后视和前视栏内；然后观测BM1且与TP1间的各个中桩，将后视点BM1上的水准尺依次立于0+000，+050，，+120等各中桩地面上，将读数分别记入表中视栏内。
仪器搬至2站，后视转点TP1，前视转点TP2，然后观测竖立于各中桩地面点上的水准标尺。
用同法继续向前观测，直至附合到水准点BM2，完成一测段的观测工作。
（2）全站仪法先在BM1上测定各转点TP1、TP2的高程，再在TP1、TP2上测定各桩点的高程。
其原理即为三角高程测量原理。
3. 纵断面图的绘制一般绘制在毫米方格纸上，横坐标表示道路的里程，纵坐标则表示高程。
里程比例尺有1︰5000、1︰2000和1︰1000几种，一般高程比例尺比里程比例尺大10或20倍。
纵断面图分为上下两部分。
图的上半部绘制原有地面线和道路设计线。
下半部分则填写有关测量及道路设计的数据。
道路纵断面图绘制步骤如下:（1）打格制表（2）填写数据（3）绘地面线（4）标注设计坡度线（5）计算路面设计高程（6）绘制道路设计线（7）计算管线埋深（8）在图上注记有关资料二、横断面图的测量在中线各整桩和加桩处，垂直于中线的方向，测出两侧地形变化点至道路中线的距离和高差，依此绘制的断面图，称为横断面图。
工程测量答案
习题与思考题1．名词解释：大地水准面、大地体、参考椭球面、横坐标通用值、绝对高程、相对高程、高差、磁偏角、坐标方位角、直线定向、方位角、。
2．测量学研究的对象和任务是什么工程测量的任务是什么3．大地水准面有何特点大地水准面与高程基准面、大地体与参考椭球体有什么不同4．测量中的平面直角坐标系与数学平面直角坐标系有何不同5．确定地面点位的三项基本测量工作是什么确定地面点位的三要素是什么6．试简述地面点位确定的程序和原则。
7．在什么情况下，可将水准面看作平面为什么8．地面点的经度为东经114°10′，试计算该点所在6°带和3°带的带号与中央子午线的经度为多少9.已知某点所在的经度为118°14′,试问该点分别位于6°带和3°带中的第几带并且判断位于中央子午线的东侧还是西侧10.知某地面点A 位于6°带内，其横坐标通用值为y A=20280000.00m，该点的自然值是多少A 点位于6°带的第几带A点位于中央子午线以东还是以西距中央子午线有多远11.地面上有A、B两点，相距0.8km，问地球曲率对高程的影响为对距离影响的多少倍12.13.边长D MN＝73.469m，方位角αMN＝l15°18′12″，则ΔX MN与ΔY MN分别为( )。
A．十，十B．十，C．一，十D．- ，十14.已αAB知X A=，Y A=；X B==；X C=，Y C=。
试求αAB、αCD、αBC、αCB、D AB的大小。
习题&思考题1．名词解释：水平角，竖直角，天顶距，竖盘指标差，对中，水平度盘配置，测回法。
2．在同一竖直面内瞄准不同高度的点在水平度盘和竖直度盘上的读数是否相同为什么3．经纬仪的制动和微动螺旋各有什么作用怎样使用微动螺旋4．观测水平角时，对中和整平的目的是什么简述经纬仪整平和光学对点器对中的方法。
5．对于DJ6型光学经纬仪，如何利用分微尺进行读数6．DJ2 型经纬仪如何进行读数观测水平角时，如何进行水平度盘归零设置和指定值配置7. 转动测微轮时，望远镜中目标影像是否随度盘影像的移动而移动为什么8．竖盘指标水准管起什么作用自动归零仪器为什么没有指标水准管9．观测水平角和竖直角有哪些相同点和不同点10．怎样确定竖直角的计算公式11．角度测量时通常用盘左和盘右两个位置进行观测，再取平均值作为结果，为什么12．经纬仪有哪些几何轴线其意义如何它们之间的正确关系是什么13．对经纬仪进行CC⊥HH和HH⊥VV为什么有目标高度的要求经纬仪各项检验是否有顺序要求为什么14．由下表列出的水平角观测成果，计算其角度值。
实验10视距测量
江苏省职业学校理论课程教师教案本（20 —20 学年第学期）专业名称造价课程名称建筑工程测量授课教师缪健军学校南京工程高等职业学校授课主要内容或板书设计课间实验：视距测量一、目的和要求1．学会视距测量的测量方法。
