第讲距离测量 ppt课件
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距离测量
§4.6 全站仪的构造和使用
全站仪即全站型电子速测仪（Electronic Total Station），它是由电子测角、电子测距、电子计 算和数据存储单元等组成的三维坐标测量系统， 测量结果能自动显示，并能与外围设备交换信息 的多功能测量仪器。
苏一光OTS812
南方NTS-960R
博飞BTS-800R
2． 2．双轴自动补偿
在仪器的作业时若全站仪纵轴倾斜，会引起角度观测 的误差，盘左、盘右观测值取中不能使之抵消。而全 站仪特有的双轴（或单轴）倾斜自动补偿系统，可对 纵轴的倾斜进行监测，并在度盘读数中对因纵轴倾斜 造成的测角误差自动加以改正。
3．键盘 ．
键盘是全站仪在测量时输入操作指令或数据的硬件， 全站型仪器的键盘和显示屏均为双面式，便于正、倒 镜作业时操作。
§4.2 钢尺量距的方法
量距工具
普通钢卷带尺：
尺宽10~15mm，长度有20m、30m和50m数种； 分划有几种：
以厘米为基本分划的，适用于一般量距； 在尺端第一分米内刻有毫米分划； 将整尺都刻出毫米分划的；
因瓦线尺：
用镍铁合金制成的，尺线直径1.5mm，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。
§4.2 钢尺量距的方法
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 1/3000 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）。 地面点的标志
临时标志：木桩 永久标志：石桩、混凝土桩
《测量学》第5章距离测量
第五章 距离测量与直线定向
距离测量是传统测量的三种基本测量工作之一， 导线测量、碎部点测量等一般需要进行距离测量。 传统距离的测量方法有钢尺量距、光电测距仪测距 和光学视距法测距等。
《测量学》第5章距离测量
5.1 钢尺量距
5.1.1 量距的工具
1. 钢尺
• 钢尺分划类型 • 零分划位置
《测量学》第5章距离测量
钢尺长度尺长会随着拉力的变化而改变，如果 测量时拉力不等于标准拉力，也会产生长度误差：
lP
P •l EA
例，某钢尺长30m，标准拉力是10kg，弹性模量 为2×106kg/cm2，其横截面积为0.03cm2，测量时 拉力为20kg，则拉力产生的长度误差为
lp E p•lA 2 16 2 k 0 k /g c 0 g 1 2 m k 0 0 .0 g c3 2 m 3m 0 0 .0m 05
《测量学》第5章距离测量
1 定线误差
ldll222l2l2
《测量学》第5章距离测量
例：使用30米钢尺量距时，如果测量某尺段时， 尺端两端的定向误差均为0.2米，定向误差引起的距 离误差为:
22 20.22
ll
2.6m 7 m 30
当尺长为50米，为使定线误差产生的量距误差小 于1/10000时，应使ε≤0.3536m
2. 其它工具
《测量学》第5章距离测量
5.1.2 直线的定线
要点：
甲在A点后1米左右处指挥，甲从在A点沿标杆的同一侧 看到A、2、B三支标杆成一条线为止。
两点间定线，一般应由远到近，即先定1点，再定2点。 乙所持标杆应竖直，利用食指和姆指夹住标杆的上部，稍 微提起，利用重心使标杆自《测然量学》竖第5章直距离。测量
如果钢尺长为50m，其它条件同上，则拉力产生 《测量学》第5章距离测量
距离测量是传统测量的三种基本测量工作之一， 导线测量、碎部点测量等一般需要进行距离测量。 传统距离的测量方法有钢尺量距、光电测距仪测距 和光学视距法测距等。
《测量学》第5章距离测量
5.1 钢尺量距
5.1.1 量距的工具
1. 钢尺
• 钢尺分划类型 • 零分划位置
《测量学》第5章距离测量
钢尺长度尺长会随着拉力的变化而改变，如果 测量时拉力不等于标准拉力，也会产生长度误差：
lP
P •l EA
例，某钢尺长30m，标准拉力是10kg，弹性模量 为2×106kg/cm2，其横截面积为0.03cm2，测量时 拉力为20kg，则拉力产生的长度误差为
lp E p•lA 2 16 2 k 0 k /g c 0 g 1 2 m k 0 0 .0 g c3 2 m 3m 0 0 .0m 05
《测量学》第5章距离测量
1 定线误差
ldll222l2l2
《测量学》第5章距离测量
例：使用30米钢尺量距时，如果测量某尺段时， 尺端两端的定向误差均为0.2米，定向误差引起的距 离误差为:
22 20.22
ll
2.6m 7 m 30
当尺长为50米，为使定线误差产生的量距误差小 于1/10000时，应使ε≤0.3536m
2. 其它工具
《测量学》第5章距离测量
5.1.2 直线的定线
要点：
