测量学B(第3章)2005

4
甲
乙
C
D
A
B
A
C C2 C1
D D2 D B 1
A
B
C1 C C2
三、距离丈量
5
• 1．一般量距方法 （1）方法： • ①前尺员在前尺定点，后尺员从A点起记录所量测段数，并读取最后一 段尺子的读数，记录者做好记录。 • ②如果每段30米，共4整段加一小段余数，则： • 距离总长为D=n×d0+q • n=4 d0 =30m q=（前尺员钢尺读数减去后尺员钢尺读数）。 （2）量距精度要求 • ①往返丈量, 称一测回,符合限差要求, 取往返距离的平均值作为丈量果。 • ②串尺三次,三次较差不超过8mm。 • ③平坦地区丈量,尺子拉平。 • ④山区丈量 • （量斜距L；测垂直角；计算平距）计算平距：D=L×cosα
△d 0 0 F F
L
t2
=L
t1 -△d
量距误差与注意事项
(1) 定线误差 (2）尺长误差 (3）温度误差 (4）钢尺倾斜误差 1 P (5) 拉力误差 L拉 E A L 式中：E=2×106kg/cm2 (6) 钢尺对准及读数误差 (7) 钢尺垂曲和反垂曲误差
φ =2π λ
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测 距 仪 A
1 f
△ φ
λ
反 射 镜
S
B
T
T ， cT ， c f
c f
t NT T T
2
T
S ( N 2 2 )
5、相位式红外测距仪工作原理框图
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精测主振 15MHZ 粗测主振 150KHZ 精测本振 15MHZ ～6KH Z 粗测本振 150KHZ ～6KHZ
§3-3 电磁波测距简介
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1、测距仪的类型： 电磁波测距是用电磁波 ( 微波或光波 ) 作载波传输测距 信号,测量两点间距离的一种方法。 按载波不同分为：微波测距仪、激光测距仪、红外测距仪 按测程长短分为：短程测距仪（＜3km）； 中程测距仪（3km～15km）； 远程测距仪（＞15km）。 按测距精度为： Ⅰ级： ＜ ± 5mm； Ⅱ级： ± 5mm ～ ± 10mm； Ⅲ级： ± 11mm ～ ± 20mm 2、优点: 精度高,速度快,受地形影响小 3、测距仪的标称精度：±(amm+bppm · D)mm 例如：±(5mm+5ppm · D)mm
•
也可测高差,计算平距
D=(L2-h2)1/2
钢尺量距方法 • (3)量距精度的评定方法 • 相对误差表示： • 往返测距较差与往返测距的平均值之比,用分子 为 1 的形式表示即：
K D往 D返 D平均 D 1 1 D D平均 / D N
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• • • •
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。
δ
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a
l
b
v
B
h
A
D
视距测量
（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 2.视准轴倾斜时水平距 离的计算公式： 水平距离D： i 2 D=L×cosα =klcos α A k=100 ； l= 下丝读数 - 上丝读数； α —为竖直角；
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①尺长改正△L的计算 △ L = Lt- L0 （实际长 - 名义长） 每差1米时的尺长改正数 ：
ΔD1 D ΔL/L0 (Lt L 0 ) D L0
②温度改正 △Dt=α (t-t0)D′ ③倾斜改正 △Dh=D-D′ 得下 式 △Dh=-h2/2D′ ④水平距离D D=Ｄ′+△D1+△Dt+△Dh
钢尺检定（补充）
（一）尺长方程式 Lt=L0+△L+αL0(t-t0) （二）钢尺检定方法 1、利用两固定点的已知长度（钢尺检定场） 按钢尺的精密量距方法丈量、施加标准拉力、测量温 度： 2、钢尺比长法 1 L D D
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l0

AB
AB
L =50+0.008+50×1.25×10 -5 (t - t 0 ) t1
Ⅱ
Ⅰ M M′ αG N B N′ v h′
l
L
φ α i A D
h
二、视距测量方法
• 观测步骤如下: 1.在测站上安置经纬仪,量取仪器高,精确到厘米。 2.瞄准竖直于测点上的标尺,并使中丝读数等于仪器高。 3.用上、下丝在标尺上读数,下丝-上丝=l 4.使竖盘水准气泡居中,读取竖盘读数, 求出竖直角α 。 5.以上完成一个测点观测,重复2.3.4步骤, 观测另一个观测点。 视距计算直接用计算器计算,也可直接读。 在尺面上上下丝间隔1厘米为1米,1分米为10米, 1米为100米。 D=L×cosα =Klcos2α H=H0+（1/2）×Klsin2α +i-v
§3-1 钢尺量距
