2 距离测量与直线定向
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
第四章 直线丈量和直线定向
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，调望远镜视线水平，瞄准B点视距尺，此时视线与视 距尺垂直。求得上、下视距丝读数之差。 上、下丝读数之差称为视距间隔，用l表示。 D=100× l h=仪器高-瞄准高（中丝读数）
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的，必须使视线倾斜才能 读取视距间隔。由于视线不垂直于视距尺，故不能直接应用上述公 式。
刻度盘为铜或铝的圆环，最小分划为1°或30′，按逆时针方向从0°注记到360° 3．望远镜 4 ．三角架 5 ．垂球
罗盘仪
N
300
1望远镜 ２支架 ３度盘 ４磁针制动螺旋５磁针
(二)用罗盘仪测定直线的磁方位角
1、对中；2、整平；3、瞄准；4、读数，即为该直线的磁方位角。
罗盘仪在使用时，不要使铁质物体接近罗盘，以免影响磁针位置
1．真子午线方向 通过地球表面某点的真子午 线的切线方向称为该点的真子午 线方向。
真子午线方向是用天文测量 方法或用陀螺经纬仪测定的。
2．磁于午线方向 磁子午线方向是磁针在地球磁场的作用下，自由静止时其轴
线所指的方向。
磁子午线方向可用罗盘仪测定。 某点真子午线与磁子午线之间 的夹角称为磁偏角。 3．坐标纵轴方向 坐标纵轴方向就是直角坐标系 中纵坐标轴的方向。
一、距离丈量的工具
1、钢尺 长度一般为15m、20m、30m和50m。钢尺的基本分 划为厘米，在每米及每分米处有数字注记。
有端点尺和刻线尺的区别。端点尺是以尺的最外端作为尺的 零点。刻线尺是以尺前端的一刻线作为尺的零点。 钢尺伸缩性小，一般用于精度较高的量距工作。
10cm
4
3
5
6
《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
第四章距离测量和直线定线介绍
为了简化计算，在观测中可使中丝读数 v 等于仪器高 i或为比仪器高大或小的整米数， 如 i=1.430m, 可 使 中 丝 读 数 v=1.430m, 这 样 式 （4-11）中-v=0,则高差h=h´。
（二）视距测量的计算
视距测量计算可直接用普通函数计算器 按公式（4-10）和（4-11）计算出测站点至待 定点的水平距离、高差。也可用编程计算器 预先编制成程序进行计算。 D = D´cosα = k l cos2α (4-11) h = h´+ i – v = D tgα + i – v (4-12)
二、视距测量的观测与计算
（一）视距测量
1. 在测站点上安置经纬仪，量取仪器高i，记入手 簿。在另一个点上竖立标尺。 2. 盘左位置瞄准目标尺，读取下丝读数 a、上丝 读数b和中丝读数v。 3. 转动指标水准管微动螺旋，使竖盘指标水准管 气泡居中，读取竖盘读数并记入手簿。 4. 倒转望远镜，用盘右位置瞄准标尺，重复2、3 步骤的观测和记录。称为一个测回。若精度要 求较高，可以增加测回数；若精度要求较低， 一般只用盘左观测半个测回。
D = (D´2-h2)1/2
(4-1)
D ' α
D = D´cosα B h
(4-2)
A
D
图4-3 斜量法
§4-2
视距测量
视距测量属于光学测距中的定角测距，它是 利用望远镜内十字丝平面上的上丝和下丝配合视 距尺，根据几何光学和三角学原理，可以同时测 定两点间的水平距离和高差。 此法具有操作方便、速度快、不受地形起伏 限制。但普通视距精度较低，测距时的相对精度 约为1/200～1/300。因此，常用于低精度的测量工 作。
端点尺
刻线尺钢尺皮尺花杆 Nhomakorabea测钎
《土木工程测量》第4章教案距离测量与直线定向PPT课件
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2
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(体积, 面积, 距离, 加, 减) 全版显示,容易理解
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从角落起测量
▪ PD 30 简单的操作,即可完成各种测量任务
PD 30图形显示所有的功能,一目了然
测量距离 按下测量键
放线定位
(15 读数/秒)
按下测量键2秒,进入连续测量
面积和体积 按下面积 选择 ‘+’ & ‘-’ 按键
提问与解答环节
Questions and answers
57
结束语 CONCLUSION
感谢参与本课程，也感激大家对我们工作的支持与积极的参与。课程 后会发放课程满意度评估表，如果对我们课程或者工作有什么建议和 意见，也请写在上边，来自于您的声音是对我们最大的鼓励和帮助， 大家在填写评估表的同时，也预祝各位步步高升，真心期待着再次相 会！
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测量起始点选择 前端/后部
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水平珠
提高水平测量精确度
背景灯
黑暗中可读数
开/关 键
开机显示最后4个测量值/测量功能
距离测量就是测量地面两点之间的水平距离如果测得的是...
