建筑工程测量课件-距离测量与直线定向
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第三节 电磁波测距
二、红外测距仪的基本构造
1.红外测距仪 图3-8为D3030E/D2000型红外测距仪，它的单棱镜测 程为1.5~1.8km，三棱镜测程为2.5~3.2km，测距标准 差为± (5+3X10-6D)mm。
2.棱镜反射镜 棱镜反射镜(简称棱镜)用红外测距仪测距时，棱镜是不可或 缺的合作伙伴。 构成反射棱镜的光学部分是直角光学玻璃锥体，它如同在正 方体玻璃上切下的一角，如图3-9所示。图中ABC为透射面， 呈等边三角形;另外三个面ABD, BCD和CAD为反射面，呈 等腰直角三角形。反射面镀银，面与面之间相互垂直。这种 结构的棱镜，无论光线从哪个方向人射透射面，棱镜必将人 射光线反射回人射光的发射方向。所以测量时，只要棱镜的 透射面大致垂直于测线方向，仪器便会得到回光信号。
第一节 钢尺量距
(3)钢尺倾斜和垂曲误差。在高低不平的地面上采用钢尺水 平法量距时，钢尺不水平或中间下垂而成曲线时，都会使量 得的长度比实际长度要大。因此丈量时必须注意钢尺水平。 (4)定线误差。丈量时钢尺没有准确地放在所量距离的直线 方向上，使所量距离不是直线而是一组折线，造成丈量结果 偏大，这种误差称为定线误差。 (5)拉力误差。钢尺在丈量时所受到的拉力应与检定时拉力 相同。 (6)丈量误差。丈量时在地面上标志尺端点位置处插测钎不 准，前、后尺手配合不佳，余长读数不准等都会引起丈量误 差，这种误差对丈量结果的影响可正可负，大小不定。
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第二节 视距测量
三、视距测量误差
1.读数误差 2.标尺倾斜误差 3.视距乘常数K的误差 4.外界条件的影响
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第三节 电磁波测距
一、光电测距仪的基本原理
如图3-7所示，光电测距仪通过测量光波在待测距离D上往返 传播一次所需要的时间t2D，依下式来计算待测距离D。
D
1 2
第二节 视距测量
2.视线倾斜时计算水平距离和高差的公式 如图3-6所示，A、B两点间的水平距离D与高差h分别为:
D Kl cos2 h 1 Kl sin 2 i v
2
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第二节 视距测量
二、视距测量方法
1.量仪高 2.求视距间隔 3.计算视线倾斜角 4.计算水平距离和高差
ct2D
多法测采有定用脉距间冲离接式的测 和精定 相度法 位，来 式主测 两要定 种取。t决2D于。测根定据时测间量t2光D的波精间度接。测因定此t2，D的大方
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第三节 电磁波测距
1.脉冲式光电测距仪测距原理 脉冲式光电测距仪是将发射光波的光强调制成一定频率的尖 脉冲，通过测量发射的尖脉冲在待测距离上往返传播的时间 来计算距离。 2.相位式光电测距仪测距原理 相位式光电测距仪是将发射光波的光强调制成正弦波的形式， 通过测量正弦光波在待测距离上往返传播的相位差来解算距 离。
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第一节 钢尺量距
二、钢尺量距的精密方法
(一)钢尺检定 1.尺长方程式 由于钢尺的制造误差、使用中的变形以及受丈量时温度和拉 力不同的影响，使其实际长度和名义长度不相等。因此，丈 量之前必须对钢尺进行检定，求出它在标准拉力和标准温度 下的实际长度，以便对丈量结果加以改正。钢尺检定后，应 给出尺长随温度变化的函数式，称为尺长方程式。
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第一节 钢尺量距
2.尺长检定方法 (1)与标准尺比长。钢尺检定最简单的方法是将欲检定的钢 尺与检定过的已有尺长方程式的钢尺进行比较(认定它们的线 膨胀系数相同)，求出尺长改正数，再进一步求出欲检定钢尺 的尺长方程式。 (2)将被检定钢尺与基准线长度进行实量比较。
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第一节 钢尺量距
(二)直线定线 当地面两点之间的距离大于钢尺的一个尺段时，就需要在直 线方向上标定若干个分段点，以便于用钢尺分段丈量，这项 工作称为直线定线。 1.目测定线 目测定线就是用目测的方法，用标杆将直线上的分段点标定 出来。
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第一节 钢尺量距
2.过高地定线 如图3-1所示，M、N两点在高地两侧互不通视，欲在MN两 点间标定直线，可采用逐渐趋近法。 3.经纬仪定线 若量距的精度要求较高或两端点距离较长时，宜采用经纬仪 定线，如图3-2所示。
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第二节 视距测量