一、钢尺及其它丈量工具 （一）钢卷尺（钢尺） • 形式：尺架式、尺盒式 • 长度：20m、30m、50m • 分类：端点尺、刻线尺 （见下图）
0 1
3
（二）丈量工具
•
花杆、测钎、垂球、 弹簧秤，温度计。
2
3
10cm
零点
10
10cm
零点
二、直线定线
直线定线的概念： 定线目的： 定线工具：花杆、测钎、 经纬仪。 定线方法：目估法、经 纬仪定线法。 （一）两点间目测定线 （二）过高地定线 方法见右图上 （三）经纬仪定线 1、在两点间定线； 2、延长直线 方法见右图下
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§3-2 视距测量
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 φ F
物镜 仪器中心
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l
十字丝分划板 L m M′ o N q p g G′
M S
f
δ
FO f , FQ GM l g m p f S FQ ( f ) l ( f ) k l C k l p
电 子 开 关 Ⅰ 电 子 开 关 Ⅱ
发射 接收
反 射 镜
参考混频 选频整形
信号混频 表放 选放整形 电表
钟频震荡 内外光路转换 指令单元
相位计 记数显示
§3-4 电子全站仪简介
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一、 电子全站仪概述 • 电子经纬仪和光电测距仪合成一体的仪器称为电子速测 仪，具有电子测角和光电测距的综合功能。近年来设计的 电子速测仪已把自动记录装置和数字计算机联在一起，自 动进行数据记录及数据处理。用电子速测仪同时测量水平 角、垂直角和距离，实时提供点的水平位置、高程，及两 点间的高差、水平距离和方位角的方法，叫做电子速测法。 它在快速定位定向、施工放样、快速成图等领域中已得到 广泛应用。 • 电子全站仪各部分组成见下图：
Ⅰ M M′ αG N B φ α N′ v h′
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Ⅱ
l
L
h
D
视距测量
3、视准轴倾斜时高差计算公式： A B两点间高差：h=h′+i- v 式中i为仪器高，v为觇标高
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其中 h′=D· tgα 即h=Dtgα +i-v (D=klcos2α ) h=klcos2α tgα +i-v =klsinα cosα +i-v =（1/2）· k· lsin2α +i-v 当中丝读数等于仪器高时, i-v可抵消 则：h=（1/2）· klsin2α （此法称便利高法）
测角部分
CPU 测距部分 I/O 显示屏 键 盘 接 口
电 源
二、 电子全站仪的特殊部件及其功能
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（一）同轴望远镜 视准轴与光电测距的红外发射、接收光轴同轴。 （二）键盘 分硬键和软键。硬键一般有一个或多个固定功能；软键 与屏幕最下一行或两行显示的功能菜单或子菜单配合，执行 多种功能。
KNOWN STATION Stn=2 ID=STN2 HI=1.54 BS=1 ID=STN1 HT=1.48 MSR ALL ESC 1 2 10:34 Turn to face 2 or press enter TRK
电磁波测距 4、电磁波测距原理:
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通过测定电磁波在测线两端往返传播时间 t, 从而求得距 离S.
入射波 测 距 仪 A 反射波
反 射 镜
S
B
S1 2 ct
电磁波测距
(1)脉冲法测距（直接测t）
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时标脉冲 电子门 记数及显示 触 发 器 光脉冲发射器 光脉冲接收器 反 射 器
电磁波测距
(2)相位法测距及公式
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视距测量的误差及注意事项
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1.视距测量的误差 读数误差 垂直折光影响 视距尺倾斜误差 视距乘常数 K, 视距尺分划误差 , 竖直角观测的误差 , 风力抖 动误差 2.注意事项 (1) 为减少垂直折光的影响 , 观测时应尽可能使视线离地面 1 米 以上。 (2)作业时,要将视距尺垂直,并尽量采用带有水准器的视距尺。 (3) 严格测定视距乘常数 ,K 值应在 100±0.1 之内 , 否则应加改正。 (4)视距尺一般应是厘米刻划的整体尺 ,如果采用塔尺,应注意检 查各节尺的接头是否准确。 (5)要在成像稳定的情况下进行观测。
1 以上。. 光电测距仪：测距精度 10000 测距方法 1 钢尺量距：精度 以上。 1000 1 视距法测距：精度 以上。 测距方法的选择： 500
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