距离测量

第四章距离测量

第一节直接测量的工具和直线定线

一、直接测距的工具

直接测距（或直接量距）的工具有：钢尺、皮尺、测绳等，如图4-1所示；辅助工具为测钎、测杆、垂球等；若丈量精度较精确，尚须拉力计（弹簧秤）、温度计。

（a）钢尺（b）皮尺（c）测绳

图4-1直接测距的工具

从测距精度的角度来看，钢尺量距较为精确，皮尺量距较为粗略，测绳的精度最低，但三种工具测距的基本方法是一致的。因此，本文主要介绍钢尺直接量距。

1．钢尺

钢尺也称钢卷尺，如图4-1（a）所示。尺身宽为10~15mm，尺长有20m、30m或50m 等几种规格。钢尺的按照基本分划的大小，有以厘米为基本分划，适用于一般量距；也有以厘米为基本分划，但尺端第一分米内有毫米分划；更有以毫米为基本划分，后两者适用于较精密的丈量。钢尺的各分米和米的分划线上都有数字注记，按其零点位置的不同，分为端点尺和刻线尺两种，如图4-2所示。端点尺以尺的最外端点作为尺的零点，刻线尺以刻在尺前端“0”刻划线作为尺的零点。钢尺刻划线的最大注记值，通常称为钢尺的名义长度。例如所谓50m钢尺，即钢尺名义长度为50m。

钢尺的优点：钢尺抗拉强度高，不易拉伸，所以量距精度较高，在工程测量中常用钢尺量距。钢尺的缺点：钢尺性脆，易折断，易生锈，使用时要避免扭折、防止受潮。

（a）端点尺

（b）线划尺

图4-2端点尺与线划尺

2．测钎

测钎一般用钢筋制成，上部弯成小圆环，下部磨尖，直径3～6mm，长度30～40cm。钎上可用油漆涂成红、白相间的色段，如图4-3（a）所示。通常6根或11根系成一组。量距时，将测钎插入地面，用以标定尺端点的位置，亦可作为近处目标的瞄准标志。

3．测杆

测杆，也称标杆或花杆，多用木料或铝合金制成，直经约3cm、全长有2m、2.5m及3m 等几种规格。杆上油漆成红、白相间的20cm色段，非常醒目，测杆下端装有尖头铁脚，便于插入地面，作为照准标志，如图4-3（b）所示。

（a）测钎（b）测杆

图4-3测钎与测杆

4．锤球、弹簧秤和温度计等

锤球用金属制成，上大下尖呈圆锥形，上端中心系一细绳，悬吊后，锤球尖与细绳在同一垂线上，如图4-4所示。它常用于在斜坡上丈量水平距离。弹簧秤和温度计等将在精密量距中应用，如图4-5所示。

图4-4垂球

图4-5弹簧秤与温度计

二、直线定线

在直线上确定临时点的工作称为直线定线。用于两点间距离较远，或地表起伏，一尺段不能量完时，则在直线上标定若干临时点，以便分段丈量。相邻临时点间长度可以小于或等于尺子的长度。方法有测杆定线和仪器定线两种，前者用目估，精度较低；后者常用经纬仪定线，精度则高。

1．测杆定线的基本方法

如图4-6所示，若在互相通视的A、B两点直线上标出临时点a、b等点的做法是：现在A、B两点上竖立测杆，然后测量员甲站在A点测杆后1～2m处，用眼睛同时瞄准A、B 测杆。测量员乙持测杆由B点走向A点，按照测量员甲的指挥，左、右移动测杆位于AB直线上为止，定出a点，依次再定出以后各点。从直线远端（以A为起始点）走向近端的定向方法，称为走近定线较高。

反之，测量员乙持测杆由直线近端走向直线远端的定线方法，称为走远定线。走近定线法叫走远定向法精确些，这是因为走近定线过程中，新立测杆不受已立测杆的影响。

图4-6测杆定线

2．经纬仪定线

当直线定线的精度要求时，可用经纬仪定线。如图4-7所示，欲在AB直线上精确定出1、2、3等中间点的位置，一名测量员将经纬仪安置于A点，用望远镜十字丝瞄准B点，制动照准部。另一名测量员在距B点略小于一尺段的位置按经纬仪观测者的指挥移动测钎，当测钎与望远镜十字丝交点完全重合时，将其在地面上标定出来即为1点。同法，向下纵转望远镜，在地面上标定出2、3点的位置。

图4-7经纬仪定线

第二节 钢尺量距的一般方法

虽然近代有了先进的测距工具，但是在当前测绘工作中，钢尺量距还是一种不可缺少的测距方法。钢尺量距方法，按测量精度分为一般精度量距和精密精度量距两类，精密测量已逐步被光电测距的方法所替代，因此本文仅介绍一般方法。

所谓一般精度距离测量（或一般精度量距）是指每丈量一尺段，只需准确到厘米级的丈量方法。根据地势条件，分为平坦地面的丈量距离和倾斜地面的距离丈量。

一、平坦地面的距离丈量

丈量前，先将待测两个端点A 、B 用木桩（桩上钉一小钉）标定出来，然后再端点的外侧（必须位于A 、B 直线的延长线上）各竖定一测杆（如图4-8所示），清除直线上的障碍物后，即可开始量距。量距时可采用先定线后丈量或边定线边丈量。

图4-8平滩地区一般钢尺量距示意图

量距工作一般由两人进行。后尺手持钢尺零端，站在A 点处，前尺手手持钢尺末端的沿丈量方向前景，至一整尺长度处停下，拉紧钢尺。后尺手以手势指挥前尺手手持尺左、右移动，使钢尺位于AB 直线方向上。然后，后尺手以尺的零点对准A 点，当两人同时将钢尺拉紧、拉稳时，后尺手发出“预备”口令，此时前尺手在尺的末端划线处，竖直的插下一测钎，并喊“好”。这样就量完了一个尺段。

接着，前、后尺手将尺举起前进，同法量出第二个尺段。依此继续丈量下去直到最后量出不足一整尺的余长q 凑整至厘米读出读数。

AB 的全长为

AB D n l q =⨯+ （4-1）

式中：l 为钢尺长度；n 为整尺段，q 为不足一整尺的余长。

为了进行检核并提高精度，一般要往、返各量一次，取其平均值作为最后结果。量距精度通常用相对误差K 来衡量。

1=D D K D D D D -=-返

往均均返

往 （4-2）

式中：D 往为往测时的距离；D 返为返测时的距离，D 均为往返测的平均值。在平坦地区，钢尺量距的相对误差一般应不大于1/3000，在特殊困难地区，其相对误差也不应大于1/1000。