单元距离测量与直线定向-《建筑施工测量》课件.ppt
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1、 距离测量的主要任务是测量水平距离。距离测量的主要任务是测量水平距离。水平距离是指地面上两点垂直投影在水平距离是指地面上两点垂直投影在同一水平面上的直线距离。同一水平面上的直线距离。直线定向是确定两点间相对位置关系直线定向是确定两点间相对位置关系的必要环节。的必要环节。学习内容4.1 钢尺量距4.2 视距测量4.3 直线定向4.4 坐标正反算4.5 电磁波测距本章小结与习题自测 返回目录 第五章结 束学习目标v掌握直线定线方法,v熟练掌握直线钢尺量距法,视矩法测距,光电测距法测距和成果计算;v了解误差来源及削减方法,v熟练全站仪的使用,v掌握直线的定向,能坐标方位角的推算。距离测量的方法距离测
2、量的方法:钢尺量距钢尺量距光电测距仪测距光电测距仪测距视距测量视距测量一、量距的工具一、量距的工具 1.钢尺钢尺 根据尺的零点位置不同,有端点尺和刻线尺根据尺的零点位置不同,有端点尺和刻线尺之分。之分。2.测杆测杆 3.测钎测钎 4.锤球、弹簧秤和温度计锤球、弹簧秤和温度计4.1 钢尺量距二、直线定线二、直线定线 水平距离测量时,当地面上两点间的距离水平距离测量时,当地面上两点间的距离超过超过 一整尺长时,或地势起伏较大,一尺段一整尺长时,或地势起伏较大,一尺段无法完成丈量工作时,需要在两点的连线上标无法完成丈量工作时,需要在两点的连线上标定出若干个点,这项工作称为定出若干个点,这项工作称为直
3、线定线直线定线。按精度要求的不同,直线定线分为:按精度要求的不同,直线定线分为:目估定线目估定线经纬仪定线经纬仪定线三、钢尺量距的一般方法三、钢尺量距的一般方法 1平坦地面上的量距方法平坦地面上的量距方法qnlDAB 式中式中 n整尺段数;整尺段数;l钢尺长度钢尺长度(m););q不足一整尺的余长不足一整尺的余长(m)。)。)(21返往平均DDD 钢尺量距时,一般还应由钢尺量距时,一般还应由B点量至点量至A点点进行返测进行返测,返测时应重新进行定线返测时应重新进行定线。取往、返测距离的平均值作为直线AB最终的水平距离。式中 D平均平均往、返测距离的平均值(m););D往往往测的距离(m););
4、D返返返测的距离(m)。)。往返平均平均往返DDDDDDK1 量距精度通常用相对误差量距精度通常用相对误差K来衡来衡量,相对误差量,相对误差K应化为分子为应化为分子为的分数形式。的分数形式。相对误差分母愈大相对误差分母愈大,则则K值愈小,精度愈高;值愈小,精度愈高;反之,精度愈低。反之,精度愈低。在平坦地区,钢尺量距一般方法的相对误在平坦地区,钢尺量距一般方法的相对误差一般不应大于差一般不应大于1/3 000;在量距较困难的地区,;在量距较困难的地区,其相对误差也不应大于其相对误差也不应大于1/1 000。例4-1 用30m长的钢尺往返丈量A、B两点间的水平距离,丈量结果分别为:往测4个整尺段
5、,余长为19.98m;返测4个整尺段,余长为20.02m。计算A、B两点间的水平距离DAB及其相对误差K。m98.129m98.9m304 qnlDABm02.130m02.10m304 qnlDBAm00.130m)02.130m98.129(21)(21av BAABDDD3250100.13004.0m00.130m02.130m98.129avDDDKBAAB解:解:2倾斜地面上的量距方法 (1)平量法ABDl1l2l3l4ABDl1l2l3l4 cosABABLD 22ABABABhLD (2)斜量法 ABLDh四、钢尺量距的精密方法四、钢尺量距的精密方法 1钢尺检定钢尺检定 钢尺由
