【测量学】测距【河海大学】
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1、量距步骤
（1）定线: 经纬仪定线，钢尺概量一整尺（约 小5cm ）打下木桩，桩顶标点定直线。
（2）测定桩顶间高差 （3）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， 必要时进行距离改化。
2、 钢尺的检定
精密钢尺出厂时在尺子上都注明 温度、拉力、 尺长，并附有尺长方程式 。
A
D
三、视距测量方法
（1）将经纬仪安置在测站 A，进行对中和整平。 （2）量取 仪器高 i
（3）将视距尺立于欲测的 B点上，分别读出上、下视 距丝和中丝读数 l，将下丝读数减上丝读数得 视距间 距n。
（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。
（5）根据测得的 n、α、i和l计算水平距离 D和高差h，
第四章
距离测量
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
第一节 卷尺丈量
一、所用主要工具 ：钢尺、皮尺
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
第一节 卷尺丈量
二、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。
c u实 ? 2 f实
D ? ? (N ? ? N) ? u(N ? ? N) 2
N值解算的一般原理
多级固定频率
测尺频率
测尺长度 精度
15MHz
10m 1cm
1.5MHz
100m 10cm
150kHz
1km 1m
15kHz
10km 10m
1.5kHz
100km 100m
三、测距仪的构造
各型号的大致相同。 主要由：
?照准头 ?控制器 ?反光镜 等组成。
再根据测站的高程计算出测点的 （高程）。
视
测区＿＿＿＿ ＿＿年＿月＿日 仪器高＿＿＿＿
距测量记录表
观测者＿＿＿＿
记录者＿＿＿＿
天 气＿＿＿＿ 测站名称＿＿ 测站高程＿＿＿
乘常数＿＿ 加常数＿＿
指标差x=＿＿
第四章 距离测量
4.1卷尺丈量 4.2视距测量 4.3光电测距 4.4全站仪
一、测距仪分类
分为目视定线和经纬仪定线两种。
1、目视定线
3
B
2
第一节 卷尺丈量
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
L
L
q
1 A
2
3
B
DAB = n L+ q
2、斜坡量距
DAB=∑Li
L1 L2 L3
DAB=L cosα
L
α
四、钢尺量距的记录方法与精度
按载波：
光波 -- 激光测距仪、红外光测距仪 微波 -- 微波测距仪
按测程：
远程 — 几十公里
中程 — 数公里至十余公里
短程 -- 3 km以下
按测定传播时间方式：
脉冲式 -- 直接测定 相位式 -- 间接测定
随着GPS技术的迅速发展，作 为长距离测量的微波测距仪和激光 测距仪正逐步退出历史舞台。特别 是微波测距仪，目前市场上已不多 见。而以激光和红外光作光源的全 站仪几乎全部为中、短程测距仪。
最终距离 D= D0+ ? Dl + ? Dt + ? Dh
六、量距的误差分析
定线误差 倾斜误差 温度误差 尺长误差 拉力误差 观测误差
B A
第四章 距离测量
4.1卷尺丈量 4.2视距测量 4.3光电测距 4.4全站仪
视距测量
一、视距测量
使用带有视距丝的仪器间接地同时测定
地面上两点间的距离和高差。所用仪器是经 纬仪（有时可用水准仪）和水准尺。
经纬仪和水准仪
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 = k×n m h = i－l
p F
g
iδ
f
d
G n
lM
B h
A
D
二、视距测量的原理和公式
2、视准轴倾斜时
D = k×n×cos2α h = D×tanα+ i －l
S
M M'
C N N' l
B
D tanα
α
h
i
一、测距仪分类
按精度指标：
mD ? a ? b ?D
a -- 固定误差 b -- 比例误差
《城市测量规范》
二、光电测距仪的基本原理
D ? 1 ct 2
脉冲式测距仪：
直接测定电磁波脉冲信号的往返传播时间，其时间测 定精度只有10-8s，测距精度受到限制。
