土木工程测量第04章距离测量

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1、第四章距离测量土木工程测量教学课件距离测量是测量工作的基本工作之一，所谓距离是指两点间的水平长度。如果测得的是倾斜距离，还必须改算为水平距离。按照所用仪器、工具的不同，测量距离的方法有钢尺直接量距、光电测距仪和光学视距法测距等。本章要点钢尺量距方法钢尺量距成果处理视距测量原理测量方法和成果计算介绍电磁波测距原理，红外测距仪简介§4.1钢尺量距钢尺量距是利用具有标准长度的钢尺直接量测地面两点间的距离，又称为距离丈量。钢尺量距时，根据不同的精度要求所用的工具和方法也不同。4.1.1量距工具⒈钢尺——最高精度可达1/1万。尺

2、宽10～15mm。长度20m、30m、50m等。有三种分划：①基本分划为厘米；②厘米(在尺端10cm内为毫米分划)；③毫米分划。尺的零点位置——①刻线尺，②端点尺；§4.1钢尺量距4.1.1量距工具⒉皮尺——用麻皮制成，精度低，只用于精度要求不高的距离丈量。⒊因瓦尺——镍铁合金制成，线状，直径1.5mm，长度24m,尺身无分划和数字注记，尺两端各连一个三棱形的分划尺，长8cm,最小分划1mm。全套由4根主尺，一根辅尺组成。精度高，1/100万，用于精密量距。⒋辅助工具——测钎、花杆、垂球、弹簧秤和温度计。§4.1钢尺量

3、距4.1.2直线定线将所量尺段标定在待测二点间一条直线上的工作称为直线定线。⑴目视定线——一般量距用目视定线。⑵经纬仪定线——精密量距应用经纬仪定线。§4.1钢尺量距4.1.3量距方法钢尺量距一般采用整尺法量距，精密量距用串尺法量距。根据不同地形可采用水平量距法和倾斜量距法⑴平坦地区量距——量距精度不高时可采用整尺法量距，直接将钢尺沿地面丈量，不用加温度改正和用弹簧秤标定施加拉力。D=nl+Δl(4-1)D=nl+Δl(4-1)⑵倾斜地面距离丈量——视地形情况可用水平量距法或倾斜量距法。§4.1钢尺量距4.1.3量距方

4、法为了提高精度，一般采用往返丈量。量距精度以相对误差表示，通常化为分子为1的分数形式：K=

5、D往-D返

6、/D平均=1/MM=D平均/

7、ΔD

8、(4-2)两点间水平距离为：平坦地区钢尺量距相对误差不应大于1/3000；在困难地区相对误差不应大于1/1000。§4.1钢尺量距4.1.3量距方法⑶精密量距当量距精度要求在1/1万以上时，要用精密量距方法，精密量距前要先清理场地。①定线——经纬仪定线、钢尺概量，打木桩、划线。②量距——用检定过的钢尺丈量相邻两木桩之间的距离。每尺段要移动钢尺位置丈量三次，三次测得的结果的较差视不同

9、要求而定，一般不得超过2～3mm，否则要重量。若在限差以内，则取平均值。作为此尺段的观测成果。标准拉力(30m尺子，100N)。测记温度，估读到0.5℃。往返测，丈量次数视量边精度要求而定③测量桩顶高程——往返观测，往返所测高差之差，不超过±10mm,如在限差之内，取平均值作为观测成果。这种量距法称为串尺法量距。§4.1钢尺量距4.1.4钢尺量距成果整理精密量距中，每一尺段需进行尺长改正、温度改正及倾斜改正，求出改正后的尺段长度。⑴尺长改正钢尺名义长度l0一般和实际长度不相等，每量一段都需加入尺长改正。在标准拉力、标准

10、温度下经过检定实际长度为l’，其差值Δl为整尺段的尺长改正，即Δl=l’-l0任一长度l尺长改正公式为：Δld=Δl×l/l0(4-3)Δl=l’-l0Δld=Δl×l/l0(4-3)⑵温度改正设钢尺在检定时的温度为t0℃，丈量时的温度为t℃，钢尺的线膨胀系数α(一般为0.0000125/℃)。则某尺段l的温度改正为：Δlt=α(t-t0)l(4-4)Δlt=α(t-t0)l(4-4)§4.1钢尺量距4.1.4钢尺量距成果整理⑶倾斜改正设沿地面量斜距为l，测得高差为h,换成平距d要进行倾斜改正。公式为(图L-4-9)：

11、上式用级数展开：当高差不大时，h与l比值很小，取前两项得倾斜改正为：(4-5)每一尺段改正后的水平距离为：(4-6)§4.1钢尺量距4.1.5钢尺检定由于钢尺制造误差，以及长期使用产生的变形使得钢尺名义长度和实际长度不一样，因此在精密量距前必须对钢尺进行检定。钢尺检定室应是恒温室，一般用平台法。将钢尺放在长度为30m(或50m)的水泥平台上，平台二端安装有施加拉力的拉力架。给钢尺施加标准拉力(100N)，然后用标准尺量测被检定钢尺，得到在标准温度、标准拉力下的实际长度，最后给出尺长随温度变化的函数式，称为尺长方程式。l

12、t=l0+Δld+α(t-t0)l0(4-7)lt=l0+Δld+α(t-t0)l0(4-7)§4.2钢尺量距误差及注意事项影响钢尺量距精度的因素很多，主要有定线误差、尺长误差、温度测定误差、钢尺倾斜误差、拉力不均误差、钢尺对准误差、读数误差等。现择其主要者讨论如下。⑴定线误差在量距时由于钢尺没有准确地安放在待量距的直线方向上，所