建筑工程测量 第九讲 距离测量.ppt

4.4 钢尺量距的精密方法钢尺量距的精密方法4.5 减少量距误差的措施减少量距误差的措施4.6 光电测距仪光电测距仪 4.7 直线定向直线定向建筑工程测量建筑工程测量 第九讲第九讲 距离测量距离测量课课 题题 (章章.节节)名名 称称本本 次次 授授 课课目目 的的 与与 要要 求求本本 次次 授授 课课重重 点点 与与 难难 点点掌握钢尺量距的精密方法掌握钢尺量距的精密方法掌握坐标方位角的概念和传递掌握坐标方位角的概念和传递钢尺量距的精密方法钢尺量距的精密方法坐标方位角的传递规律坐标方位角的传递规律象限角和坐标方位角的换算象限角和坐标方位角的换算4.4 4.4 钢尺量距的精密方法钢尺量距的精密方法 一、准备工作 包括清理场地、直线定线和测桩顶间高差。1、清理场地 在欲丈量的两点方向线上，清除影响丈量的障碍物，必要时要适当平整场地，使钢尺在每一尺段中不致因地面障碍物而产生挠曲。2、直线定线 精密量距用经纬仪定线。如上图所示，安置经纬仪于A点，照准B点，固定照准部，沿AB方向用钢尺进行概量，按稍短于一尺段长的位置，由经纬仪指挥打下木桩。桩顶高出地面约1020cm，并在桩顶钉一小钉，使小钉在AB直线上；或在木桩顶上划十字线，使十字线其中的一条在AB直线上，小钉或十字线交点即为丈量时的标志。4.4 4.4 钢尺量距的精密方法钢尺量距的精密方法 3、测桩顶间高差 利用水准仪，用双面尺法或往、返测法测出各相邻桩顶间高差。所测相邻桩顶间高差之差，一般不超过10mm，在限差内取其平均值作为相邻桩顶间的高差。以便将沿桩顶丈量的倾斜距离改算成水平距离。二、丈量方法 人员组成：两人拉尺，两人读数，一人测温度兼记录，共5人。丈量时，后尺手挂弹簧秤于钢尺的零端，前尺手执尺子的末端，两人同时拉紧钢尺，把钢尺有刻划的一侧贴切于木桩顶十字线的交点，达到标准拉力时，由后尺手发出“预备”口令，两人拉稳尺子，由前尺手喊“好”。在此瞬间，前、后读尺员同时读取读数，估读至0.5mm，记录员依次记入，并计算尺段长度。精密量距记录计算表精密量距记录计算表 前、后移动钢尺一段距离，同法再次丈量。每一尺段测三次，读三组读数，由三组读数算得的长度之差要求不超过2mm，否则应重测。如在限差之内，取三次结果的平均值，作为该尺段的观测结果。同时，每一尺段测量应记录温度一次，估读至0.5。如此继续丈量至终点，即完成往测工作。完成往测后，应立即进行返测。三三 成果计算成果计算v将每一尺段丈量结果经过尺长改正、温度改正和倾斜改正改算成水平距离，并求总和，得到直线往测、返测的全长。往、返测较差符合精度要求后，取往、返测结果的平均值作为最后成果。v1）尺段长度计算 根据尺长、温度改正和倾斜改正，计算尺段改正后的水平距离。v尺长改正：v温度改正：v倾斜改正：则尺段改正后的水平距离则尺段改正后的水平距离：v式中 v 尺段的尺长改正数（mm）；v 尺段的温度改正数（mm）；v 尺段的倾斜改正数（mm）；v h 尺段两端点的高差（m）；v l 尺段的观测结果（m）；vD尺段改正后的水平距离（m）。lllld0 lttlt)(0 lhlh22 htdllllD dl tl hl 例 题例:如表所示，已知钢尺的名义长度l0=30 m，实际长度l=30.005 m，检定钢尺时温度t0=20，钢尺的膨胀系数=1.25105。A1尺段，l=29.3930m，t=25.5，hAB=+0.36m，计算尺段改正后的水平距离。解：m005.0m30m005.300 lllmm9.4m0049.0m3930.29m30m005.00 lllldm3930.29C)20C5.25(1025.1)(50 lttlt mm0.2m0020.0 mm2.2m0022.0m3930.292m)36.0(222 lhlhm)0022.0(m0020.0m0049.0m3930.291 htdAllllDm3977.29 4.5 钢尺量距的误差及注意事项钢尺量距的误差及注意事项1 1尺长误差尺长误差 钢尺的名义长度和实际长度不符，产生尺长误差。