测量学距离测量与直线定向省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、 距离普通是指地面上两点间水平距离水平距离,是确定地面点相对位置三个基本要素之一。距离测量(distance measurement)是测量工作三项基本工作之一。距离代表了测量对象尺度。在实际作业中若测得是倾斜距离,需要改化为水平距离,则可用平面测量数据处理。现阶段惯用测量距离方法有钢尺丈量、光电测距、视距测量三种。第1页4.1 距离丈量距离丈量1 距离丈量惯用工具 丈量距离工具由所需距离精度决定。丈量距离主要工具是测尺。测尺种类丈量距离主要工具是测尺。测尺种类有以下几个:有以下几个:钢尺钢尺皮尺皮尺测绳测绳测尺测尺第2页钢尺钢尺(steel tape)钢尺普通适合用于钢尺普通适合用于要求精度
2、较高距离要求精度较高距离丈量工具。钢尺为丈量工具。钢尺为薄钢带制成,长度薄钢带制成,长度有有20m,30m,50m数数种。钢尺多为刻种。钢尺多为刻划尺。钢尺基本分划为厘米,在每米和每划尺。钢尺基本分划为厘米,在每米和每分米分划上有数字注记。使用钢尺时应尤分米分划上有数字注记。使用钢尺时应尤其注意钢尺零点位置。因为钢尺零点位置其注意钢尺零点位置。因为钢尺零点位置不一样,可分为端点尺和刻线尺。不一样,可分为端点尺和刻线尺。第3页注:普通钢尺在始端一分米长度内有毫注:普通钢尺在始端一分米长度内有毫米分划,用来量取小于厘米长度。或有米分划,用来量取小于厘米长度。或有钢尺整个尺段内都有毫米分划,适宜于钢
3、尺整个尺段内都有毫米分划,适宜于精度要求较高距离丈量。精度要求较高距离丈量。第4页皮尺皮尺(flexible tapeflexible tape)皮尺是用细铜丝皮尺是用细铜丝和麻线合织而成和麻线合织而成带尺,属端点尺带尺,属端点尺(即尺长从始端(即尺长从始端拉环外侧算拉环外侧算起)。最小分划为厘米,其它注记与钢起)。最小分划为厘米,其它注记与钢尺相同。皮尺长度有尺相同。皮尺长度有20m,30m,50m三种。三种。皮尺耐拉力较差,轻易拉长,只能用于皮尺耐拉力较差,轻易拉长,只能用于低精度要求量距工作。低精度要求量距工作。第5页测绳测绳(measuring linemeasuring line)测
4、绳由一束细金属丝外裹带胶粗布制成。测绳由一束细金属丝外裹带胶粗布制成。长度为长度为长度为长度为30m,50m,100m三种。三种。尺端零点位置在距拉环尺端零点位置在距拉环50cm处,每米一处,每米一注记。普通用于要求精度不高量测工作。注记。普通用于要求精度不高量测工作。第6页辅助工具辅助工具标杆(测杆、花杆)标杆(测杆、花杆)标杆标杆(measuring bar)用木材用木材(玻璃钢)制成,长度为(玻璃钢)制成,长度为2m或或3m,用红白油漆交替漆,用红白油漆交替漆20cm小段,杆底部装有铁尖小段,杆底部装有铁尖方便插入地中,或对准点中心,方便插入地中,或对准点中心,作为观察觇标用。作为观察觇
5、标用。第7页测钎测钎(measuring rod)普通用钢丝制成。作普通用钢丝制成。作为量矩辅助工具,它是用为量矩辅助工具,它是用来标定尺段端点位置和统来标定尺段端点位置和统计所量整尺段数目。计所量整尺段数目。第8页垂球垂球(plumb bob)垂球多用钢制成。当地面垂球多用钢制成。当地面坡度较大时,坡度较大时,用以垂直投用以垂直投点来标定测点来标定测尺端点位置。尺端点位置。第9页弹簧秤弹簧秤(spring balancespring balance)弹簧秤在精度较高量距时,用于测量量距时拉力,以对观察距离加以更正。第10页2 点标定与直线定线u地面点标志第11页第12页u直线定线 当被量距离