距离测量就是测量地面两点之间的水平距离。
如果测得的是倾斜距离，还必须换算为水平距离。
依所用仪器的不同，距离测量的方法有钢尺量距、普通视距测量和光电测距仪测距。
本章主要介绍距离测量和直线定向。
授课内容：
4 距离测量与直线定向
4.1 直线丈量的工具
一、量距的工具
1．钢尺
尺宽约10～15mm，长度有20m、30m和50m等几种。
根据尺的零点位置不同，有端点尺和刻线尺之分。
钢尺的优点：钢尺抗拉强度高，不易拉伸，所以量距精度较高，在工程测量中常用钢尺量距。
钢尺的缺点：钢尺性脆，易折断，易生锈，使用时要避免扭折、防止受潮。
2．测杆
3．测钎
4．锤球、弹簧秤和温度计等
弹簧秤和温度计等将在精密量距中应用。
4.2 直线定线
水平距离测量时，当地面上两点间的距离超过一整尺长时，或地势起伏较大，一尺段无法完成丈量工作时，需要在两点的连线上标定出若干个点，这项工作称为直线定线。
按精度要求的不同，直线定线有目估定线和经纬仪定线两种方法。
现介绍目估定线方法：
4.3距离丈量
1．平坦地面上的量距方法
A、B两点间的水平距离为
4。
工程测量课后试题
工程测量第一章绪论章节练习（一）、单项选择1、处处与铅垂线垂直的是（）。
A 水平面B 参考椭球面C 铅垂面D大地水准面2、测量工作的基准面是（）。
A高斯投影面B参考椭球面C大地水准面D水平面3、测定点的平面坐标的主要工作是测量（）。
A水平距离B水平角C水平距离和水平角D竖直角4、确定地面点的空间位置，就是确定该点的平面坐标和（）。
A 高程B 方位角C 已知坐标D 未知点坐标5、建筑工程施工测量的基本工作是（）。
A 测图B 测设C 用图D 识图6、水在静止时的表面叫（）。
A 静水面B 水准面C 大地水准面D 水平面7、地面上一点A到任意一个水准面的铅垂距离为（）。
A 绝对高程B 海拔C 高差D 相对高程8、M点的高斯平面直角坐标通用值为X m=3276000米，Y m=1438000米，该点所处六度分带的带号是（）。
A 1带B 3带C 14带D 32带（二）、判断题1、地面点的空间位置是由水平角和竖直角决定的。
（）2、测量中用的平面直角坐标系与数学上平面直角坐标系完全一致。
（）3、我国设在青岛的水准原点的绝对高程为0米。
（）4、过6°带中央子午线上一点的真子午线方向与X轴方向是一致的。
（）5、地面上两点高差hab=HA-HB。
（）6、在工程施工现场，测量的主要工作是测绘地形图。
（）7、铅垂线是测量工作的基准线。
（）8、地面上两点高差与高程基准面位置无关。
（）9、建筑物的施工坐标系中，其纵轴正方向应为北方向。
（）10、高斯平面直角坐标系中，地面点横坐标的通用值与自然值相同。
（）（三）、简答题1、测定与测设有何区别。
2、建筑工程测量的任务是什么？3、测量的基本工作是什么？测量的基本原则是什么？4、测量学中的平面直角坐标系与数学中的平面直角坐标系有何不同？（四）、计算题1、地面上A、B两点在“1956年黄海高程系统”中高程分别为75.356m和54.669m，现采用“1985年国家高程基准”，则A点高程为多少？A、B两点高差为多少？2、设P点位于第14个6°带内，其横坐标的自然值为－154321m，则其中央子午线的经度为多少？P点位于中央子午线的哪侧？P点横坐标的通用值为多少？1、某大厦首层地面±0.000的绝对高程为23.379m，室外地坪设计标高－1.200m，顶层设计标高为129.500m，则室外地坪和顶层绝对高程为多少？（五）、名词解释1、相对高程2、高差3、大地水准面第二章水准测量章节练习（一）、单项选择1、水准测量中，设A为后视点，B为前视点，A尺读数为2.713m，B尺读数为1.401m，已知A点高程为15.000m，则视线高程为（）。
第二章距离测量