尺长误差是积累性钢尺的名义长度和实际长度不符，产生尺长误差。尺长误差是积累性的，它与所量距离成正比。的，它与所量距离成正比。2 2定线误差定线误差 丈量时钢尺偏离定线方向，将使测线成为一折线，导致丈量结果偏大，丈量时钢尺偏离定线方向，将使测线成为一折线，导致丈量结果偏大，这种误差称为定线误差。这种误差称为定线误差。3 3拉力误差拉力误差 钢尺有弹性，受拉会伸长。钢尺在丈量时所受拉力应与检定时拉力相钢尺有弹性，受拉会伸长。钢尺在丈量时所受拉力应与检定时拉力相同。如果拉力变化同。如果拉力变化2.6kg2.6kg，尺长将改变，尺长将改变1 mm1 mm。一般量距时，只要。一般量距时，只要保持拉力均匀即可。精密量距时，必须使用弹簧秤。保持拉力均匀即可。精密量距时，必须使用弹簧秤。4 4钢尺垂曲误差钢尺垂曲误差 钢尺悬空丈量时中间下垂，称为垂曲，由此产生的误差为钢尺垂曲误钢尺悬空丈量时中间下垂，称为垂曲，由此产生的误差为钢尺垂曲误差。垂曲误差会使量得的长度大于实际长度，故在钢尺检定时，亦可差。垂曲误差会使量得的长度大于实际长度，故在钢尺检定时，亦可按悬空情况检定，得出相应的尺长方程式。在成果整理时，按此尺长按悬空情况检定，得出相应的尺长方程式。在成果整理时，按此尺长方程式进行尺长改正。方程式进行尺长改正。4.5 钢尺量距的误差及注意事项钢尺量距的误差及注意事项5 5钢尺不水平的误差钢尺不水平的误差 用平量法丈量时，钢尺不水平，会使所量距离增大。对于用平量法丈量时，钢尺不水平，会使所量距离增大。对于30m30m的钢尺，的钢尺，如果目估尺子水平误差为如果目估尺子水平误差为0.5m0.5m（倾角约（倾角约1 1），由此产生的量距误差），由此产生的量距误差为为4 mm4 mm。因此，用平量法丈量时应尽可能使钢尺水平。因此，用平量法丈量时应尽可能使钢尺水平。精密量距时，测出尺段两端点的高差，进行倾斜改正，可消除钢尺不精密量距时，测出尺段两端点的高差，进行倾斜改正，可消除钢尺不水平的影响。水平的影响。6 6丈量误差丈量误差 钢尺端点对不准、测钎插不准、尺子读数不准等引起的误差都属于丈钢尺端点对不准、测钎插不准、尺子读数不准等引起的误差都属于丈量误差。这种误差对丈量结果的影响可正可负，大小不定。在量距时量误差。这种误差对丈量结果的影响可正可负，大小不定。在量距时应尽量认真操作，以减小丈量误差。应尽量认真操作，以减小丈量误差。7 7温度改正温度改正 钢尺的长度随温度变化，丈量时温度与检定钢尺时温度不一致，或测钢尺的长度随温度变化，丈量时温度与检定钢尺时温度不一致，或测定的空气温度与钢尺温度相差较大，都会产生温度误差。所以，精度定的空气温度与钢尺温度相差较大，都会产生温度误差。所以，精度要求较高的丈量，应进行温度改正，并尽可能用点温计测定尺温，或要求较高的丈量，应进行温度改正，并尽可能用点温计测定尺温，或尽可能在阴天进行，以减小空气温度与钢尺温度的差值。尽可能在阴天进行，以减小空气温度与钢尺温度的差值。光电测距仪按仪器测程分类：光电测距仪按仪器测程分类：短程光电测距仪：短程光电测距仪：测程在测程在3km3km以内以内，测距精度一般在，测距精度一般在lcmlcm左右。如我左右。如我国的国的HGC-1HGC-1、DCH-2DCH-2、DCH3DCH3、DCH-05DCH-05等精度均可达等精度均可达(5mm+5(5mm+5 10 10-6-6)。中程光电测距仪：中程光电测距仪：测程在测程在3 315km15km左右的仪器称为中程光电测距仪左右的仪器称为中程光电测距仪，这类仪器适用于二、三、四等控制网的边长测量。如我国的，这类仪器适用于二、三、四等控制网的边长测量。如我国的JCY-2JCY-2、DCS-1DCS-1，精度可达，精度可达（lOmm+1 lOmm+1 1010-6-6）。）。