6、于材料原因、刻划误差、长期使用钢尺由于材料原因、刻划误差、长期使用的变形以及丈量时温度和拉力不同的影响,其的变形以及丈量时温度和拉力不同的影响,其实际长度往往不等于尺上所标注的长度即名义实际长度往往不等于尺上所标注的长度即名义长度,因此,量距前应对钢尺进行检定。长度,因此,量距前应对钢尺进行检定。000)(lttlllt (1)尺长方程式 经过检定的钢尺,其长度可用尺长方程式表示。式中式中lt钢尺在温度钢尺在温度t时的实际长度(时的实际长度(m););l0钢尺的名义长度(钢尺的名义长度(m););l尺长改正数(尺长改正数(m););钢尺的膨胀系数,钢尺的膨胀系数,=1.2510-5m/1;t0
7、钢尺检定时的温度(钢尺检定时的温度(););t钢尺使用时的温度(钢尺使用时的温度()。)。(2)钢尺的检定方法钢尺的检定方法 钢尺的检定方法有与标准尺比较和在测定精确钢尺的检定方法有与标准尺比较和在测定精确长度的基线场进行比较两种方法。长度的基线场进行比较两种方法。标准尺长比较的方法标准尺长比较的方法:将被检定钢尺与已有尺长方程式的标准钢尺相比较。将被检定钢尺与已有尺长方程式的标准钢尺相比较。两根钢尺并排放在平坦地面上,都施加标准拉力,两根钢尺并排放在平坦地面上,都施加标准拉力,并将两根钢尺的末端刻划对齐,在零分划附近读出两并将两根钢尺的末端刻划对齐,在零分划附近读出两尺的差数。尺的差数。这样
8、就能够根据标准尺的尺长方程式计算出被检这样就能够根据标准尺的尺长方程式计算出被检定钢尺的尺长方程式。定钢尺的尺长方程式。m30C)20(1025.1m004.0m3051 tlt例例4-2 已知1号标准尺的尺长方程式为被检定的2号钢尺,其名义长度也是30m。比较时的温度为24,当两把尺子的末端刻划对齐并施加标准拉力后,2号钢尺比1号标准尺短0.007m,试确定2号钢尺的根尺长方程式。m007.012 ttllm007.0m30C)20C24(1025.1m004.0m305 m002.0m30 m30C)24(1025.1m002.0m3052 tlt解解 故2号钢尺的尺长方程式为:2钢尺量距
9、的精密方法(1)准备工作 1)清理场地 2)直线定线精密量距用经纬仪定线。AABB12345 3)测桩顶间高差 利用水准仪,用双面尺法或往、返测法测出各相邻桩顶间高差。钢尺号码钢尺号码:No.04-3 钢尺膨胀系数钢尺膨胀系数:1.25105 钢尺检定时温度钢尺检定时温度:20 计算者计算者:张辉张辉 钢尺名义长度钢尺名义长度:30m 钢尺检定长度钢尺检定长度:30.005m 钢尺检定时拉力钢尺检定时拉力:100N 日期日期:2004.9.19尺段尺段编号编号实测实测次数次数 前尺读数前尺读数 /m 后尺读数后尺读数 /m 尺段长度尺段长度 /m温度温度 /高差高差 /m温度改正数温度改正数
10、/mm倾斜改正数倾斜改正数 /mm尺长改正数尺长改正数 /mm改正后尺改正后尺段长段长/m A-11 29.9910 0.070029.9210-0.152精密量距记录计算表精密量距记录计算表 丈量时,后尺手挂弹簧秤于钢尺的零端,前尺手执尺子的末端,两人同时拉紧钢尺,把钢尺有刻划的一侧贴切于木桩顶十字线的交点,待达到标准拉力时,由后尺手发出“预备”口令,两人拉稳尺子,由前尺手喊“好”。在此瞬间,前、后读尺员同时读取读数,估读至0.5mm,并计算尺段长度,记录表格。(2)丈量方法29.99200.069529.922529.99100.069029.922023平均平均29.9218+25.5
