工程測量距離測量與直線定向第一頁，共二十八頁，2022年，8月28日第四、五章距離測量與直線定向4-1鋼尺量距量距的工具鋼尺：最常用有30m、50m兩種注意零點的位置！花桿、測釬、垂球、彈簧秤、溫度計第二頁，共二十八頁，2022年，8月28日4-1-1鋼尺量距的一般方法量距的工具直線定線

當兩點之間的距離較長或地勢起伏較大時，須分段丈量

一般量距用目視定線即可距離偏離5cm10cm20cm30m0.16mm0.67mm2.67mm?第三頁，共二十八頁，2022年，8月28日4-1-1鋼尺量距的一般方法量距的工具直線定線量距方法

1．平坦地區(qū)的距離丈量

量距精度以相對誤差表示，并將其換算為分子為1的分數形式，精度一般不低于1/3000|往測–返測|/往返均值=1/M

可把尺子放在地面上進行,在整尺的地方插一測釬,丈量至少往返測各一次。D=nL0+△L0第四頁，共二十八頁，2022年，8月28日4-1-1鋼尺量距的一般方法量距的工具直線定線量距方法1．平坦地區(qū)的距離丈量

2．傾斜地面的距離丈量

①平量法②斜量法第五頁，共二十八頁，2022年，8月28日4-1-2鋼尺量距的精密方法

普通方法只能達到1/1000-1/5000，精密方法可以達到1/10000-1/40000，所使用的鋼尺必須經過檢定，測量時使用拉力計和溫度計。經緯儀定線概量分段，每段略短于尺長；打木樁、做標記尺段丈量

施標準拉力，同時讀數，每段移動鋼尺位置量3次，估讀到0.5mm測定各段高差水準測量，往返進行，互差不超過±10mm第六頁，共二十八頁，2022年，8月28日4-2鋼尺量距的精密方法經緯儀定線尺段丈量測定各段高差尺段改正計算①尺長改正

△Ld＝(L′－L0)L/L0

△Ld＝(30.0025－30)x29.8652/30=0.0025②溫度改正

△Lt＝α(t℃－t0℃)L△Lt＝1.2x10-5x(25.8－20)x29.8652=0.002130米尺子每℃差0.36mm;50米尺子每℃差0.6mm③傾斜改正

△Lh＝－h(huán)2/2L△Lh＝－(-0.152)2/(2x29.8652)=-0.0004

第七頁，共二十八頁，2022年，8月28日4-2鋼尺量距的精密方法經緯儀定線尺段丈量測定各段高差尺段改正計算計算全長和相對誤差計算往返測的各自長度相對誤差=|往測–返測|/往返均值鋼尺的檢定到檢定機構的比長臺進行尺長方程式:lt＝l0+△l

+αl0(t－t0)第八頁，共二十八頁，2022年，8月28日4-1-3鋼尺量距的誤差分析一、定線誤差二、尺長誤差尺長誤差具有系統(tǒng)積累性，它與所量距離成正比三、溫度誤差用溫度計測定的是空氣的溫度，而不是鋼尺本身的溫度

四、拉力誤差五、尺子不水平的誤差30m尺子2.6kgf導致1mm誤差;50m尺子1.7kgf導致1mm誤差第九頁，共二十八頁，2022年，8月28日4-1-3鋼尺量距的誤差分析六、鋼尺垂曲和反曲的誤差

ABf△f=-8f2/3L0

△Lf＝－(L/L0)3.△f七、丈量本身的誤差第十頁，共二十八頁，2022年，8月28日4-3光電測距儀簡介概況

1941年瑞典物理學家Bergstrand在研究光速時開發(fā)了高精度測量時間的技術1948年瑞典AGA廠推出了第一臺光波測距儀

自20世紀50年代以來，隨著需求的增長和光學、微電子學的發(fā)展，出現了紅外測距、微波測距、激光測距技術，統(tǒng)稱為電磁波測距技術

電磁波測距技術大大減輕了距離測量的勞動強度，也大大提高了作業(yè)精度和速度第十一頁，共二十八頁，2022年，8月28日4-3光電測距儀簡介概況分類1.

按載波分①微波測距儀②激光測距儀③紅外光測距儀2.按測程分①短程測距儀(<5km)②中程測距儀(5-15km)③遠程測距儀(>15km)第十二頁，共二十八頁，2022年，8月28日4-3光電測距儀簡介概況分類電磁波測距原理

設電磁波在測距儀與反光鏡之間往返的時間為t,則測距儀至反光鏡的距離:其中C=C0/nC0為光在真空中的傳播速度C0=299792458m/s

n為大氣折射率,與測距儀所用光源的波長λ

，測線上的氣溫t,氣壓P和濕度e有關。要保證±lcm的測距精度，時間測定要準確到6.7×10-lls,這是難以做到的。因此，大多采用間接測定法來測定。第十三頁，共二十八頁，2022年，8月28日4-3光電測距儀簡介電磁波測距原理1．脈沖式測距