相位式测距仪：
测定测距仪所发出的一种连续调制光波往返传播所产 生的相位移，间接测定传播时间。
四、光电测距成果整理
1 仪器常数改正
加常数改正 乘常数改正
2 气象改正
3 倾斜改正
△SC = C △SK = K×S
△SA= A×S
△Sα= S ×(COSα -1) 最终平距
D = S + △SK + △SC + △SA + △Sα
? 仪器加常数改正和乘常数改正
① 仪器加常数改正
因测距仪、反光镜的安置中心与测距中心不一致而产生 的距离改正，称仪器加常数改正。包括测距仪加常数和反光镜 加常数。
实际的尺长方程式 为：
lt ? l0 ? ? l ? l0 ? ? ? (t ? t0 )
其中：
l0 －名义长度；
lt －温度t时的实际长度；
?l －尺长改正数；
t0 －检定时的温度；
t －测量时的实时温度；
? －钢尺的膨胀系数，一般为（1.16~1.25）×10-5
。
3、距离改正
三项改正数
1）尺长改正 2）温度改正 3）倾斜改正
ND3000/2000红外测距仪
电
子
经
纬
仪
+
光
电
测
经纬仪+光电测距仪
距
仪
测距仪用反射棱镜
三、测量距离的步骤
① 将测距仪和反射镜分别安置在测段两点上；
② 望远镜瞄准反光镜相应位置， 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 始测距；
④ 记录若干次读数，为 一测回，并记录 大气温度和 气压。
当多次或用多种方法测定并确认仪器存在明显的加常数时， 应在测距成果中加入仪器加常数改正：
? SC ? C1 ? C2
? 仪器加常数改正和乘常数改正（续）
② 乘常数改正
当测距仪的实际频率偏离其标准值 时而引起一个计算改 正数的乘系数，也称为比例因子。
u ? ? ? 1?c
2 2f
c u 标 ? 2 f标
测线 整尺段数 零尺段 总长度 平均长度 精度
往
AB
返
6×50 6×50
36.537 336.537 336.482 1／3087
36.428 336.428
相对误差 K=(D 往－D返)／D平=1／M
K限=1／3000 或 1／1000
五、钢尺量距的精密方法
精密量距 ：一般指量距精度要求 高于1／3000的量距。
（1）定线: 经纬仪定线，钢尺概量一整尺（约 小5cm ）打下木桩，桩顶标点定直线。
（2）测定桩顶间高差 （3）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， 必要时进行距离改化。
2、 钢尺的检定
精密钢尺出厂时在尺子上都注明 温度、拉力、 尺长，并附有尺长方程式 。
A
D
三、视距测量方法
（1）将经纬仪安置在测站 A，进行对中和整平。 （2）量取 仪器高 i
（3）将视距尺立于欲测的 B点上，分别读出上、下视 距丝和中丝读数 l，将下丝读数减上丝读数得 视距间 距n。
（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。
（5）根据测得的 n、α、i和l计算水平距离 D和高差h，
第四章
距离测量
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
第一节 卷尺丈量
一、所用主要工具 ：钢尺、皮尺
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
第一节 卷尺丈量
二、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。
c u实 ? 2 f实
D ? ? (N ? ? N) ? u(N ? ? N) 2
N值解算的一般原理
多级固定频率
测尺频率
测尺长度 精度
15MHz
10m 1cm
1.5MHz
100m 10cm
150kHz
1km 1m
15kHz
10km 10m
1.5kHz
100km 100m
三、测距仪的构造
各型号的大致相同。 主要由：
?照准头 ?控制器 ?反光镜 等组成。
再根据测站的高程计算出测点的 （高程）。
视
测区＿＿＿＿ ＿＿年＿月＿日 仪器高＿＿＿＿
距测量记录表
观测者＿＿＿＿
记录者＿＿＿＿
天 气＿＿＿＿ 测站名称＿＿ 测站高程＿＿＿
乘常数＿＿ 加常数＿＿
指标差x=＿＿
第四章 距离测量
4.1卷尺丈量 4.2视距测量 4.3光电测距 4.4全站仪
