4.2 视 距 测 量(课件）-《建筑工程测量》同步教学（中国石油大学出版社）

模块4 距离测量与直线定向 4.1 钢尺量距 4.2 视距测量 4.3 直线定向 4.4 坐标方位角的推算及点位坐标的计算 模块4 距离测量与直线定向 技能目标 能够用钢尺进行距离的一般丈量和精密丈量。 能够使用光学经纬仪进行视距测量。 能够正确使用罗盘仪测定直线的磁方位角。 知识目标 了解罗盘仪的构造。 掌握钢尺量距的一般方法与精密方法、视距测量的原理及观测方法、直线定向的概念。 熟悉钢尺量距的误差及改正，视距测量的计算，直线方向的表示，正、反坐标方位角的概念及推算，坐标正、反算的原理及方法。 4.2 视 距 测 量 视距测量的原理 4.2.1 视准轴水平时的视距测量 1. 如图4-9所示，要测定A、B两点间的水平距离D和高差h，首先应在A点安置经纬仪，在B点竖立视距尺，p为上、下视距丝的间距，f为物镜的焦距，δ为物镜至仪器中心的距离，d为物镜焦点F到标尺的距离。当望远镜视线水平时，视线与视距尺垂直，经对光后，通过上、下两条视距丝m、n可在视距尺上读得M、N，M、N两点读数的差值称为视距间隔或尺间隔，用l表示。 4.2 视 距 测 量 图4-8 定线误差 4.2 视 距 测 量 视准轴倾斜时的视距测量 2. 当地面起伏较大时，必须将望远镜倾斜才能照准视距尺，由于此时的视准轴不再垂直于视距尺，所以前面推导的公式就不适用了。因此，在推导倾斜视线的视距公式时，必须加上两项改正：视距尺不垂直于视准轴的改正和倾斜视线（距离）化为水平距离的改正。如图4-10所示，可以通过在E点做垂线的方法来实现这个过程。 4.2 视 距 测 量 图4-10 视准轴倾斜时的视距测量原理 4.2 视 距 测 量 视距测量的观测及计算 4.2.2 （1）在测站点A安置经纬仪，量取仪器高i（取至厘米），并抄录A点的高程HA （取至厘米），计入表4-3。 （2）立标尺于待测点，使尺子竖直，尺面对准仪器。 （3）以盘左位置瞄准标尺，读取下丝、上丝读数和中丝读数v，并计入表4-3。 （4）使竖盘水准管气泡居中，读竖盘读数。根据式（4-13）和式（4-15）计算水平距离D和高差h。 至此即完成一个点的观测，重复（2）、（3）、（4）步测定其他待测点。数据记录和计算结果见表4-3。 4.2 视 距 测 量 视距测量的观测及计算 4.2.2 表4-3 视距测量记录簿 4.2 视 距 测 量 视距测量的误差及注意事项 4.2.3 视距测量的误差 1. （1）读数误差 用视距丝在水准尺上读数的误差与水准尺的最小分划线的宽度、经纬仪至水准尺的距离及望远镜的放大率等因素有关，因此，读数误差的大小视所使用的经纬仪及作业条件而定。 4.2 视 距 测 量 （2）水准尺倾斜引起的误差 式(4-13)是在视距尺严格与地面垂直的条件下推导出来的。若视距尺倾斜，设其倾角为Δγ，对D=Scos α=λlcos2α进行微分，得视距测量误差ΔD为 其相对误差为 由于一般视距测量精度为1/300，因此要保证ΔD/D≤1/300，视距测量时倾角误差Δγ应满足 根据式(4-18)可计算出不同竖直角对应的倾角测量精度，见表4-4。 4.2 视 距 测 量 表4-4 不同竖直角对应的倾角测量精度 4.2 视 距 测 量 地球表面高度不同的区域内的空气密度不同，视距尺上不同部分的光线就是通过这样不同密度的空气层到达望远镜的。经验证明，越接近地面的光线受折光影响越显著，并且这种误差会随距离的平方成比例地增加。因此，应抬高视线或选择在有利的气象条件下进行视距测量。 （3）大气折光的影响 4.2 视 距 测 量 视距测量的注意事项 2. （1）观测时应抬高视线，使视线距离地面1 m以上，以减小大气折光的影响。 （2）作业时，应尽量将视距尺竖直，最好使用带有水准器的视距尺，以减小视距尺倾斜误差的影响。 （3）严格检核视距乘常数λ值，使其值在100±01的范围之内，否则应加改正数。 （4）视距尺一般应是厘米刻划的整体尺，尽量少用或不用塔尺。如果使用塔尺，应注意检查各节尺的接头是否准确。 （5）竖直角观测时，应注意将竖盘水准管气泡居中或将竖盘自动补偿开关打开。 （6）对视距长度必须加以限制，应尽可能地缩短视线长度。 （7）观测应选择在风力较小，成像清晰、稳定的条件下进行。 $$