甲在A点后1米左右处指挥，甲从在A点沿标杆的同一侧 看到A、2、B三支标杆成一条线为止。
两点间定线，一般应由远到近，即先定1点，再定2点。 乙所持标杆应竖直，利用食指和姆指夹住标杆的上部，稍 微提起，利用重心使标杆自《测然量学》竖第5章直距离。测量
如果钢尺长为50m，其它条件同上，则拉力产生 《测量学》第5章距离测量
测量学课件(第四章,距离测量与直线定向)
间各自读出尺上读数，记录员将两个读 数分别记在手薄中。如前尺手读数为 29.430m，后尺手读数为0.058m，这一尺 段的长度为：
29.430m－0.058m＝29.372m
为了提高丈量精度，对同一尺段需丈量 三次。三次串尺丈量的差数，一般不超 过5mm，然后取平均值作为该尺段长度 的丈量结果。
§4.1 距离丈量
1 距离丈量的常用工具
测尺 丈量距离的工具由所需距离的精度 决定。丈量距离的主要工具是测尺。 测尺的种类有以下几种：
•钢尺 •皮尺 •测绳
•钢尺(steel tape)
钢尺一般适用于要 求精度较高的距离 丈量工具。钢尺为 薄钢带制成的，长 度有20m,30m,50m 数种。钢尺多为刻 划尺。钢尺的基本分划为厘米，在每米和 每分米分划上有数字注记。使用钢尺时应 特别注意钢尺零点的位置。由于钢尺零点 位置不同，可分为端点尺和刻线尺。
直线AB全长DAB＝DA1＋D12＋D2B
•斜量法
当倾斜地面的坡度比较均匀时，如图所示：
可沿斜坡丈量出AB的斜距L，用测坡器测出地 面倾斜角 a，然后计算出AB的水平距离D。
D L cos
钢尺量距的误差分析 定线误差 钢尺尺长误差 测定地面倾斜的误差 温度误差 拉力误差 丈量本身的误差
4 距离丈量的精度要求及注意事项
•整尺法
丈量时由两人进行，各持钢尺的一端，前者 称为前尺手，后者称为后尺手。前尺手拿测 钎和标杆，后尺手将钢尺零点对准起点，前 尺手沿丈量方向拉直尺子，并由后尺手定方 向。当前、后尺手同时将钢尺拉紧、拉平、
拉稳时，后尺手准确地对准起点，同时前尺手 将测钎垂直插到终点处，这样就完成了第一尺 段的丈量工作。两人同时抬尺前进，后尺手走 到插测钎处停下，重复上面作业，量出第二尺 段，后尺手拔起测钎套入铁环内，再继续前进。 依同法量至终点。若末一段不足一整尺时，应 利用尺端刻有毫米的分划线量出零数。其两点 间的水平距离为：
测量学课件第四章 距离测量和三角高程测量-PPT精选文档
直 平 准 目估定线，保证量距时沿直线方向进行 地面平整，钢尺水平 每尺段端点标志精确
测钎
1.一般方法量距
A
SAB=n+
B
为整尺段长 为余长
2019/2/18
课件
5
直线定向 1、两点间定线
2、过山头定线
2019/2/18
课件
6
3、延长直线
C1
A B C C2
2019/2/18
§4-1
卷尺量距
卷尺量距概 述
一般量距方法 量距相对精度： 1200015000 主要用途：图根导线边长丈量、一般工 程的距离放样。
精密量距方法 量距相对精度：110000140000 主要用途：砼、钢结构等较精密工程的 放样等。
2019/2/18 课件 4
钢尺量距的作业要求
1.一般方法量距：
P dl l E P 张力强度。 E 弹性模量
简单的尺长鉴定
0 k 0 0 0 k 0 0 lt l l ( t t ） ( l l ( t t ） ) t l l l
在平坦的地面（宜在室内，使两尺温度 相同）把待检定的尺子与高精度的标准 尺比较而求得Δ´k
k
S标准S' n
钢尺尺长鉴定
尺号: 015 名义长度 : 30m 测 程序 丈 量 丈 量 温 度 测量值 m 回 时间 温度 差 t t-20 1 往 9 ： 5 0 2 9 ． 3 + 9 .3 1 1 9 .9 7 3 返 2 9 ． 5 + 9 .5 1 1 9 .9 7 3 2 3 0 .4 + 1 0 .4 1 1 9 .9 7 0 往 3 0 .5 + 1 0 .5 1 1 9 .9 7 0 返 3 1 0 :4 0 3 0 .2 + 1 0 .2 1 1 9 .9 7 2 往 3 1 .1 + 1 1 .1 1 1 9 .9 7 3 返
测钎
1.一般方法量距
A
SAB=n+
B
为整尺段长 为余长
2019/2/18
课件
5
直线定向 1、两点间定线
2、过山头定线
2019/2/18
课件
6
3、延长直线
C1
A B C C2
2019/2/18
§4-1
卷尺量距
卷尺量距概 述
一般量距方法 量距相对精度： 1200015000 主要用途：图根导线边长丈量、一般工 程的距离放样。
精密量距方法 量距相对精度：110000140000 主要用途：砼、钢结构等较精密工程的 放样等。
2019/2/18 课件 4
钢尺量距的作业要求
1.一般方法量距：
P dl l E P 张力强度。 E 弹性模量
简单的尺长鉴定
0 k 0 0 0 k 0 0 lt l l ( t t ） ( l l ( t t ） ) t l l l