一、测距仪分类
分为目视定线和经纬仪定线两种。
1、目视定线
3
B
2
第一节 卷尺丈量
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
L
L
q
1 A
2
3
B
DAB = n L+ q
2、斜坡量距
DAB=∑Li
L1 L2 L3
DAB=L cosα
L
α
四、钢尺量距的记录方法与精度
按载波：
光波 -- 激光测距仪、红外光测距仪 微波 -- 微波测距仪
按测程：
远程 — 几十公里
中程 — 数公里至十余公里
短程 -- 3 km以下
按测定传播时间方式：
脉冲式 -- 直接测定 相位式 -- 间接测定
随着GPS技术的迅速发展，作 为长距离测量的微波测距仪和激光 测距仪正逐步退出历史舞台。特别 是微波测距仪，目前市场上已不多 见。而以激光和红外光作光源的全 站仪几乎全部为中、短程测距仪。
最终距离 D= D0+ ? Dl + ? Dt + ? Dh
六、量距的误差分析
定线误差 倾斜误差 温度误差 尺长误差 拉力误差 观测误差
B A
第四章 距离测量
4.1卷尺丈量 4.2视距测量 4.3光电测距 4.4全站仪
视距测量
一、视距测量
使用带有视距丝的仪器间接地同时测定
地面上两点间的距离和高差。所用仪器是经 纬仪（有时可用水准仪）和水准尺。
经纬仪和水准仪
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 = k×n m h = i－l
p F
g
iδ
f
d
G n
lM
B h
A
D
二、视距测量的原理和公式
2、视准轴倾斜时
D = k×n×cos2α h = D×tanα+ i －l
S
M M'
C N N' l
B
D tanα
α
h
i
一、测距仪分类
按精度指标：
mD ? a ? b ?D
a -- 固定误差 b -- 比例误差
《城市测量规范》
二、光电测距仪的基本原理
D ? 1 ct 2
脉冲式测距仪：
直接测定电磁波脉冲信号的往返传播时间，其时间测 定精度只有10-8s，测距精度受到限制。
相位式测距仪：
测定测距仪所发出的一种连续调制光波往返传播所产 生的相位移，间接测定传播时间。
四、光电测距成果整理
1 仪器常数改正
加常数改正 乘常数改正
2 气象改正
3 倾斜改正
△SC = C △SK = K×S
△SA= A×S
△Sα= S ×(COSα -1) 最终平距
D = S + △SK + △SC + △SA + △Sα
? 仪器加常数改正和乘常数改正
① 仪器加常数改正
因测距仪、反光镜的安置中心与测距中心不一致而产生 的距离改正，称仪器加常数改正。包括测距仪加常数和反光镜 加常数。
实际的尺长方程式 为：
lt ? l0 ? ? l ? l0 ? ? ? (t ? t0 )
其中：
l0 －名义长度；
lt －温度t时的实际长度；
?l －尺长改正数；
t0 －检定时的温度；
t －测量时的实时温度；
? －钢尺的膨胀系数，一般为（1.16~1.25）×10-5
。
3、距离改正
三项改正数
1）尺长改正 2）温度改正 3）倾斜改正
ND3000/2000红外测距仪
电
子
经
纬
仪
+
光
电
测
经纬仪+光电测距仪
距
仪
测距仪用反射棱镜
三、测量距离的步骤
① 将测距仪和反射镜分别安置在测段两点上；
② 望远镜瞄准反光镜相应位置， 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 始测距；
④ 记录若干次读数，为 一测回，并记录 大气温度和 气压。
当多次或用多种方法测定并确认仪器存在明显的加常数时， 应在测距成果中加入仪器加常数改正：
? SC ? C1 ? C2
? 仪器加常数改正和乘常数改正（续）
② 乘常数改正
当测距仪的实际频率偏离其标准值 时而引起一个计算改 正数的乘系数，也称为比例因子。
u ? ? ? 1?c
2 2f
c u 标 ? 2 f标
测线 整尺段数 零尺段 总长度 平均长度 精度
往
AB
返
6×50 6×50
36.537 336.537 336.482 1／3087
36.428 336.428
相对误差 K=(D 往－D返)／D平=1／M
K限=1／3000 或 1／1000
五、钢尺量距的精密方法
精密量距 ：一般指量距精度要求 高于1／3000的量距。