1、第七章 距离测量与直线定向,距离测量是测量三项基本工作之一。 距离测量的方法主要有:1.钢尺(皮尺)量距.2.视距测量3.光电测距 要确定地面点的平面位置,还必须测定直线的方向, 即直线定向,第一节 卷尺丈量,1.钢卷尺尺长与规格：20米、30米、50米，钢质，涂塑或不涂塑。刻度与注记：毫米刻度，注记厘米、分米、米。零分划位置有不同，分刻线尺和端点尺两种。,一、 丈量工具: 钢卷尺，花杆，测钎,2.花杆 定线用（量距时标定直线量距的前进方向）3.测钎 量距时在地面标定尺段端点位置。,端点尺 刻线尺,测钎 花杆,皮尺 测绳,钢卷尺,二、直线定线,3.经纬仪定线: 如果量距要求的精度较高, 可在其
2、端点A安置经纬仪定线.,三、 丈量的一般方法,距离用下式计算：D=nl+l 式中：l整尺段的长度；n丈量的整尺段数；l零尺段长度。,往返丈量较差 D = D往-D返距离平均值 D均= （D往+D返）相对误差 K=,1. 在平坦地面丈量,量距相对精度1200015000,2.倾斜地面丈量,S,D,h,(1)斜量法: 地面坡度均匀，将量得的倾斜距离S 归算成水平距离D。高差h用水准仪测定。,水平距离：,(2) 在倾斜地面平量,量距相对精度可达1 1万 1 4万。,四、 钢尺量距的精密方法,精密量距时采取的措施：1.用检定过的钢尺；2.经纬仪定线；3.钉尺段桩(概量得)，用水准仪测量桩间高差； 4.
3、对钢尺施加固定拉力，并测量温度；5.对量距结果加三项改正数。,（2） 钢尺检定,目的：求得钢尺两端点刻划间的实际长度。方法：用钢尺对一段精确的标准长度进行丈量，从而求得钢尺的尺长改正数。该检定场地也称为“比尺场”。,0 钢尺名义长(m)； t0 标准温度，一般取20；d 尺长改正值(mm)； t 丈量时温度() 钢的膨胀系数，1.210-5 / ；,1.尺长方程式： = 0+d+(t-t0)0,（1） 丈量的方法,读数法和划线法,例：用一根尺长方程为：lt=30m+0.005m+30*1.25*10-5*(t-20C)的钢尺，在温度为25时、往测测得某段距离为165.453m，返测得165.4
4、92m，两者间的高差为2.225m，问该次丈量的距离是否达到1/3000的精度要求，实际平距为多少？,解：见p191,其中测量距离的相对误差约为1/300，低于钢尺量距； 测定高差的精度低于水准测量; 视距测量广泛用于地形测量的碎部测量中。,第二节 视距测量,一、 视距测量概述 视距测量是一种间接测距方法;它利用望远镜内十字丝分划板上的视距丝及刻有厘米分划的视距标尺(地形塔尺或普通水准尺)，根据光学原理可以同时测定两点间的水平距离和高差。,视距测量图,二、视准轴水平时的视距计算公式 AB为待测距离，在A点 安置经纬仪，B点竖立视 距尺，设望远镜视线水 平，瞄准B点的视距尺， 此时视线与视距尺垂
5、直。,视线水平时的视距测量公式:,(1) 水平距离公式:,(2) 高差公式:,(3) B点高程:,三、 视线倾斜时的视距测量公式,(1) 水平距离公式:,(2) 初算高差:,(3) 高差公式:,（1）在测站 A 安置经纬仪，量取仪器高 i，在测点 B 竖立视距尺；,（2）照准视距尺，用上下视距丝分别在尺上读取读数，算出视距间隔 n（n =下丝读数-上丝读数）。也可先将中丝对准仪器高读竖直角，然后把上丝对准邻近整数刻划后直接读取视距间隔；,四、视距测量观测与计算方法,（3）转动竖盘指标水准管微动螺旋使竖盘指标水准管气泡居中，读取竖盘读数，算出竖直角。对有竖盘指标自动归零装置的仪器，应打开自动归零
6、装置后再读数；,视距测量观测与计算方法,（4）根据视距公式，计算水平距离和高差及立尺点的高程。,一、概述 电磁波测距(Electro-magnetic Distance Measuring，EDM) 是用电磁波(光波或微波)作为载波，传输测距信号，以测量两点间距离的一种方法。 EDM具有测程长、精度高、作业快、工作强度低、几乎不受地形限制等优点。,第三节 电磁波测距,利用调制波波长测距,B,测距仪,反光棱镜,S,电磁波测距,电磁波测距图,A,1960年世界上成功研制出了第一台红宝石激光器和第一台氦-氖激光器，1962年砷化镓半导体激光器研制成功。 与白炽灯比较，激光的优点是发散角小、穿透力强、
7、传输的距离远、不受太阳光干扰、基本上可以全天侯作业。 1967年AGA公司推出了世界上第一台商品化的激光测距仪AGA-8。 该仪器采用5mw的氦-氖激光器作发光元件，白天测程为40km，夜间测程达60km，测距精度(5mm+1ppm)，主机重量23kg。 我国的武汉地震大队也于1969年研制成功了JCY-1型激光测距仪，1974年又研制并生产了JCY-2型激光测距仪。该仪器采用2.5mw的氦-氖激光器作发光元件，白天测程为20km，测距精度(5mm+1ppm)，主机重量16.3kg。,随着半导体技术的发展，从60年代末70年代初起，采用砷化镓发光二极管作发光元件的红外测距仪逐渐在世界上流行起来
8、。 与激光测距仪比较，红外测距仪有体积小、重量轻、功耗小、测距快、自动化程度高等优点。 由于红外光的发散角比激光大，所以红外测距仪的测程一般小于15km。 现在的红外测距仪已经和电子经纬仪及计算机软硬件制造在一起，形成了全站仪，并向着自动化、智能化和利用蓝牙技术实现测量数据的无线传输方向飞速发展。,二、电磁波测距仪分类 1. 按其所采用的载波（光源）可分为： 微波测距仪(microwave EDM instrument)； 激光测距仪(laser EDM instrument)； 红外测距仪(infrared EDM instrument);,2. 按测程分为： 短程测距仪(5km) 中程测距仪(515km) 远程测距仪( 15km）,3. 按精度分为： 级测距仪(mD 5mm) 级测距仪(5 mD 10mm) 级测距仪(mD 10mm ）,4. 按测距原理分为： 脉冲式； 相位式,三、红外测距的测距原理,基本公式:,c光速 t光波在AB间往返传输时间,直接测时-该类测距仪称为脉冲式测距仪，该仪器因其精度较低，通常只用于精度较低的远距离测量、地形测量和炮瞄雷达测距。 间接测时-用测定相位的方法来测定距离，此类仪器称为相位式测距仪。 现有的精密光电测距仪都不采用直接测时的方法，而采用间接测时。,电磁波测距方式,四、光电测距仪的组成,
