第4章 距离测量与直线定向(w)

2. 钢尺的检定
钢尺应送到检测单位检定,得到尺长方程式， 钢尺应送到检测单位检定 得到尺长方程式，并注 得到尺长方程式 明检测时的温度 拉力、尺长。 温度、 明检测时的温度、拉力、尺长。 尺长方程式： 尺长方程式：
lt = l0 + ∆ l + l0 × α × ( t − t0 )
式中： 温度t时的实际长度 时的实际长度； 式中： l t －温度 时的实际长度；
按电磁波传播方式
远程 ：20 km 以上
测
程
中程 ：5-20km 短程 ：5 km 以下 低精度： 低精度：5mm+5ppm 中精度：3mm+2ppm 中精度： 高精度； 高精度； 1mm+1ppm
精 度
（短程） 短程）
测 距 仪 电子经纬仪
全站仪
一、测距仪的构造
主机： 主机： 主要构成： 主要构成： 照准器 主机 控制键 反光镜 显示
仪
器：经纬仪+水准尺（视距尺）； 水准尺（ 经纬仪 水准尺 视距尺）； 水准仪+水准尺 水准尺。 水准仪 水准尺。
视距丝
上丝 尺间隔 下丝
二、视距测量的原理和公式
1. 视准轴水平时
D=d+f+δ=nf/p+f+δ h=i－l －
m p g δ i f F d B h A D l G n M
=kn+q =kn=100n
初算 高差
观测者：XXX 记录者：XXX
测点 高程 水平 距离
测 点
下丝 上丝 2.500 1.500 1.920 0.920
中000 2.000
°
83 11 +6 49
h′
+11.78 -0.58
h
+11.20
H
57.74
D
98.6
B
C
1.000
1.420
94 27
-4 27
五、钢尺量距的精密方法
精密量距：指量距精度高于 ／ 的量距。 精密量距：指量距精度高于1／2000的量距。 的量距
1. 量距步骤
（1）定线 经纬仪定线，钢尺概量一整尺（约小 ）定线: 经纬仪定线，钢尺概量一整尺（ 5cm）打下木桩，桩顶标点定直线。 ）打下木桩，桩顶标点定直线。 （2）测定桩顶间高差：用水准仪测高差。 ）测定桩顶间高差：用水准仪测高差。 毫米， （3）量距：精确到 毫米，测得斜距。 ）量距：精确到0.1毫米 测得斜距。 （4）成果整理：进行尺长、温度、倾斜改正，必要 ）成果整理：进行尺长、温度、倾斜改正， 时进行距离改化。 时进行距离改化。
等高的位置上， 等高的位置上，则h=Dtgα+i-l =Dtgα 的位置上 • 为了计算n方便，可将下丝卡在尺的整数上。 方便，可将下丝卡在尺的整数上。 下丝卡在尺的整数上
四、视距测量记录表格
日期:： 天气： 晴
视距 间隔
测站名称 ： A 测站高程： 46.54
仪器 ：CJH-1 仪器高 ：1.42
2. 视准轴倾斜时
M = n； ′N′ = n′ N M n′＝ ′C+ N′C = (M + NC)⋅ cosα = ncosα M C 近似看成直角 D＝ n = K co α ′ K′ n c
M M’ N D’ B C N’ l D tgα
D=Kn cos2 α=100n cos2α h=D tgα+i-l
四、光电测距成果整理
1、仪器常数改正 乘常数改正△ 乘常数改正△SK=K×S 加常数改正△SC=C 加常数改正△ 2、气象改正△SA=A(T,P)×S 气象改正△ A(T,P)× (COSα3、倾斜改正△Sα=S ×(COSα-1) 倾斜改正△
最终平距: 最终平距 D=S+△SK + △SC + △SA + △Sα △
调制频率误差 周期误差 测相误差 光速误差
总结：三种测距方法的比较 总结：
方法 特点
劳动强度大，工作效率低， 劳动强度大，工作效率低，受地 卷尺丈量 形影响大，精度为 形影响大，精度为1/1000~1/4000 观测速度快，操作方便， 观测速度快，操作方便，不受地 形限制，精度为1/200~1/300，测 ， 视距测量 形限制，精度为 程小。广泛应用在地形测量中。 程小。广泛应用在地形测量中。 观测速度快，测程大， 观测速度快，测程大，不受地形 光电测距 影响，精度极高。 影响，精度极高。
由于相位测量仅能测出不足一个整周的相位 差△φ，因此，要采用几个调制光波长配合测 ，因此， 距。
三、测量距离的步骤
1. 将测距仪和反光镜分别安置在测段两点上。 测距仪和反光镜分别安置在测段两点上。 分别安置在测段两点上 2. 望远镜瞄准反光镜，反射镜面与入射光线垂直。 望远镜瞄准反光镜，反射镜面与入射光线垂直。 3. 打开开关，检查光电信号的强弱，合乎要求后开 打开开关，检查光电信号的强弱， 始测距。 始测距。 4. 记录若干次读数，为一测回。并记录大气温度和 记录若干次读数，为一测回。 气压。 气压。