一、视距测量原理
1.视线水平时计算水平距离与高差的公式 如图3-5所示，A, B两点间的水平距离D与高差h分别为:
D Kl h iv
水准仪视线水平是根据水准管气泡居中来确定的。经纬仪视 线水平，是根据在竖盘水准管气泡居中时，用竖盘读数为 90°或270°来确定的。
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第一节 钢尺量距
(二)精密量距 1.尺长改正 由于钢尺的名义长度和实际长度不一致，丈量时就会产生误 差。设钢尺在标准温度、标准拉力下的实际长度为L，名义 长度为L0，则一整尺的尺长改正数为实际长度与名义长度之 差。 2.温度改正 对钢尺量距时的温度和标准温度不同引起的尺长变化进行的 距离改正称温度改正。 3.倾斜改正
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第一节 钢尺量距
(三)距离丈量 1.平坦地面的距离丈量 当地面平坦时可沿地面直接丈量水平距离，可先在地面定出 直线方向，然后逐段丈量，则直线的水平距离按下式计算:
D nl q
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第一节 钢尺量距
2.倾斜地面的距离丈量 (1)平量法。当两点间高差不大时，可抬高钢尺的一端，使 尺身水平进行丈量。如图3-3所示。 (2)斜量法。当倾斜地面的坡度比较均匀时，如图3-4所示。
第三章 距离测量与直线定向
第一节 钢尺量距 第二节 视距测量 第三节 电磁波测距 第四节 直线定向 第五节 坐标方位角的计算
第一节 钢尺量距
一、钢尺量距的一般方法
(一)量距工具 1.钢尺 钢尺又称钢卷尺，是用宽10~15mm、厚0.4mm的低碳 薄钢带制成的。其表面每隔1 mm刻有刻线，并每隔10cm 有数字标记。 2.皮尺 皮尺是卷式量具尺，端部有一铜环，使用时可从尺盒中拉出 任意长度，用完后卷人盒内，方便携带，长度有20m、 30m、50m三种。 3.辅助工具 钢尺量距的辅助工具有标杆、测钎和垂球等。
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第一节 钢尺量距
三、钢尺量距的误差分析
影响钢尺量距精度的因素很多，但其产生误差的来源主要有 以下儿种: (1)尺长误差。如果钢尺的名义长度和实际长度不符，则产 生尺长误差。 (2)温度误差。钢尺的长度随温度而变化，当丈量时的温度 和标准温度不一致时，将产生温度误差。
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第三节 电磁波测距
二、红外测距仪的基本构造
1.红外测距仪 图3-8为D3030E/D2000型红外测距仪，它的单棱镜测 程为1.5~1.8km，三棱镜测程为2.5~3.2km，测距标准 差为± (5+3X10-6D)mm。
2.棱镜反射镜 棱镜反射镜(简称棱镜)用红外测距仪测距时，棱镜是不可或 缺的合作伙伴。 构成反射棱镜的光学部分是直角光学玻璃锥体，它如同在正 方体玻璃上切下的一角，如图3-9所示。图中ABC为透射面， 呈等边三角形;另外三个面ABD, BCD和CAD为反射面，呈 等腰直角三角形。反射面镀银，面与面之间相互垂直。这种 结构的棱镜，无论光线从哪个方向人射透射面，棱镜必将人 射光线反射回人射光的发射方向。所以测量时，只要棱镜的 透射面大致垂直于测线方向，仪器便会得到回光信号。
第一节 钢尺量距
(3)钢尺倾斜和垂曲误差。在高低不平的地面上采用钢尺水 平法量距时，钢尺不水平或中间下垂而成曲线时，都会使量 得的长度比实际长度要大。因此丈量时必须注意钢尺水平。 (4)定线误差。丈量时钢尺没有准确地放在所量距离的直线 方向上，使所量距离不是直线而是一组折线，造成丈量结果 偏大，这种误差称为定线误差。 (5)拉力误差。钢尺在丈量时所受到的拉力应与检定时拉力 相同。 (6)丈量误差。丈量时在地面上标志尺端点位置处插测钎不 准，前、后尺手配合不佳，余长读数不准等都会引起丈量误 差，这种误差对丈量结果的影响可正可负，大小不定。
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第二节 视距测量
三、视距测量误差
1.读数误差 2.标尺倾斜误差 3.视距乘常数K的误差 4.外界条件的影响
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第三节 电磁波测距
一、光电测距仪的基本原理
如图3-7所示，光电测距仪通过测量光波在待测距离D上往返 传播一次所需要的时间t2D，依下式来计算待测距离D。
D
1 2
第二节 视距测量
2.视线倾斜时计算水平距离和高差的公式 如图3-6所示，A、B两点间的水平距离D与高差h分别为:
D Kl cos2 h 1 Kl sin 2 i v
2
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第二节 视距测量
二、视距测量方法
1.量仪高 2.求视距间隔 3.计算视线倾斜角 4.计算水平距离和高差
ct2D
