04第四章距离测量.doc

第四章距离测量 1
§4-1 钢尺量距 2
一、量距工具 2
二、精密短距测量 3
三、成果整理 3
§4-2 视距测量 4
一、视距测量原理 4
二、视距测量方法 6
§4-3 光电测距 7
一、光电测距原理 7
二、测距成果整理 9
三、测距仪标称精度 10
§4-4 全站仪简介 10
一、全站仪的基本构造 10
二、全站仪的分类 11
三、全站仪的等级与检测 11
四、徕卡TPS700全站仪简介 12
五、全站仪使用注意事项 16
距离是确定地面点位置的基本要素之一。测量上要求的距离是指两点间的水平距离(简称平距),如图4-1中,A‘ B‘的长度就代表了地面点A、B之间的水平距离。若测得的是倾斜距离(简称斜距),还须将其改算为平距。水平距离测量的方法很多,按所用测距工具的不同,测量距离的方法有一般有钢尺量距、视距测量、光电测距、全站仪测距等。
图4-1两点间的水平距离
§4-1 钢尺量距
顾名思义,钢尺量距就是利用具有标准长度的钢尺直接量测两点间的距离。按丈量方法的不同它分为一般量距和精密量距。一般量距读数至厘米,精度可达1/3000左右;精密量距读数至亚毫米,精度可达1/3万(钢卷带尺)及1/100万(因瓦线尺)。由于光电测距的普及,在现今的测量工作中己很少使用钢尺量距,只是在精密的短距测量中偶尔用到,下面仅就精密短距测量的有关问题作简要介绍。
一、量距工具
钢尺分为普通钢卷带尺和因瓦线尺两种。
普通钢卷带尺,尺宽10~15mm,长度有20m、30m和50m数种,卷放在圆形盒或金属架上,钢尺的分划有几种,有以厘米为基本分划的,适用于一般量距;有的则在尺端第一分米内刻有毫米分划;也有将整尺都刻出毫米分划的;后两种适用于精密量距。较精密的钢尺,制造时有规定的温度及拉力,如在尺端刻有“30m、20℃、100N”字样。它表示在检定该钢尺时的温度为20摄氏度,拉力为100牛顿,30m为钢尺刻线的最大注记值,通常称之为名义长度。
因瓦线尺是用镍铁合金制成的,,长度为24m,尺身无分划和注记,在尺两端各连一个三棱形的分划尺,长8cm,其上最小分划为1mm。因瓦线尺全套由4根主尺、1根8m(或4m)长的辅尺组成。不用时卷放在尺箱内。
钢尺量距的辅助工具有测钎、花杆、垂球、弹簧秤和温度计。
图4-2普通钢卷带尺
二、精密短距测量
所谓短距测量,是指被测距离不大于整尺全长的量距工作。这在不便安置测距仪的精密工程测量中时有出现。其测量方式和成果整理方法同样适用于长距离测量。
量距前首先标定被测距离的端点位置,通过端点分别划一垂直于测线的短线作为丈量标志。丈量组一般由5人组成,使用检定过的基本分划为毫米的钢尺,2人拉尺, 2人读数,1人指挥兼记录和读温度。丈量时,一人手拉挂在钢尺零分划端的弹簧秤,另一人手拉钢尺另一端,将尺置于被测距离上,张紧尺子,待弹簧秤上指针指到该尺检定时的标准拉力时,两端的读尺员同时读数,。每段距离要移动钢尺位置丈量三次,移动量一般在一厘米以上,三次量距较差一般不超过3mm。每次读数的同时,读记温度,℃。
三、成果整理
精密量距中的量距结果需进行尺长改正、温度改正及倾斜改正,求出改正后的平距。

钢尺在标准拉力、标准温度下的检定长度与钢尺的名义长度一般不相等,其差数为整尺段的尺长改正数,即
任一丈量长度的尺长改正数为
(4—1)

钢尺长度受温度的影响会伸缩。当量距时的温度t与检定钢尺时的温度t。不一致时,需进行温度改正,其公式为
(4—2)
式中为钢尺的线膨胀系数。

如图4-3所示,设l为量得的斜距,h为距离两端点间的高差,要将l改算成平距d ,需加入倾斜改正△lh,即
(4—3)
图4-3 斜距改算平距
将展成级数,并顾及与之比值很小,则有
(4—3)
倾斜改正数永为负值。
经三项改正后的平距为
(4—4)
在标准拉力和标准温度下检定的钢尺,可将它的尺长改正和温度改正表示成实际长度的函数,称为尺长方程式。即
(4—5)
有了钢尺的尺长方程式,就可对用该钢尺测得之距离作尺长和温度改正计算。
【例】,量距所用钢尺的尺长方程式为:=30++×30(t-20°C)m,丈量时温度为30℃,,求水平距离。
解:方法1
①尺长改正
m
②温度改正
m
③倾斜改正
m
④水平距离为
m
方法2
①由尺长方程算出在30℃时整尺(30米)经尺长温度改正后的长度
m
②经尺长温度改正后的实测距离长度