在平坦的地面（宜在室内，使两尺温度 相同）把待检定的尺子与高精度的标准 尺比较而求得Δ´k
k
S标准S' n
钢尺尺长鉴定
尺号: 015 名义长度 : 30m 测 程序 丈 量 丈 量 温 度 测量值 m 回 时间 温度 差 t t-20 1 往 9 ： 5 0 2 9 ． 3 + 9 .3 1 1 9 .9 7 3 返 2 9 ． 5 + 9 .5 1 1 9 .9 7 3 2 3 0 .4 + 1 0 .4 1 1 9 .9 7 0 往 3 0 .5 + 1 0 .5 1 1 9 .9 7 0 返 3 1 0 :4 0 3 0 .2 + 1 0 .2 1 1 9 .9 7 2 往 3 1 .1 + 1 1 .1 1 1 9 .9 7 3 返
工程测量ppt第四章 距离测量
测 量 次 数 1
前尺读数
后尺读数 （m) 29.946 0.051 29.952 0.055 29.943
温度
温度改正 （mm)
高差(m)
倾斜改正 （mm)
改正后的尺段长度（m)
备注
29.895
25.8°C
0.272
A-1
2
29.897
29.896 +2.1 -1.2
2.5
29.8994
3 0.047 29.933 0.016 29.96 0.045 29.952 0.036
29.896
1
29.917
27.6°C 29.916 +2.7
+0.174 2.5 -0.5 29.9207
1-2
2
29.915
此记录表是记录A至 B往测数据
3
29.916
…… …… …… …… …… ……… ……… …… …… 1 1.88 0.076 1.87 0.064 1.86 1.804
27.5°C
4 钢尺精密量距的成果整理
⑵温度改正 设钢尺在检定时的温度为t0℃，丈量时 的温度为t℃，钢尺的线膨胀系数α。则某 尺段l的温度改正为： Δlt=α(t-t0)l
4 钢尺精密量距的成果整理
⑶ 倾斜改正 设沿地面量斜距为l，测得高差为h,换成平距d要进行 倾斜改正。
l h
改正公式为：
d
2 2 1/ 2
视距测量精度一般为 1/200 ～ 1/300 ，精密视距测 量可达 1/2000 。由于视距测 量用一台经纬仪即可同时完 成两点间平距和高差的测量 ，操作简便，所以当地形起 伏较大时，常用于碎部测量 和图根的加密。
视线水平时
测量学第四章 距离测量
l d l 0.00 25 l ( 29.89 6) m 0.00 25 m l0 30
2）温度改正
lt (t t0 )l 1.25105 / 0C (25.80 C 200 C ) 29.896m 0.0022 m
3）倾斜改正
h2 (0.272m) 2 l h 0.0012 m 2l 2 29.896m
真北 磁北
磁子午线方向
坐标纵轴方向
坐标北
Amபைடு நூலகம்
α
A
1
2
由于地面各点的真北
（或磁北）方向互不平行，
γ
x
γ
用真（磁）方位角表示直
线方向会给方位角的推算 带来不便，所以在一般测 量工作中，常采用坐标方 位角来表示直线方向。
坐标北与真北的关系
o P2 P1 y
2）几种方位角之间的关系 磁偏角δ—真北方向与磁北方向之间的夹角；
§4-3 方位角测量
二、间接测定： 利用已知方向测定夹角后进行计算。
l h d l
1 (l 2 h 2 ) 2
l l (1
h l
2
2
1 )2
l
将上式
(1
2 1 h 2 ) 2
l
项展开成级数：
Ｌ
h2 h4 h2 h4 lh l (1 2 4 ) 1 3 2 l 2l 8l 8l
二、 钢尺量距的一般方法
• 钢尺量距的基本要求是：平、准、直
1、直线定线
标定各尺段端点在同一直线上的工作称为直线定线。 1、目估定线
2、平坦地面的量距 A、B两点间的水平距离为：
式中：n —尺段数；
2）温度改正
lt (t t0 )l 1.25105 / 0C (25.80 C 200 C ) 29.896m 0.0022 m
3）倾斜改正
h2 (0.272m) 2 l h 0.0012 m 2l 2 29.896m
真北 磁北
磁子午线方向
坐标纵轴方向
坐标北
Amபைடு நூலகம்
α
A
1
2
由于地面各点的真北
（或磁北）方向互不平行，
γ
x
γ
用真（磁）方位角表示直
线方向会给方位角的推算 带来不便，所以在一般测 量工作中，常采用坐标方 位角来表示直线方向。
坐标北与真北的关系
o P2 P1 y
2）几种方位角之间的关系 磁偏角δ—真北方向与磁北方向之间的夹角；
§4-3 方位角测量
二、间接测定： 利用已知方向测定夹角后进行计算。
l h d l
1 (l 2 h 2 ) 2
l l (1
h l
2
2
1 )2
l
将上式
(1
2 1 h 2 ) 2
l
项展开成级数：
Ｌ
h2 h4 h2 h4 lh l (1 2 4 ) 1 3 2 l 2l 8l 8l
