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测量学4距离测量第四章距离测量测量距离是测量的基本工作之一，所谓距离是指两点间的水平长度。
如果测得的是倾斜距离，还必须改算为水平距离。
按照所用仪器、工具的不同，测量距离的方法有钢尺直接量距、光电测距仪测距和光学视距法测距等第一节钢尺量距的一般方法一、量距的工具钢尺是钢制的带尺，常用钢尺宽10mm，厚0.2mm；长度有20m、30m及50m几种，卷放在圆形盒内或金属架上。
钢尺的基本分划为厘米，在每米及每分米处有数字注记。
一般钢尺在起点处一分米内刻有毫米分划；有的钢尺，整个尺长内都刻有毫米分划。
由于尺的零点位置的不同，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，当从建筑物墙边开始丈量时使用很方便。
刻线尺是以尺前端的一刻线作为尺的零点，丈量距离的工具，除钢尺外，还有标杆、测钎和垂球。
标杆长2-3m，直径3-4cm，杆上涂以20cm间隔的红、白漆，以便远处清晰可见，用于标定直线。
测钎用粗铁丝制成，用来标志所量尺段的起、迄点和计算已量过的整尺段数。
测钎一组为6根或ll根。
垂球用来投点。
此外还有弹簧秤和温度计，以控制拉力和测定温度。
二、直线定线当两个地面点之间的距离较长或地势起伏较大时，为使量距工作方便起见，可分成几段进行丈量。
这种把多根标杆标定在已知直线上的工作称为直线定线。
一般量距用目视定线，三、量距方法1．平坦地区的距离丈量丈量前，先将待测距离的两个端点A、B用木桩(桩上钉一小钉)标志出来，然后在端点的外侧各立一标杆，清除直线上的障碍物后，即可开始丈量。
丈量工作一般由两人进行。
后尺手持尺的零端位于A点，并在A点上插一测钎。
前尺手持尺的末端并携带一组测钎的其余5根(或10根)，沿AB方向前进，行至一尺段处停下。
后尺手以手势指挥前尺手将钢尺拉在AB直线方向上；后尺手以尺的零点对准B点，当两人同时把钢尺拉紧、拉平和拉稳后，前尺手在尺的末端刻线处竖直地插下—测钎，得到点l，这样便量完了一个尺段。
距离测量
确定地面点之间的水平距离的工作称为距离测量。
水平距离是指两地面点连线投影到水平面上的长度。
钢尺量距
距离测量方法光电测距仪测距
视距测量
§钢尺量距
一、丈量工具
1.钢尺
常用的有20m、30m、50m 钢尺，一般在米、分米位有注记，使用时要注意零点的位置。
刻线尺
零点位置
端点尺
2.皮尺
只用于精度较低的地形测量和一般的测量工作。
3.量距的辅助设备（垂球、测钎、花杆等）
垂球——用于对点。
测钎——用于标定钢尺的端点位置和计算丈量的整尺段数。
花杆——显示点位和标定直线方向。
精密量距时还需要弹簧称和温度计。
二、地面点的标志与直线定线
1.地面点的标志
临时性——地面上打一木桩，顶面钉一小圆钉。
永久性——埋标石、混泥土桩或铁桩，也可刻在坚硬的岩石上（用
“+”表示）。
2.直线定线
当两点距离较远，需分段丈量时，为使各点处在同一直线上，用花杆以标定直线的位置，这项工作称为直线定线。
直线定线一般用目估定线或经纬仪定线，这里介绍目估定线。
三、钢尺的一般丈量方法
1.平坦地面的距离丈量
采用边定线边丈量的方法，先确定整尺段数，再量余长。
D=n l + q
为了检核和提高精度，除了往测以外，还要返测。
符合精度要求后取平均值为最后结果。
相对误差——往返丈量的距离之差的绝对值与平均距离之比，并化成分子为一的分数。
M
D
D
D
D
T
1
1
=
∆
=
∆
=若
3000
1
≤
T，则）
返
往
D
D
D+
=(
2