GPS测距 测距 相对精度 静态: 静态 5mm+1ppm 动态: 5 mm+5ppm 动态 特点：两点间无需通视， 特点：两点间无需通视，可全天 候测量
三、视距测量方法
计算水平距离D和高差 （5）根据 、α、i和l计算水平距离 和高差 ， ）根据n、 、 和 计算水平距离 和高差h， 再由测站高程计算出测点高程 测站高程计算出测点高程。 再由测站高程计算出测点高程。
• 为了计算高差方便，可将中丝读数卡在与仪器 为了计算高差方便，可将中丝 高差方便 中丝读数卡在与仪器
（DOS方式）
T3000 •双轴补偿 •彩色组合功 能键操作
（DOS方式）
TC1610 •双轴补偿 •菜单功能键 操作
TPS1000 •双轴补偿
TPS1100
•双轴补偿 •软功能键操 •软功能键操作 作(图标操作) (图标操作) •自动目标识别 •自动目标识 • 无合作目标 测距 别
二、相位式光电测距仪的基本原理
第一节 卷尺丈量
一、主要工具
丈量工具：钢尺、 丈量工具：钢尺、皮尺 钢 尺 皮 尺
钢尺： 钢尺
端点尺
0 3 4 5 6 7 8 9 10
9cm
刻线尺
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
9cm
辅助工具
花杆 测钎 垂球 温度计 弹簧秤
二、直线定线
直线定线: 在地面上标定出位于同一直线 同一直线上 直线定线: 在地面上标定出位于同一直线上 的若干点 以便分段丈量。 的若干点，以便分段丈量。
4 水平距离向椭球面的化算
D‘ = D（1 + Hm / R)-1 Hm ：两中心高程均值
5 椭球面距离向高斯平面的化算
值
△d = (ym2 / 2R2)D’ ym ： 两端点高斯横坐标自然值的均 D’’ = D’ + △d
五、光电测距的误差来源 1. 2. 3. 4.
5. 6. 7. 8.
仪器常数（ ， ） 仪器常数（K，C）测定误差 气象参数误差 对中误差 照准误差
第四章 距离测量 直线定向
距离和方向: 距离和方向: 确定地面点平面位置的几何要素. 平面位置的几何要素 确定地面点平面位置的几何要素. 测定地面上两点的距离和方向是 测定地面上两点的距离和方向是 距离和方向 测量的基本工作。 测量的基本工作。
第四章 距离测量
4.1 4.2 4.3 4.4 卷尺丈量 视距测量 电磁波测距 直线定向
l 0 －名义长度，即实际的刻划长度； 名义长度， 实际的刻划长度；
∆ l －尺长改正数（尺子的刻划长度与实际长度的差）； 尺长改正数（尺子的刻划长度与实际长度的差）
α
t
－钢尺的膨胀系数，一般为（1.16~1.25） × 10 − 5 钢尺的膨胀系数，一般为（ ） －测量时的实时温度； 测量时的实时温度；
第四章 距离测量
4.1 4.2 4.3 4.4 卷尺丈量 视距测量 电磁波测距 直线定向
第三节 电磁波测距
电磁波测距仪: 通过测定调制光波 调制光波在两点 电磁波测距仪: 通过测定调制光波在两点
间传播的时间或相位差来求得距离。 间传播的时间或相位差来求得距离。 时间 来求得距离 激光测距仪（激光为载波） 激光测距仪（激光为载波） 为载波 电磁波测距仪 红外测距仪（红外光为载波） 红外测距仪（红外光为载波） 为载波 微波测距仪（微波为载波 为载波） 微波测距仪（微波为载波） 分 类 脉冲式测距仪（测定时间） 脉冲式测距仪（测定时间） 时间 相位式测距仪（测定相位差） 相位式测距仪（测定相位差） 相位差
方
目视定线和经纬仪定线。 法: 目视定线和经纬仪定线
1、目视定线
3 2 1 A
B
2、经纬仪定线
B 1 2 A
三、钢尺量距的一般方法
1、平地量距 2、斜坡量距
1、平地量距
l A 1
l 2
l 3
q B
DAB=n l+q
2、斜坡量距
DAB=∑li
l1 l2 l3
DAB=L cosα
垂球 L
α α
2. 常数 K 不准确的误差 在仪器制造时要求对乘常数的影响小于0.2% 在仪器制造时要求对乘常数的影响小于
观测误差
1. 2. 读取视距间隔的误差 观测竖直角的误差
由 D= K⋅ n⋅ cos2 α 知, 影响视距测量的精度。 影响视距测量的精度。 3. 视距尺竖立不直的误差
α 有误差必然
该项误差对视距精度的影响很大, 该项误差对视距精度的影响很大,应在视距 尺上安装圆水准器。 尺上安装圆水准器。 4. 外界条件的影响 大气垂直折光的影响。 大气垂直折光的影响。
ND3000/2000红外测距仪主机