二、 钢尺量距的一般方法
• 钢尺量距的基本要求是：平、准、直
1、直线定线
标定各尺段端点在同一直线上的工作称为直线定线。 1、目估定线
2、平坦地面的量距 A、B两点间的水平距离为：
式中：n —尺段数；
第五章距离测量
一.视距测量原理
1.视线水平时的距离和高差公式 1.视线水平时的距离和高差公式
16
视距间隔l = N - M D = d + f + δ 令K c D D h = = = = =
l d= f p f D = l + ( f +δ ) p
——视距乘常数 f/p ——视距乘常数； f+δ ——视距加常数 f+δ ——视距加常数 通常取K Kl + c 通常取K＝100, c ≈ 0, 100l ii-v
13
距离丈量的误差及注意事项
影响丈量精度的因素： 影响丈量精度的因素： 定线误差、倾斜误差、对点误差、读数误差、尺长误差、 定线误差、倾斜误差、对点误差、读数误差、尺长误差、 温度变化的影响、拉力不均匀、尺垂曲、 温度变化的影响、拉力不均匀、尺垂曲、地形起伏的影响 等。 若要达到1/2000的精度， 若要达到1/2000的精度， 1/2000的精度 则单项误差的影响不得 大于尺长的1/10000, 大于尺长的1/10000,即 1/10000,即 30m钢尺，误差<3mm 30m钢尺，误差<3mm。 <3mm。 钢尺 (1).定线偏差 (1).定线偏差<0.42/2m; 定线偏差<0.42/2m; (2).倾斜误差<1° (2).倾斜误差<1°,或h<0.4m; 倾斜误差<1
20
§4-3 电磁波测距仪测距
概述：利用发射电磁波来测定距离的各种测距仪统称EDM。 EDM。 概述：利用发射电磁波来测定距离的各种测距仪统称EDM
一.光电测距基本原理
1.原理 1.原理
D=1 ct 2 Nhomakorabea21
2.分类 分类 按光源分: 按光源分 光电 普通光源
第4章-距离测量
将发射光波的光强调制成高频光脉冲，再由时标振荡器 产生时标脉冲(周期T0)，二者都经过电子门；发射 脉冲光打开电子门，反射回来的脉冲光关闭电子门；在 开关门之间，时标脉冲计数器计数为m；则 mT0 为脉冲 光往返传播 时间 t ， 据 此可根据光 速计算距离：
1 S CmT0 2
61 19
（二）相位式测距
用高频电振荡(周期T )将发射光进行振幅调制,使光强随 电振荡而产生周期性的明暗(相位φ)变化；调制光在测程 上往返传播，同一瞬间仪器的发射光与接收光产生相位 差Δφ，据此可算出光波往返传播时间t 。
61
20
设光速为C,调制振荡频率为f,振荡周期T=1 / f,则调制光 的波长为： CT C C f f T 调制光在测程的往返传播时间t内，变化N个整周(NT)和 一个零数Δ T，即 t NT T T N 代入电磁波 2 测距基本公 式，得到：
四、 光电测距的精度分析
（一）光电测距的误差来源
1.调制频率误差
C N 根据 C f , S 2f 2
dS df 得到： S f
调制频率的相对误差使距离测量产生相同的相对误差
2.气象参数测定误差 0.2904 p 6 根据 A 279 10 , S A A S ' 1 0.00366t 得到：dA 0.28dp 0.97dt , dS A dA S '
S nl0 l D S h
2 2
B
B
h
S
S h
AA
D
61
D
8
四、 钢尺长度检定
钢尺两端分划之间的标准长度称为实际长度，末端分划 的注记长度称为名义长度。丈量时的地面温度对尺长也 有影响。经过钢尺长度检定，得到尺长方程式，用以计 算量得的实际长度。
1 S CmT0 2
61 19
（二）相位式测距
用高频电振荡(周期T )将发射光进行振幅调制,使光强随 电振荡而产生周期性的明暗(相位φ)变化；调制光在测程 上往返传播，同一瞬间仪器的发射光与接收光产生相位 差Δφ，据此可算出光波往返传播时间t 。
61
20
设光速为C,调制振荡频率为f,振荡周期T=1 / f,则调制光 的波长为： CT C C f f T 调制光在测程的往返传播时间t内，变化N个整周(NT)和 一个零数Δ T，即 t NT T T N 代入电磁波 2 测距基本公 式，得到：
四、 光电测距的精度分析
（一）光电测距的误差来源
1.调制频率误差
C N 根据 C f , S 2f 2
dS df 得到： S f
调制频率的相对误差使距离测量产生相同的相对误差
2.气象参数测定误差 0.2904 p 6 根据 A 279 10 , S A A S ' 1 0.00366t 得到：dA 0.28dp 0.97dt , dS A dA S '
S nl0 l D S h
2 2
B
B
h
S
S h
AA
D
61
D
8
四、 钢尺长度检定
钢尺两端分划之间的标准长度称为实际长度，末端分划 的注记长度称为名义长度。丈量时的地面温度对尺长也 有影响。经过钢尺长度检定，得到尺长方程式，用以计 算量得的实际长度。