由測距儀的發(fā)射系統(tǒng)發(fā)出光脈沖，經被測目標反射后，再由測距儀的接收系統(tǒng)接收，測出這一光脈沖往返所需時間間隔t的鐘脈沖的個數以求得距離S。由于計數器的頻率一般為300MHz(3x108Hz)，測距精度為O.5m，精度較低。

2．相位式測距

由測距儀的發(fā)射系統(tǒng)發(fā)出一種連續(xù)的調制光波，測出該調制光波在測線上往返傳播所產生的相位移，以測定距離S。紅外光電測距儀一般都采用相位式測距。

第十四頁，共二十八頁，2022年，8月28日4-3光電測距儀簡介我們把λ/2叫作測距儀的“尺長”第十五頁，共二十八頁，2022年，8月28日4-3光電測距儀簡介電磁波測距原理2．相位式測距

設光從發(fā)射器發(fā)出，抵達反光鏡后返回儀器的接收器，稱為信號2。而從發(fā)射器發(fā)出的光分出一路直接進入處理裝置，稱為信號1。則信號1和2之間存在相位差Δφ和整周數N利用測相器可測定Δφ，但而不能求得“整周數N”。因此只可以求得“余長”，而不能求得整長。第十六頁，共二十八頁，2022年，8月28日4-3光電測距儀簡介電磁波測距原理2．相位式測距

短程的電磁波測距儀常用砷化鎵GaAs發(fā)出的紅外激光波長約0.87μm。顯然是不能用它做測距信號的。

無線電技術可以對電磁波的振幅、頻率、相位加以調制使其隨時間按一定的規(guī)律變化。

在GaAs激光器上注入按規(guī)律變化的電流后可以使激光器按同樣的規(guī)律改變發(fā)光的強度。調制波的頻率遠小于紅外激光的頻率。第十七頁，共二十八頁，2022年，8月28日4-4光電測距儀簡介

由于測相器只能測定不足一周的“尾數”，所以，如果我們選擇調制光的頻率對應的“尺長”足夠我們的測程（比如10km）,則我們只要測出“尾數”就可以了

但是，測相的精度是有限的。儀器測相的精度一般為1/1000，顯然，測尺越長，測距的的精度越差。

解決辦法：用幾把不同尺長的測尺來測量，長的測大數，短的測尾數；這樣既可以擴大測程又可以保證精度。第十八頁，共二十八頁，2022年，8月28日4-4光電測距儀簡介電磁波測距原理2．相位式測距

測尺長度10m100m1km10km100km測尺頻率15MHz1.5MHz150KHz15KHz1.5KHz測量精度1cm10cm1m10m100m1．脈沖式測距

測距儀的標稱精度mD=±(a+b·D)5mm+1ppm;3mm+2ppm第十九頁，共二十八頁，2022年，8月28日本章作業(yè)

教材第73頁思考題第5題習題第１題第二十頁，共二十八頁，2022年，8月28日第五章直線定向確定直線與標準方向之間的水平角度稱為直線定向。

５－１標準方向的種類1．真子午線方向

通過地球表面某點的真子午線的切線方向，稱為該點的真子午線方向

2．磁子午線方向

磁子午線方向是磁針在地球磁場的作用下，磁針自由靜止時其軸線所指的方向3．坐標縱軸方向

用高斯投影后該帶的坐標縱軸（X軸）方向作為標準方向第二十一頁，共二十八頁，2022年，8月28日5-2方位角標準方向的種類表示直線方向的方法（方位角）

由標準方向的北端起，順時針方向量到某直線的夾角，稱為該直線的方位角

幾種方位角之間的關系1．真方位角與磁方位角之間的關系

A真=A磁+δ

（我國+6o~-10o，北京-5o50’）2．真方位角與坐標方位角之間的關系

A真=α坐+γ

γ=（L-L0）SinB第二十二頁，共二十八頁，2022年，8月28日5-2方位角幾種方位角之間的關系1．真方位角與磁方位角之間的關系

A真=A磁+δ

2．真方位角與坐標方位角之間的關系

A真=α坐+γ

3．坐標方位角與磁方位角之間的關系

α坐=A磁+δ-γ

“三北”之間的關系第二十三頁，共二十八頁，2022年，8月28日5-2方位角正、反坐標方位角測量中的直線具有方向性

通過起點A的坐標縱軸方向與直線AB所夾的坐標方位角αAB，稱為直線AB的正坐標方位角

過終點B的坐標縱軸方向與直線BA所夾的坐標方位角，稱為直線AB的反坐標方位角(是直線BA的正坐標方位角)。

顯然有：

αBA

=

αAB+180o

測量工作中均采用坐標方位角進行直線定向!!？第二十四頁，共二十八頁，2022年，8月28日5-2方位角正、反坐標方位角坐標方位角的推算

從已知邊開始，通過觀測各條邊之間的水平夾角，即可推算各條邊的坐標方位角

α下=

α上+β左+180o

α下=

α上-β右+180o