6、大于一钢尺长度或地面坡度较大时,在丈量之前必须进行直线定线,以使所量测距离为地面上两点间直线距离。所谓直线定线就是在地面上标定出位于同一直线上若干点,方便分段丈量。即在直线方向上竖立若干标杆,在直线方向上竖立若干标杆,来标定直线位置和走向工作来标定直线位置和走向工作称之为称之为直线直线定线定线。依据精度要求不一样,可分为目视定线和经纬仪定线两种。第13页目估定线法目估定线法第14页在两点间定线在两点间定线ADCB直线定线普通由远到近,称为直线定线普通由远到近,称为走近定线走近定线法法;假如由近到远称为;假如由近到远称为走远定线法走远定线法。第15页在两点延长线上定线在两点延长线上定线ABCD第
7、16页经纬仪定线法经纬仪定线法第17页3 距离丈量普通方法距离丈量普通方法丈量之前,在直线两端点竖立标杆,并丈量之前,在直线两端点竖立标杆,并去除直线上障碍物,然后开始丈量。去除直线上障碍物,然后开始丈量。第18页平坦地面距离丈量平坦地面距离丈量丈量方法分为整尺法和串尺法两种。丈量方法分为整尺法和串尺法两种。整尺法整尺法丈量时由两人进行,各持钢尺一端,前者称丈量时由两人进行,各持钢尺一端,前者称为前尺手,后者称为后尺手。前尺手拿测钎为前尺手,后者称为后尺手。前尺手拿测钎和标杆,后尺手将和标杆,后尺手将钢尺钢尺钢尺钢尺零点对准起点,前尺零点对准起点,前尺手沿丈量方向拉直尺子,并由后尺手定方向。手
8、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、当前、后尺手同时将钢尺拉紧、拉平、第19页拉稳时,后尺手准确地对准起点,同时前尺手拉稳时,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,这么就完成了第一尺将测钎垂直插到终点处,这么就完成了第一尺段丈量工作。两人同时抬尺前进,后尺手走到段丈量工作。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,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,应利同法量至终点。若末一段不足一整尺时,应利用
9、尺端刻有毫米分划线量出零数。其两点间水用尺端刻有毫米分划线量出零数。其两点间水平距离为:平距离为:直线全长尺长直线全长尺长测钎数不足整尺零数测钎数不足整尺零数即:第20页串尺法串尺法 当量距精度要求较高时,采取串尺法进行。当量距精度要求较高时,采取串尺法进行。以下列图所表示:以下列图所表示:丈量前,按直线定线方法,在丈量前,按直线定线方法,在AB直线上,直线上,定出若干小于尺长尺段,如定出若干小于尺长尺段,如A1、12、7B。从一端开始依次分别丈量各尺段。从一端开始依次分别丈量各尺段长度。丈量时,在尺段两端点上将钢尺长度。丈量时,在尺段两端点上将钢尺拉紧拉紧、拉平拉平、拉稳拉稳后,前、后尺手在
10、这一瞬后,前、后尺手在这一瞬第21页间各自读出尺上读数,统计员将两个读间各自读出尺上读数,统计员将两个读数分别记在手薄中。如前尺手读数为数分别记在手薄中。如前尺手读数为29.430m,后尺手读数为,后尺手读数为0.058m,这一尺,这一尺段长度为:段长度为:29.430m0.058m29.372m为了提升丈量精度,对同一尺段需丈量为了提升丈量精度,对同一尺段需丈量三次。三次串尺丈量差数,普通不超出三次。三次串尺丈量差数,普通不超出5mm,然后取平均值作为该尺段长度丈,然后取平均值作为该尺段长度丈量结果。量结果。第22页倾斜地面距离丈量倾斜地面距离丈量丈量距离地面普通是倾斜或高低不平,其丈量丈量
11、距离地面普通是倾斜或高低不平,其丈量方法有以下两种。方法有以下两种。平量法平量法 沿倾斜地面丈量距离,地势起伏较为复杂沿倾斜地面丈量距离,地势起伏较为复杂,但尺段两端高差不大时,普通都将钢尺,但尺段两端高差不大时,普通都将钢尺拉拉平平丈量,如图所表示:丈量,如图所表示:第23页将钢尺一端对准地面点位,另一端抬高拉成水将钢尺一端对准地面点位,另一端抬高拉成水平,对准地面点上垂球架铅垂线或竖立标杆。平,对准地面点上垂球架铅垂线或竖立标杆。如地面倾斜很大,不可能将钢尺拉平进行丈量如地面倾斜很大,不可能将钢尺拉平进行丈量时,也可将一整尺段分成若干小段来丈量,量时,也可将一整尺段分成若干小段来丈量,量时