第四章 距离测量 PPT
K D A B D BA 1.2 9m 9 8 1.3 0m 0 20 .0m 41
D av
1.3 0m 0 1.3 0m 032
9
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交
10
武汉科技大学城建学院
4.1 钢尺量距
❖ 倾斜地面的量距
当地面坡度较大，不可能将整根钢尺拉平丈量时，
则可将直线分成若干小段进行丈量。每段的长度视坡
t 设钢钢尺尺的在 线检 膨定 胀时 系的 数温 为度（为一t般0℃为，1丈.2量1时0的5～温1.度25为10℃5 ，/℃
），则因温度变化引起的尺长改正简称为温度改正。
尺段l的温度改正数 l t 为：
lt (tt0)l
18
4.1 钢尺量距
3）倾斜改正
当Ｌ为斜距时应换算成平距d，则倾斜改正值为：
将lh 上 式d (1lhl(l222 ) 12 项h2 展)1 2开l成 级l(1 数 ：h l2 2)1 2l
A
A
1
2
3
4
14
B 5B
4.1 钢尺量距
2、量距 量距是用经过检定的钢尺，两人拉尺，两人读数，
一人记录及观测温度。量距时由后尺手用弹簧秤控制 施加于钢尺的拉力(30 m钢尺，标准拉力为100 N)。 前、后读数员应同时在钢尺上读数，估读到0.5mm。 每尺段要移动钢尺三次不同位置，三次丈量结果的互 差不应超过3mm，取三段丈量结果的平均值作为尺段 的最后结果。
解： D A B n q l4 3 m 0 9 . 9 m 8 1 . 9 2 m 8 9
D B A n q l4 3 m 0 1 . 0 m 0 2 1 . 0 3 m 2 0
D a v 1 2 (D A B D B ) A 1 2 ( 1.9 2 m 8 9 1.0 3 m 2 0 1. ) 0 3 m 0 0
测量学第04章-距离测量
皮 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上 的若干点，以便分段丈量。
方 法: 目视定线和经纬仪定线。
1、目视定线
3
B
2
1 A
2、经纬仪定线
B 1 2 A
三、钢尺量距的一般方法
方法
特点
劳动强度大，工作效率低，受 钢尺测量 地形影响大，精度为
1/1000~1/4000
观测速度快，操作方便，不受
视距测量
地形限制，精度为1/200~1/300， 测程小。广泛应用在地形测量
中。
光电测距 观测速度快，测程大，不受地
第四章 距离测量
4.1 钢尺量距 4.2 视距测量 4.3 光电测距 4.4 全站仪及GPS测距
（4）在中丝不变的情况下读取竖直度盘读数 ，并将竖盘读数换算为竖直角α。
三、视距测量方法
（5）根据n、α、i和l计算水平距离D和高差h， 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
器等高的位置上，则h=Dtgα +i-l =Dtgα
• 为了计算n方便，可将下丝卡在尺的整数上。
六、量距的误差分析
定线误差 尺长误差 倾斜误差 温度误差 拉力误差 丈量本身的误差
B A
第四章 距离测量
4.1 钢尺量距 4.2 视距测量 4.3 光电测距 4.4 全站仪及GPS测距
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上 的若干点，以便分段丈量。
方 法: 目视定线和经纬仪定线。
1、目视定线
3
B
2
1 A
2、经纬仪定线
B 1 2 A
三、钢尺量距的一般方法
方法
特点
劳动强度大，工作效率低，受 钢尺测量 地形影响大，精度为
1/1000~1/4000
观测速度快，操作方便，不受
视距测量
地形限制，精度为1/200~1/300， 测程小。广泛应用在地形测量
中。
光电测距 观测速度快，测程大，不受地
第四章 距离测量
4.1 钢尺量距 4.2 视距测量 4.3 光电测距 4.4 全站仪及GPS测距
（4）在中丝不变的情况下读取竖直度盘读数 ，并将竖盘读数换算为竖直角α。
三、视距测量方法
（5）根据n、α、i和l计算水平距离D和高差h， 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
器等高的位置上，则h=Dtgα +i-l =Dtgα
• 为了计算n方便，可将下丝卡在尺的整数上。
六、量距的误差分析
定线误差 尺长误差 倾斜误差 温度误差 拉力误差 丈量本身的误差
B A
第四章 距离测量
4.1 钢尺量距 4.2 视距测量 4.3 光电测距 4.4 全站仪及GPS测距
第4章距离测量三
26
a
视距测量一、视线水平时
n
D
f
• 十字丝板上有两根视距丝，它 们在物镜光心处的张角φ基本是
不变的。两根视距丝在物方象 的间距与距离成正比
所以 Dn
