距离测量

距离测量的基本概念

• 距离—指两点间的水平长度。

  • 没有特殊说明——就是水平距离，否则就叫斜距

• 距离测量是普通测量的基本工作之一

• 测量距离可根据不同的精度要求，不同的测量条件采用不同的方法。

• 距离测量常用的方法：

  • 钢尺量距 主要指利用钢卷尺进行量距
  • 视距测量 利用经纬仪或水准仪的视距丝进行测距
  • 电磁波测距 利用电磁波测距仪测距
  • 三角测量法 利用三角形的边角关系求距离
  • 卫星定位 利用卫星定位的方法进行测距

钢尺量距

• 简单？No

定义：利用具有标准长度的钢尺直接量测地面两点间距离。又称距离丈量。

距离丈量使用的工具：

• 主要工具：钢尺、铟瓦尺、木尺、皮尺（钢尺的零点不一，需要看好）
• 辅助工具：花杆、 插钎、垂球、弹簧秤、温度计
• 钢尺长度——（30m，50m）两种型号
• 花杆——又称标杆——红白 20cm 间隔：下尖——主要用于直线定线
• 测钎——标定尺段
• 垂球——在不平坦测量时将钢尺两端投影到地面
• 弹簧秤（拉力规定）、温度计（温度改正）

普通量距方法

• 倾斜地面的丈量
  • 平量法
    • 根据地面起伏情况，分段进行
    • 拉平钢尺，采用垂球将钢尺端点投影到地面
  • 斜量法
    • 测量倾斜距离，需利用地面倾斜角或高差将斜距化为平距
    • 地面坡度比较均匀时适用

• 直线定线
  • 用于距离较长或地面起伏较大时分段测距。
  • 一般量距用目视定线，精密量距用经纬仪定线

精密量距方法

• 不讲

钢尺检定

• 检定要求：精密量距前必须进行钢尺鉴定。
• 检定单位：由专门的计量单位进行

例题 1：钢尺量距

误差分析

1. 尺长误差：

• 名义长度与实际长度不符 =>尺长改正

2. 温度误差：

• 丈量时温度与检定时不一致=>温度改正

3. 钢尺倾斜误差:

• 量距时钢尺不水平=>倾斜改正

4. 定线误差

• 分段量距为折线=>直线定向

5. 拉力误差

• 丈量时拉力与检定时不同=>用弹簧秤控制拉力大小

6. 丈量误差：

• 钢尺对准及读数误差=>重复对准和读数

视距测量

视距测量概述

原理：

• 视距测量是利用望远镜内的视距装置配合视距尺，根据几何光学和三角测量原理，同时测定距离和高差的方法。

特点：

• 操作方便，速度快，不受地面高低起伏限制等。

工具：

• 经纬仪和视距尺（水准尺）

精度：

• 一般为 1/200~1/300，精度较低，多用于碎部测量
• 精密视距测量精度可达 1/2000。

视线倾斜时的距离

视线倾斜时的距离与高差

• 你可以不懂，但你不能不会

• 误差太大了，我们就不分析了

电磁波测距

• 上个世纪初——开始研究
• 海船如何测距？
• 原理十分简单
• 但时间精度要求太大

电磁波测距原理

• 脉冲测距法
• 相位测距法
• 干涉测距法
• 棱镜；棱镜组
• 激光测卫

脉冲测距法

• 当测距仪发出光脉冲（或电脉冲），经反光镜反射（或被测物体反射），回到测距仪。测定接收光脉冲和发射脉冲时间差△t，按 D=c△t/2 计算距离，称脉冲法测距。
• 精度不高，遂放弃

相位法测距

• 哦豁，居然跟钢尺测距差不多！

• 不过——可惜的是 N 测不出来——怎么办？
• 粗测+精测

一期的常数改正

• 加常数
• 乘常数

然后详细说了误差分析，然后一堆不讲，哦对，还有板书

• 测距仪分类
• 按光源分：
  • 微波测距仪， 光速测距仪， 红外测距仪，激光测距仪，声波测距仪
• 按测程分：
  • 超短程≤100m ，短程 ≤5km ，中程 ≤15km＞5km，远程＞15km
• 按测量精度划分
  • Ⅰ级：mD≤5mm，Ⅱ级：5mm≤mD≤10mm，Ⅲ级：mD≥10mm，mD 为 1km 测距中误差

全站仪原理及其使用

• 全站仪主要由光电测距仪、电子经纬仪和微处理器等部分组成，它通过测量斜距、竖直角、水平角，可以自动计算出平距、高差、高程和坐标等相关数据，并可自动进行轴系误差补偿、气象改正和归化改正，还具有数据显示、处理、存储和传输等功能。由于在一个测站上安置一次仪器便可完成所有的角度、距离和坐标测量工作，故被称为全站仪（Total Station）。

全站仪的特点

• 同时进行角度 (水平角、竖直角) 、距离 (斜距、平距)和高差测量；
• 测距系统光轴与测角系统视准轴同轴；
• 双轴补偿装置和竖盘自动归零补偿装置,在一定的误差范围内，可以检测出因整平不完善等引起的竖轴误差、横轴误差以及竖盘归零误差等仪器误差，并自动给予改正，从而使观测得到的水平角和竖直角是在正确的轴系关系条件下得到的观测结果。
• 可对所测距离进行气象改正
• 有的全站仪还设有电子气泡、激光对点器，可提高对中的精度
• 数据存储与通讯
• 键盘输入与屏幕显示
• 免棱镜测距
• 智能化程序及测量控制模块
• 全站仪本质上就是测量水平角、竖直角以及距离

全站仪操作

1. 全站仪、反光镜安置、对中、整平
2. 开机：连接电源、开电源
3. 测前准备：选择测量模式
   • 输入仪器常数（仪器高、目标高）
   • 输入气象参数（温度、气压）
4. 瞄准目标、测量
5. 测量完毕关机（记得放到箱子里，不然四年学费就问了）

激光测距仪