2．学会视距测量的记录、计算方法。
二、计划和设备（1）实验时数安排为2学时。
实验小组由3～4人组成，1人操作仪器，1人记录，1人立尺。
（2）每组的实验设备为DJ6经纬1台，水准尺1支，记录板1块。
三、方法和步骤视距测量是用望远镜内视距丝装置（图4-12），根据几何光学原理同时测定距离和高差的一种方法。
这种方法具有操作方便，速度快，不受地面高低起伏限制等优点。
虽然精度较低，但能满足测定碎部点位置的精度要求，因此被广泛应用于碎部测量中。
视距测量所用的主要仪器工具是经纬仪和视距尺。
一、视距测量原理1．视线水平时的距离与高差公式如图所示，欲测定A、B两点间的水平距离D及高差h，可在A点安置经纬仪，B 点立视距尺，设望远镜视线水平，瞄准B点视距尺，此时视线与视距尺垂直。
若尺上M、N点成像在十字丝分划板上的两根视距丝m、n处，那末尺上MN的长度可由上、下视距丝读数之差求得。
上、下丝读数之差称为视距间隔或尺间隔。
图中l为视距间隔=（4-10）D+CKl式中K 、C ──视距乘常数和视距加常数。
现代常用的内对光望远镜的视距常数，设计时已使K ＝100，C 接近于零，所以公式（4-10）可改写为 Kl D = （4-11）同时，由图4-13可以看出A 、B 的高差v i h -= （4-12） 式中i ──仪器高，是桩顶到仪器横轴中心的高度；v ──瞄准高，是十字丝中丝在尺上的读数。
2．视线倾斜时的距离与高差公式在地面起伏较大的地区进行视距测量时，必须使视线倾斜才能读取视距间隔，如图4-14。
由于视线不垂直于视距尺，故不能直接应用上述公式。
如果能将视距间隔MN 换算为与视线垂直的视距间隔''N M ，这样就可按公式（4-11）计算倾斜距离D ′，再根据D ′和竖直角α算出水平距离D 及高差h 。
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经纬仪视距法测距 视距法测距所用的工具是经纬仪和视距尺。
利用经纬仪望远镜中十字丝的上下两根短横丝，在视距尺上读得的上下两数之差以及其他一些数据，即可算出安置仪器点到立尺点的水平距离和高差。
一、视距法测距原理
若在等腰三角形中有一条边和一个角为已知，就可以推算出另一条边长，这便是视距法测距的简单工作原理。
二、视距计算公式
（一）视准轴水平时的视距公式
如图，mn p =为视距丝间隔，MFN ∠为定角，F 为物镜前焦点，f 为焦距，s 为物镜离仪器中心的距离，'''N M t =为尺间隔，d’为焦点到视距尺的距离，D’为AB 之间的水平距离。
由图可以看出：MFN ∆≌mFn ∆，所以有：
p f t d ='
'，即''t p f d ⋅= 因)(''s f d D ++=，故有
)(''s f t p f D ++⋅=。
设
p f C =，s f Q +=，则上式改写为：Q t C D +⋅=''
C ——视距乘常数。
制造仪器时，一般将C 设计为100。
Q ——视距加常数。
对于内调焦望远镜，其加常数接近于0，可忽略不计。
（二）视准轴倾斜时的视距公式
1、水平距离公式
若两点高差很大，则不可能用水平
视线进行视距测量，必须把望远镜视准轴
放在倾斜位置，如尺子仍竖直立着，则视
准轴不与尺面垂直，上面推导的公式就不
适用了。
若要把视距尺与望远镜视准轴垂
直，那是办不到的。
因此在推导水平距离
的公式时，必须导入两项改正：（1）对于
视距尺不垂直于视准轴的改正；（2）视线
倾斜的改正。
水平距离公式为：
δ2
S其中：δ为竖角。
=D
cos
⋅
2、高差公式
+
⋅
L
h-
=δ其中：i为仪器高，L为目标高。
i
tg
D
三、视距法测距的作业方法
1、将经纬仪安置在测站上，对中、整平；
2、量仪器高i（量至厘米）；
3、将视距尺立于待测点上，用望远镜瞄准视距尺，分别读出上、下视距丝和中丝读数，再读取竖盘读数，并将所有读得的数据记入视距测量手簿中。
4、根据上、下丝视距读数，算出尺间隔t，把竖盘读数换算为竖角，再计算测站到测点的水平距离和高差。