f a
tg(n/2)
100n
ctgf 10 ， 0 所 3 以 4
2a
27
一.视线水平时视距测量公式
1.视距公式： 2.高差公式：
f
57
CT C f
C f T
S
tN TT
S 1 2 C 1 2 t(N ) 2(N )
43
下图是徕卡公司生产的DI1000红外相位式测距仪， 它不带望远镜，发射光轴和接收光轴是分立的， 仪器通过专用连接装置安装到徕卡公司生产的光学经纬仪或电子经纬仪上。 测距时，当经纬仪的望远镜瞄准棱镜下的照准觇牌时， 测距仪的发射光轴就瞄准了棱镜， 使用仪器的附加键盘将经纬仪测量出的天顶距输入到测距仪中， 即可计算出水平距离和高差。
ShS'co sS'S'2 h22 h S 2'21
五、钢尺量距的成果整理
已知 l30 m1.8mm 0.36 (t20 )mm
量得
s´=234.943m; t=27.4°Ç; h=2.54m
S k S ' l0 k 23 .94 4 3 3 1 .8 0 0 .01 m 4
返
2 9． 5 + 9 .5 11 9.973 + 13 .7 11 9.986 7
2往
3 0.4 + 10 .4 11 9.970 + 15 .0 11 9.985 0
距离测量与测设PPT课件
• [例] HA=35.32m，i=1.39m， • 上、下丝读数为1.264m，2.336m， • 盘左竖盘读数L=82°26′00″，竖盘指标差x=1′ • 求两点间平距和高差 • [解]：视距间隔——l=2.336－1.264=1.072m • 竖角——α =90°－82°26′00″+1′=7°35′ • 平距——D= Klcos2α=105.33m • 中丝——v=(上丝+下丝)/2=1.8m
• ② 斜量法——量斜距，测高差或竖角化算平距
• D=S cosα=√S2－h2
• 4.钢尺量距精密方法 • 一般方法相对误差——1/1000~1/5000 • 精密方法相对误差——1/10000~1/40000 • 主要工具——钢尺、弹簧秤、温度计、尺夹等 • 检验钢尺——尺长方程式 • 量距时用弹簧秤施加鉴定时的拉力(15kg) • 距离——加温度与尺长改正 • 5.钢尺量距误差分析 • （1）尺长误差——钢尺名义长与实际长不符误差 • ——累积性，量距越长，误差越大 • （2）温度误差——温度变化1℃，量距30m——
• （4）大气折光影响 • 近地面大气折光——视线弯曲 • 日光照射、大气湍流——成像晃动 • 风力使标尺摇动
• 视距测量 • 不使视线太贴近地面 • 成像晃动剧烈或风力较大——停止观测 • 阴天且有微风——最有利观测气象条件
三、水平距离测设
• 1.概念 • 所谓已知距离的测设，一般是指已知水平距离的测设。是从地面上一个已知
• 往、返丈量，返测重新定线
• 往、返量距相对误差K=|DAB－DBA|/D≤1/3000
• 例—— DAB=162.73m， DBA=162.78m • 相对误差K=|162.73－162.78|/162.755=1/3255< 1/3000
距离测量解析PPT课件
1
2
前尺手
6
第6页/共37页
B 后尺手
钢尺测距的基本工作步骤：2.1平量法
2.1.平量法：用于平坦地面或不均匀倾斜地面的距离丈量。
2.1.1.平坦Байду номын сангаас面平量法
• 丈量工作一般由2～3人进行。拉尺员分为“前尺手”和“后尺 手”。
• 在直线两端点A、B竖立标杆（或小测钎,见右下图），后尺手持 钢尺的零端位于B点，前尺手持钢尺的末端和一组测钎沿BA方向 前进，行至第一个分段点处停下，将钢尺拉在B1方向线上，拉平、 拉直。
l 2
ctg
2
• 设计经纬仪和水准仪时，望远镜十字丝分划板上的上、下丝相对
于仪器中心的张角为34′22." 6；并使右下图中的F位于仪器的 几何中心（即f+δ ＝0），于是有： D ＝ 100 l
• 式中l为MN的长度，即下丝和上丝在标尺上的读数之差，叫视距
读数。
γ
14
第14页/共37页
光学测距的原理
• 设发射光波的时刻为t1，接收光波的时刻为t2，则时间间隔为： t2D＝t2－t1，t2D即光波在待测的A、B两点间往返传播所花的时 间。
20
第20页/共37页
2.光电测距的原理
• 设光波在大气中的传播速度为C，则有： 2D＝C× t2D D＝ C× t2D /2
• 由此可见，只要测出发射和接收光波的时间差t2D就可求出距离D。 • 上式成立的前提条件是光波在大气中的传播速度C为已知。由物
• 钢尺量距是用钢尺沿地面直接丈量距离。
• 过去，钢尺量距是主要的精密测距方法，现代也有使用。
• 钢尺是钢制的薄带尺，长度有20米、30米和50米几种。尺面上 有米、分米、厘米、毫米刻划线（有些尺子仅起点处有毫米刻 划），注记到厘米。钢尺通常卷放在圆形金属盒内或金属架上， 故又称作“钢卷尺”。钢尺外形如下图所示。