多法测采有定用脉距间冲离接式的测 和精定 相度法 位，来 式主测 两要定 种取。t决2D于。测根定据时测间量t2光D的波精间度接。测因定此t2，D的大方
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第三节 电磁波测距
1.脉冲式光电测距仪测距原理 脉冲式光电测距仪是将发射光波的光强调制成一定频率的尖 脉冲，通过测量发射的尖脉冲在待测距离上往返传播的时间 来计算距离。 2.相位式光电测距仪测距原理 相位式光电测距仪是将发射光波的光强调制成正弦波的形式， 通过测量正弦光波在待测距离上往返传播的相位差来解算距 离。
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第一节 钢尺量距
二、钢尺量距的精密方法
(一)钢尺检定 1.尺长方程式 由于钢尺的制造误差、使用中的变形以及受丈量时温度和拉 力不同的影响，使其实际长度和名义长度不相等。因此，丈 量之前必须对钢尺进行检定，求出它在标准拉力和标准温度 下的实际长度，以便对丈量结果加以改正。钢尺检定后，应 给出尺长随温度变化的函数式，称为尺长方程式。
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第一节 钢尺量距
2.尺长检定方法 (1)与标准尺比长。钢尺检定最简单的方法是将欲检定的钢 尺与检定过的已有尺长方程式的钢尺进行比较(认定它们的线 膨胀系数相同)，求出尺长改正数，再进一步求出欲检定钢尺 的尺长方程式。 (2)将被检定钢尺与基准线长度进行实量比较。
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第一节 钢尺量距
(二)直线定线 当地面两点之间的距离大于钢尺的一个尺段时，就需要在直 线方向上标定若干个分段点，以便于用钢尺分段丈量，这项 工作称为直线定线。 1.目测定线 目测定线就是用目测的方法，用标杆将直线上的分段点标定 出来。
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第一节 钢尺量距
2.过高地定线 如图3-1所示，M、N两点在高地两侧互不通视，欲在MN两 点间标定直线，可采用逐渐趋近法。 3.经纬仪定线 若量距的精度要求较高或两端点距离较长时，宜采用经纬仪 定线，如图3-2所示。
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第二节 视距测量
一、视距测量原理
1.视线水平时计算水平距离与高差的公式 如图3-5所示，A, B两点间的水平距离D与高差h分别为:
D Kl h iv
水准仪视线水平是根据水准管气泡居中来确定的。经纬仪视 线水平，是根据在竖盘水准管气泡居中时，用竖盘读数为 90°或270°来确定的。
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第一节 钢尺量距
(二)精密量距 1.尺长改正 由于钢尺的名义长度和实际长度不一致，丈量时就会产生误 差。设钢尺在标准温度、标准拉力下的实际长度为L，名义 长度为L0，则一整尺的尺长改正数为实际长度与名义长度之 差。 2.温度改正 对钢尺量距时的温度和标准温度不同引起的尺长变化进行的 距离改正称温度改正。 3.倾斜改正
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第一节 钢尺量距
(三)距离丈量 1.平坦地面的距离丈量 当地面平坦时可沿地面直接丈量水平距离，可先在地面定出 直线方向，然后逐段丈量，则直线的水平距离按下式计算:
D nl q
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第一节 钢尺量距
2.倾斜地面的距离丈量 (1)平量法。当两点间高差不大时，可抬高钢尺的一端，使 尺身水平进行丈量。如图3-3所示。 (2)斜量法。当倾斜地面的坡度比较均匀时，如图3-4所示。
第三章 距离测量与直线定向
第一节 钢尺量距 第二节 视距测量 第三节 电磁波测距 第四节 直线定向 第五节 坐标方位角的计算
第一节 钢尺量距
一、钢尺量距的一般方法
(一)量距工具 1.钢尺 钢尺又称钢卷尺，是用宽10~15mm、厚0.4mm的低碳 薄钢带制成的。其表面每隔1 mm刻有刻线，并每隔10cm 有数字标记。 2.皮尺 皮尺是卷式量具尺，端部有一铜环，使用时可从尺盒中拉出 任意长度，用完后卷人盒内，方便携带，长度有20m、 30m、50m三种。 3.辅助工具 钢尺量距的辅助工具有标杆、测钎和垂球等。
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第一节 钢尺量距
三、钢尺量距的误差分析
影响钢尺量距精度的因素很多，但其产生误差的来源主要有 以下儿种: (1)尺长误差。如果钢尺的名义长度和实际长度不符，则产 生尺长误差。 (2)温度误差。钢尺的长度随温度而变化，当丈量时的温度 和标准温度不一致时，将产生温度误差。
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