远程激光测距仪：远程激光测距仪：测程在测程在15km15km以上以上的光电测距仪，精度一般可达的光电测距仪，精度一般可达(5mm+1(5mm+11010-6-6），能满足国家一、二等控制网的边长测量。如我国），能满足国家一、二等控制网的边长测量。如我国研制成功的研制成功的JCY-3JCY-3型等。型等。光电测距仪按测距原理分类：光电测距仪按测距原理分类：脉冲式脉冲式和和相位式相位式 脉冲式光电测距仪是通过直接测定光脉冲在待测距离两点间往脉冲式光电测距仪是通过直接测定光脉冲在待测距离两点间往返传播的时间返传播的时间t来测定测站至目标的距离来测定测站至目标的距离D。tncD20式中式中:光波在真空中的传播速度；光波在真空中的传播速度；大气折射率大气折射率。n0c 由于精确测定光波的往返传播时间比较困难，因由于精确测定光波的往返传播时间比较困难，因此脉冲式测距仪的精度难以提高，目前市场上计时脉此脉冲式测距仪的精度难以提高，目前市场上计时脉冲式测距仪多为冲式测距仪多为cmcm级精度范围，要提高精度，必须采级精度范围，要提高精度，必须采用间接测时手段用间接测时手段相位法测时。相位法测时。22122121fcftcD222NNvf调制信号的频率。vt调制信号往返传播的时间。vc调制信号在大气中的传播速度。v信号往返所产生的相位移为 相位计只能测出相位差的尾数N，测不出整周期数N，通常把/2称为“光尺”的长度，由于光尺越长其所产生的测距误差就越大，目前多采用多把光尺配合使用，一把的调制频率为15MHZ，光尺长度为10m，用来确定dm、cm、mm位数，称为“精尺”；一把的调制频率为150KHZ，光尺长度为1000m，用来确定m、10m、100m位数，称为“粗尺”。由光源发出的光通过调制器后，成为光强由光源发出的光通过调制器后，成为光强随高频信号变化的调制光。通过测量调制随高频信号变化的调制光。通过测量调制光在待测距离上往返传播的相位差光在待测距离上往返传播的相位差来解来解算距离算距离。NNNfcD2221则有：1、仪器安置：在测站点上安置仪器，步骤和经纬仪操作相同。2、测距仪安装在经纬仪上，打开电源按钮，仪器自检。3、在待测点上安置反射棱镜，用基座上的光学对中器对中，整平基座，使觇牌面和棱镜面对准测距仪所在方向。4、用经纬仪十字丝中心瞄准目标点上的觇牌中心，读竖盘读数，计算出竖直角。5、上下转动测距仪，使其望远镜的十字丝中心对准棱镜中心。6、照准目标棱镜中心，按测距键，距离测量开始，测距完成时显示斜距、平距、高差。光电测距的注意事项光电测距的注意事项（1 1）气象条件对光电测距影响较大，微风的阴天是观测的良好时机。）气象条件对光电测距影响较大，微风的阴天是观测的良好时机。（2 2）测线应尽量离开地面障碍物）测线应尽量离开地面障碍物1.3m1.3m以上，避免通过发热体和较宽水面的以上，避免通过发热体和较宽水面的上空。上空。（3 3）测线应避开强电磁场干扰的地方，例如测线不宜接近变压器、高压线）测线应避开强电磁场干扰的地方，例如测线不宜接近变压器、高压线等。等。（4 4）镜站的后面不应有反光镜和其他强光源等背景的干扰。）镜站的后面不应有反光镜和其他强光源等背景的干扰。（5 5）要严防阳光及其他强光直射接收物镜，避免光线经镜头聚焦进入机内，）要严防阳光及其他强光直射接收物镜，避免光线经镜头聚焦进入机内，将部分元件烧坏，阳光下作业应撑伞保护仪器。将部分元件烧坏，阳光下作业应撑伞保护仪器。全站仪简介全站仪简介 在电子经纬仪支架上可以加装红外测距仪，与电子手簿相结合，可组成全站在电子经纬仪支架上可以加装红外测距仪，与电子手簿相结合，可组成全站仪，能仪，能同时显示和记录水平角、垂直角、水平距离、斜距、高差、点的坐标数同时显示和记录水平角、垂直角、水平距离、斜距、高差、点的坐标数值值等。大致测量过程如下：等。大致测量过程如下：（1 1）在测站点安置电子经纬仪；在电子经纬仪上连接安装光电测距仪；在目标点）在测站点安置电子经纬仪；在电子经纬仪上连接安装光电测距仪