2、磁子午线方向(磁北方向)
地球表面某点上磁针所指的方向为该点的 磁子午线方向。磁针北端所指的方向为磁北方 向，可用罗盘仪测定。
3、坐标纵线方向(坐标北方向)
测量工作中采用高斯直角坐标系，坐标纵 线北端所指的方向为坐标北方向。
二、表示直线方向的方法
在测量工作中，常采用方位角 或象限角表示直线的方向。
注：比例尺越大，其比例尺精度越高。 比例尺精度的概念，对测图和用图都有重要意义
比例尺精度与量测关系有二： 其一，根据地形图比例尺确定实地量 测精度，如在比例尺为 1∶500 的图上测 绘地物，量距精度只需达到±5 cm 即可； 其二，可根据用图需要表示地物的详 细程度，确定所选用图的比例尺。如要 求测量能反映出量距精度为±10 cm的图， 应选比例尺为1∶1000的图。
第二章 罗盘仪测量
2-1 距离测量
距离:就是指两点间的水平直线距离。
一、量距工具
测量距离的工具通常有钢尺、布卷尺(皮尺)、 测绳、光电测距仪和光学视距仪等，辅助工具有 测钎和花杆等。
二、直线定线 当两点间的距离大于钢尺长度时，需分 段丈量。分段点必须位于同一直线上。将分 段点标定在一条直线上的工作称为直线定线。
2、刻度盘：1°分 化 ， 估 读 30′ ， 10° 作一注记（逆时针注 记；顺时针注记常为 象限罗盘），称方位 罗盘。 3、望远镜：包 括 — 物镜、目镜、十 字丝。 4、水准器和球臼： （略）
二、罗盘仪的使用：
（一）安置仪器：待安置后，最后放松磁针。 （二）照准目标：达到清晰、准确。 （三）读 数 ：顺注记增大方向读磁针 N 端所
B
A
闭合导线
5 4
3
支导线
A
2
3、测图工作步骤 外业： (1) 踏勘选点 (2) 测角 (3) 量边 内业：绘导线图
测量距离测量与直线定向习题
第四章 距离测量与直线定向单项选择题1、距离丈量的结果是求得两点间的〔 B 〕。
A.斜线距离B.水平距离C.折线距离D.坐标差值2、用钢尺进展一般方法量距，其测量精度一般能达到〔 C 〕。
——1/300 C 1/1000——1/400003、在测量学中，距离测量的常用方法有钢尺量距、电磁波测距和〔 A 〕测距。
4、为方便钢尺量距工作，有时要将直线分成几段进展丈量，这种把多根标杆标定在直线上的工作，称为〔 B 〕。
5、用钢尺采用一般方法测设水平距离时，通常〔 D 〕。
A.用检定过的钢尺丈量B.需要加尺长改正、温度改正和高差改正C.需要先定出一点，然后进展归化D.不需要加尺长改正、温度改正和高差改正6、在距离丈量中衡量精度的方法是用〔 B 〕。
7、往返丈量一段距离，均D mm ，问其精度为〔 D 〕。
×10-48、某段距离丈量的平均值为100m ，其往返较差为+4mm ，其相对误差为〔 A 〕。
9、某段距离的平均值为100 m ，其往返较差为+20mm 。
如此相对误差为〔 C 〕。
10、往返丈量直线AB 的长度为：AB D =126.72m ，BA D =126.76m ，其相对误差为〔 A 〕。
11、对一距离进展往、返丈量，其值分别为72.365m 和72.353m ，如此其相对误差为〔 A 〕。
A.1/6030B.1/6029C.1/6028D.1/602712、mm ，如此相对误差为〔 A 〕。
13、钢尺精细量距时，丈量温度低于标准温度，如不加温度改正，如此所量距离符合以下哪条?〔D〕。
14、精细钢尺量距，一般要进展的三项改正是尺长改正、〔D〕改正和倾斜改正。
15、精细钢尺量距中，所进展的倾斜改正量〔A〕。
C.不会出现零值D.会出现正值、负值和零值。
16、钢尺精细量距的各改正值中，〔C〕恒为负。
17、一钢尺名义长度为30m，与标准长度比拟得实际长度为30.015m，如此用其量得两点间的距离为64.780m，该距离的实际长度是〔B〕。