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2 l BM BN
ε
O
α
D
M Ql N
B
DKclo 2s l si2 n
4K
KcLo2s
视距读数练习
特点：
–精度较低，一般低于直接丈量 –随距离增大精度大大降低 –方便灵活，不受地形限制
电磁波测距
一、基本原理
D
一
D
1 2
Ct2D
B
测距仪系列
5公里 3公里 1公里
二、电磁波测距仪的分类 1 、按载波分
p
p
ε
l
DC l
f
p
f
C
D
一
N B
D f l C kl p
二、视距常数的测定
b1
b2
b3
b4
b5
a1
a2
a3
a4
a5
25 Kl1 C 50 Kl2 C . . . . . . . . .. . . . . . . . ..
三、倾斜视距测量原理
BN D
tg (-
)
2
BM D tg ()
Φ=ωt 2D
电磁波传输时间：
t2D
2f
所测距离：
D 1 2 C 2 D tC 2 2 f 2 2 2 (N N )
N ：相位变化整周数，△N：不足整周的尾数
2 、相位法测距仪的构成及测相原理
（ 1 ）构成
晶体震荡器 发光二极管
发射光路
参 考 本机震荡器 信
号
光电二极管
接收光路
（ 4 ）内部相位漂移的消除
A
内光路小棱镜
发射
反
B
射
导光管
Hale Waihona Puke 接收镜外t2D
内td
外 内 t2 D td
五、成果整理
1 、斜距计算
（ 1 ）加常数改正 C
（ d1+C)+(d2+C)=d3+ C
C=d3-d1-d2
A
d1
B
C
d2
D
（ 2 ）气象改正
光的传播速度与气压、温度有关，即测尺长度发生变化， 所加改正数称为气象改正，与距离成正比
标准大气状态为 760mmHg 20C°
2 、距离归算
（ 1 ）水平距离归算
S (D2 h2)
S D co s
（ 2 ）水平距离归算到参考椭球面
SS0(1-
H mζ ) R mH mζ
（ 3 ）参考椭球面化算到高斯平面
D S(1 y2m ) 2R2m
H
m
O
a
A
C
So
B So
S
b
R
m
三、光电脉冲法测距
时钟脉冲
触
电子门
发
器
脉冲发射 脉冲接收
计数显示
A
D
反 射 器
B
时间测定： 1 、脉冲计数测时 2 、模拟－数字测时（电容充电）
四、相位法测距
测
信号发射
反
1 、基本原理
射
相
信号接收
器
A
D
B
发送时： 接收到时：
则相位差：
I1 Asti n0 ( )
I 2 At s i ω 2 n D t ( 0 )
•当 地 面 平 坦 时
二.钢尺的分类：
三、钢尺检定
钢尺检定：求定尺长方程式的过程 尺长方程式形式为：
1.25 × 10 -5 / C
L 0L 名 ＋ L ＋ L 名 （ tt0 ）
尺长改正数
膨胀系数
检定时温度
检定方法：测定已知长度L0，所得结果L测，则尺长改正数
为 Δ LL0L测 ,同时记录温度t0。
距离测量
距离测量概述
一、距离的概念 距离是指两点之间的地面实际长度 不同高程的两点间的距离称为斜距 水平面上两点间的距离称为平距 我国一般用米作距离的单位 二、距离测量常用方法 1 、直接丈量 2 、视距测量 3 、电磁波测距
钢尺量距
一.直接丈量：用经过鉴定的钢尺（或皮尺）直接量 取两点的距离，再进行一系列改正（如尺长、温度、 倾斜的改正等），得到两点间的平距。
测距信号
基准混频 测距混频
（ 2 ）测相原理
测相
混频：产生一低频信号，其频率为 两输入信号的频率之差。
测相：测定两信号的相位差，频率 较低时测定精度高 0 － 2 π。
反 射 镜
入射光 出射光
测相原理
er
整形通道1
em
整形通道2
er em er
em
Q
cp
Y1
QQ
SR
Y1
Y2
计数器
CP
Tg
时钟脉冲 闸门脉冲
控制一次测量时间
▪R 低时， Q 恒低；
▪R 高时， S 高则 Q 低， S 低则 Q 高。
（ 3 ）整周数 N 的确定方法 若λ/2> 测程时 N ＝ 0 ， N 无需确定但当测程较大时，λ就必 须很大，在测相精度一定的情况下，测距精度将降低。为解 决此矛盾，在测距仪中，常采用多频率测距措施：。
直接测尺频率方式：如测定长度为 573.682 米，设置两个频 率测尺，λ/2 分别为 10 米和 1000 米，分别测定的长度 3.682 米和 573.6 米，两个结果组合为 573.682 米。