1
2.倾斜地面的距离丈量
⑴水平钢尺法
⑵高差改正法
'2
2D
h D D -=‘
或 2
2')(h D D -=
四、钢尺精密量距 1.钢尺的尺长方程式
对一钢尺，在不同拉力、温度下长度是不相同的，不同一钢尺，其相同条件下长度也不一致。
钢尺检定的目的在于求出其尺长方程式。
l t =l+△l+αl ( t -t 0 ) l 为钢尺的名义长度
t 0一般为20℃，即标准温度。
△ l 为尺长改正数 α为钢尺的膨胀系数
2.丈量方法
钢尺应有mm 分划，并经过检定；丈量时用经纬仪定线并打木桩；丈量的拉力与检定时的拉力相同；用水准仪测出各点间的高差；用温度计测出丈量时的温度。
精密量距通常采用读数法，即在每尺段两头读数，需丈量三次，若符
合限差要求，则取平均值为该段的结果。
3.长度的改正和距离计算 ⑴尺长改正
'
D l
l D l ∆=∆
⑵温度改正
'0)(D t t D t -=∆α ⑶倾斜改正
'
2
2D h D h -=∆
所以，'
2'
0''
'
2)(D h D t t D l l D D D D D D h t l -
-+∆+=∆+∆+∆+=α
五、钢尺量距的误差
钢尺量距的主要误差来源有： 1.定线误差与钢尺不水平误差 2.温度误差与拉力误差 3.尺长误差与丈量误差 4.垂曲误差
§ 电磁波测距
电磁波测距仪可分为微波测距仪、激光测距仪、红外测距仪和光电测距。
一、电磁波测距的精度
测距仪的测距精度表示为： bD a m D +=
式中：D m 为测距中误差， a 为固定误差（mm ），b 为比例误差（mm /km ），
D 为测距长度。
二、电磁波测距原理
基本公式： ct D 2
1
= c 为大气中的光速，t 为光线往返时间。
1.脉冲式法测距
根据n c c 0=
，得： t n
c
D 20= 0c 为真空光速，n 为大气折射率。
脉冲式光电测距仪测距精度较低，但测程较远，多用于地形测量。
2.相位法测距测距
测距仪发出高频调制光波，往返后产生相位移量，求得被测距离D 。
)(2)2(22N N N N ∆+=∆+
=∆+=ππ
ϕ
πϕπϕ )2(2)(2π
ϕ
λλ∆+=∆+=N N N D
相位式测距仪工作时相当于用尺长为λ/2的尺子（光尺）进行测量，被测距离等于N 个整尺（λ/2）N 和一个余长（λ/2）△N 即（λ/2） （△ψ/2π）之和。
测距仪通常采用2个以上调制频率，即两种光尺共同完成测距。
低频的为精测尺，用于测定m 、dm 、cm 、mm ；高频的为粗测尺，用于测定m 、10m 、100m 、1000m 。
§视距测量
视距测量是根据光学和三角学原理测定距离和高差的一种方法，其操作简便，但相对误差为1/300～1/200,精度低，主要用于地形图的碎部测量。
一、视线水平时视距测量公式
当地面比较平坦，起伏变化不大时，可视线水平进行测量。
计算公式为：D=kn
h=i-l
二、视线倾斜时视距测量公式
当地面起伏变化比较大时，可视线倾斜进行测量。
计算公式为：D=kncos2a
1
+
=2
sin
kn
l
h-
i
a
2
三、视距测量的观测和计算
视距测量的观测步骤为：
1.安置仪器于测站，量取仪高，测点上立视距尺。
2.瞄准视距尺，读取上、下、中丝读数。
3.读取竖盘读数，一般读至分。
4.在记录表格上进行计算
§全站仪
一、全站仪的基本结构
全站仪也称为电子速测仪，由电子测角、光电测距和数据处理系统组成。
全站仪的最高测角精度可达±″，最高测距精度可达±1mm±1 mm×D。
二、全站仪新技术
1.无反光棱镜全站仪
2.自动目标识别
3.自动跟踪
4.镜站测量。