12、自上坡向下坡丈量为好。时自上坡向下坡丈量为好。直线直线AB全长全长DABDA1D12D2B第24页斜量法斜量法当倾斜地面坡度比较均匀时,如图所表示:当倾斜地面坡度比较均匀时,如图所表示:可沿斜坡丈量出可沿斜坡丈量出AB斜距斜距L,用测坡器测出地面,用测坡器测出地面倾斜角倾斜角 a,然后计算出,然后计算出AB水平距离水平距离D。第25页钢尺量距误差分析定线误差定线误差钢尺尺长误差钢尺尺长误差测定地面倾斜误差测定地面倾斜误差温度误差温度误差拉力误差拉力误差丈量本身误差丈量本身误差第26页4 距离丈量精度要求及注意事项距离丈量精度要求及注意事项v距离丈量精度距离丈量精度为了进行校核和提升丈量精度,对
13、一条为了进行校核和提升丈量精度,对一条直线都要求进行往返丈量。丈量精度是直线都要求进行往返丈量。丈量精度是用用相对误差相对误差表示:以往返丈量之差(较表示:以往返丈量之差(较差)与其平均值之比,化为差)与其平均值之比,化为分子为分子为1分分数数表示,称为相对误差表示,称为相对误差K,即:,即:第27页钢尺量距相对误差:在平坦地域小钢尺量距相对误差:在平坦地域小于于1/3000,地势改变较大地域应到,地势改变较大地域应到达达1/,在困难地域不低于,在困难地域不低于1/1000。假如超出允许误差,应重测,直至假如超出允许误差,应重测,直至符合要求为止。假如符合丈量精度符合要求为止。假如符合丈量精度
14、要求时,取往返丈量平均值作为最要求时,取往返丈量平均值作为最终结果。终结果。第28页第29页v距离丈量注意事项距离丈量注意事项为了防止差错,提升量距精度,量距时注意以下几点:1、丈量前,要认清钢尺零点和末端位置及分划注记,不要用错。2、丈量时,定线要准;尺要拉平,拉力要均匀;对点要准,测钎要竖直地插下,并插在钢尺同一侧。3、记住整尺段数,读好不足一尺段余长。4、钢尺不准在地面上拖拉,量距时不许车辆或行人践踏。5、外业工作完成后,而用软布擦去钢尺上泥沙和水,涂上机油,以防生锈。第30页4.2 光电测距光电测距 光电测距仪(electro optical distance measurement)
15、种类比较多。按其测程大小,可分为短程(3km以内)、中程(3-15km)和远程(大于15km)三种;如按载波来分,采取可见光或红外光作为载波称为光电测距,采取微波段无线电波作为载波称为微波测距。光电测距仪中利用氦氖(He-Ne)气体激光器,其波长为0.6328m红色可见光就是激光测距仪。它测程长,精度也高。光电测距仪中使用载波在电磁波红外线波段,波长普通为0.860.94m称红外测距仪。第31页 因为红外测距仪(infrared EDM instrument)是以砷化镓(GaAs)发光二极管为载波源,发出红外线强度随注人电信号强度而改变,所以这种发光管兼有载波源和调制器双重功效。又因为电子线路
16、集成化,仪器能够做得很小,与测角设备和计算机结合,自动化程度较高。按其所用光源分,普通有红外测距仪和激光测距仪两种;按其精度高低,又可分为、级,以下表。第32页1 光电测距仪基本工作原理光电测距仪基本工作原理 光电测距仪是经过测量光波在待测距离上往、返一次所经过时间t,间接地确定两点间距离D一个仪器。第33页 测定两点间距离时,在A点安置光电测距仪,在B安置反光棱镜,若电磁波在测线两端往返传输时间为 ,光波在大气中传输速度为 ,则可求出两点间水平距离D。从上式可知,光电测距仪主要是确定光波在待测距离上所用时间 ,据此计算出所测距离。依据测定光波传输时间 方法,光电测距仪可分为脉冲式脉冲式脉冲式
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