间接测尺频率方式：两个频率测定的相位差之差与其差频信 号测定的相位差相等，即相当于设置了又一个频率较低的信 号。
电磁波测距仪
光电测距仪 微波测距仪
单载波 多载波
白炽灯和汞灯
红外线 激光
2 、按测程分 短程 <3km 中程 3 － 5km
远程 >15km
3、按精度分为1（<5mm)、2(5-10mm)、3(11-20mm)级
测距仪的精度指标： m d AB D
依据测定时间的方法不同，光电测距有如 下几种：
1 、变频法 2 、相位法 3 、干涉法 4 、脉冲法
四、量距方法
1 、定线
2 、距离丈量
3 、测定高差
A
1
2
3
B
五、成果整理
1 、计算尺长改正数
C1
L L名
d测
2 、计算温度改正数 C 2 d 测 （ tt0 ）
3 、计算倾斜改正数 C3
h2 2d 测
4 、计算改正后长度 dd 测 C 1 C 2 C 3
视距测量
一、水平视距原理
M 仪器中心
十字丝面
ε
O
α
D
M Ql N
B
DKclo 2s l si2 n
4K
KcLo2s
视距读数练习
特点：
–精度较低，一般低于直接丈量 –随距离增大精度大大降低 –方便灵活，不受地形限制
电磁波测距
一、基本原理
D
一
D
1 2
Ct2D
B
测距仪系列
5公里 3公里 1公里
二、电磁波测距仪的分类 1 、按载波分
p
p
ε
l
DC l
f
p
f
C
D
一
N B
D f l C kl p
二、视距常数的测定
b1
b2
b3
b4
b5
a1
a2
a3
a4
a5
25 Kl1 C 50 Kl2 C . . . . . . . . .. . . . . . . . ..
三、倾斜视距测量原理
BN D
tg (-
)
2
BM D tg ()
Φ=ωt 2D
电磁波传输时间：
t2D
2f
所测距离：
D 1 2 C 2 D tC 2 2 f 2 2 2 (N N )
N ：相位变化整周数，△N：不足整周的尾数
2 、相位法测距仪的构成及测相原理
（ 1 ）构成
晶体震荡器 发光二极管
发射光路
参 考 本机震荡器 信
号
光电二极管
接收光路
（ 4 ）内部相位漂移的消除
A
内光路小棱镜
发射
反
B
射
导光管
Hale Waihona Puke 接收镜外t2D
内td
外 内 t2 D td
五、成果整理
1 、斜距计算
（ 1 ）加常数改正 C
（ d1+C)+(d2+C)=d3+ C
C=d3-d1-d2
A
d1
B
C
d2
D
（ 2 ）气象改正
光的传播速度与气压、温度有关，即测尺长度发生变化， 所加改正数称为气象改正，与距离成正比
标准大气状态为 760mmHg 20C°
2 、距离归算
（ 1 ）水平距离归算
S (D2 h2)
S D co s
（ 2 ）水平距离归算到参考椭球面
SS0(1-
H mζ ) R mH mζ
（ 3 ）参考椭球面化算到高斯平面
D S(1 y2m ) 2R2m
H
m
O
a
A
C
So
B So
S
b
R
m
三、光电脉冲法测距
时钟脉冲
触
电子门
发
器
脉冲发射 脉冲接收
计数显示
A
D
反 射 器
B
时间测定： 1 、脉冲计数测时 2 、模拟－数字测时（电容充电）
四、相位法测距
测
信号发射
反
1 、基本原理
射
相
信号接收
器
A
D
B
发送时： 接收到时：
则相位差：
I1 Asti n0 ( )
I 2 At s i ω 2 n D t ( 0 )
•当 地 面 平 坦 时
二.钢尺的分类：
三、钢尺检定
钢尺检定：求定尺长方程式的过程 尺长方程式形式为：
1.25 × 10 -5 / C
L 0L 名 ＋ L ＋ L 名 （ tt0 ）
尺长改正数
膨胀系数
检定时温度
检定方法：测定已知长度L0，所得结果L测，则尺长改正数
为 Δ LL0L测 ,同时记录温度t0。
距离测量
距离测量概述
一、距离的概念 距离是指两点之间的地面实际长度 不同高程的两点间的距离称为斜距 水平面上两点间的距离称为平距 我国一般用米作距离的单位 二、距离测量常用方法 1 、直接丈量 2 、视距测量 3 、电磁波测距
钢尺量距
一.直接丈量：用经过鉴定的钢尺（或皮尺）直接量 取两点的距离，再进行一系列改正（如尺长、温度、 倾斜的改正等），得到两点间的平距。
测距信号
基准混频 测距混频
（ 2 ）测相原理
测相
混频：产生一低频信号，其频率为 两输入信号的频率之差。
测相：测定两信号的相位差，频率 较低时测定精度高 0 － 2 π。
反 射 镜
入射光 出射光
测相原理
er
整形通道1
em
整形通道2
er em er
em
Q
cp
Y1
SR
Y1
Y2
计数器
CP
Tg
时钟脉冲 闸门脉冲
控制一次测量时间
▪R 低时， Q 恒低；
▪R 高时， S 高则 Q 低， S 低则 Q 高。
（ 3 ）整周数 N 的确定方法 若λ/2> 测程时 N ＝ 0 ， N 无需确定但当测程较大时，λ就必 须很大，在测相精度一定的情况下，测距精度将降低。为解 决此矛盾，在测距仪中，常采用多频率测距措施：。
直接测尺频率方式：如测定长度为 573.682 米，设置两个频 率测尺，λ/2 分别为 10 米和 1000 米，分别测定的长度 3.682 米和 573.6 米，两个结果组合为 573.682 米。
间接测尺频率方式：两个频率测定的相位差之差与其差频信 号测定的相位差相等，即相当于设置了又一个频率较低的信 号。
电磁波测距仪
光电测距仪 微波测距仪
单载波 多载波
白炽灯和汞灯
红外线 激光
2 、按测程分 短程 <3km 中程 3 － 5km
远程 >15km
3、按精度分为1（<5mm)、2(5-10mm)、3(11-20mm)级
测距仪的精度指标： m d AB D
依据测定时间的方法不同，光电测距有如 下几种：
1 、变频法 2 、相位法 3 、干涉法 4 、脉冲法
四、量距方法
1 、定线
2 、距离丈量
3 、测定高差
A
1
2
3
B
五、成果整理
1 、计算尺长改正数
C1
L L名
d测
2 、计算温度改正数 C 2 d 测 （ tt0 ）
3 、计算倾斜改正数 C3
h2 2d 测
4 、计算改正后长度 dd 测 C 1 C 2 C 3
视距测量
一、水平视距原理
M 仪器中心
十字丝面