11、前、后移动钢尺一段距离,同法再次前、后移动钢尺一段距离,同法再次丈量。丈量。每一尺段测三次,读三组读数,由三每一尺段测三次,读三组读数,由三组读数算得的长度之差要求不超过组读数算得的长度之差要求不超过2mm,否则应重测。否则应重测。如在限差之内,取三次结果的平均值,如在限差之内,取三次结果的平均值,作为该尺段的观测结果。作为该尺段的观测结果。同时,每一尺段测量应记录温度一次,估读至0.5。如此继续丈量至终点,即完成往测工作。完成往测后,应立即进行返测。钢尺号码钢尺号码:No.04-3 钢尺膨胀系数钢尺膨胀系数:1.25105 钢尺检定时温度钢尺检定时温度:20 计算者计算者:张辉张辉 钢尺名义
12、长度钢尺名义长度:30m 钢尺检定长度钢尺检定长度:30.005m 钢尺检定时拉力钢尺检定时拉力:100N 日期日期:2004.9.19尺段尺段编号编号实测实测次数次数 前尺读数前尺读数 /m 后尺读数后尺读数 /m 尺段长度尺段长度 /m温度温度 /高差高差 /m温度改正数温度改正数 /mm倾斜改正数倾斜改正数 /mm尺长改正数尺长改正数 /mm改正后尺改正后尺段长段长/m A-11 29.9910 0.0700 29.9210+25.5-0.152229.9920 695 2253 910 690 220平均平均 29.9218 1-21 29.8710 0.0510 29.8200+25
13、.4-0.0712 705 515 1903 715 520 195平均平均 29.8195 2-B1 24.1610 0.0515 24.1095+25.7-0.2102 625 505 1203 615 525 090 平均平均 24.1102总和总和83.8515精密量距记录计算表精密量距记录计算表*11(3)成果计算)成果计算 将每一尺段丈量结果经过尺长改正、温度将每一尺段丈量结果经过尺长改正、温度改正和倾斜改正改算成水平距离,并求总和,改正和倾斜改正改算成水平距离,并求总和,得到直线往测、返测的全长。得到直线往测、返测的全长。往、返测较差符合精度要求后,取往、返往、返测较差符合精度要
14、求后,取往、返测结果的平均值作为最后成果。测结果的平均值作为最后成果。钢尺号码钢尺号码:No.04-3 钢尺膨胀系数钢尺膨胀系数:1.25105 钢尺检定时温度钢尺检定时温度:20 计算者计算者:张辉张辉 钢尺名义长度钢尺名义长度:30m 钢尺检定长度钢尺检定长度:30.005m 钢尺检定时拉力钢尺检定时拉力:100N 日期日期:2004.9.19尺段尺段编号编号实测实测次数次数 前尺读数前尺读数 /m 后尺读数后尺读数 /m 尺段长度尺段长度 /m温度温度 /高差高差 /m温度改正数温度改正数 /mm倾斜改正数倾斜改正数 /mm尺长改正数尺长改正数 /mm改正后尺改正后尺段长段长/m A-1
15、1 29.9910 0.0700 29.9210+25.5-0.152229.9920 695 2253 910 690 220平均平均 29.9218精密量距记录计算表精密量距记录计算表*11尺长改正:尺长改正:lllld0m005.0m30m005.300 lllmm5.1m0015.0m9218.29m30m005.00lllldlttlt)(0 温度改正:温度改正:+1.5mmlttlt0.29218.29C)20C5.25(1025.1)(50+2.0lhlh22 倾斜改正:倾斜改正:mm4.09218.292)152.0(222lhlh-0.4htdAllllD 1 尺段长:尺段长
16、:m9249.290004.00020.00015.09218.2929.9249 钢尺号码钢尺号码:No.04-3 钢尺膨胀系数钢尺膨胀系数:1.25105 钢尺检定时温度钢尺检定时温度:20 计算者计算者:张辉张辉 钢尺名义长度钢尺名义长度:30m 钢尺检定长度钢尺检定长度:30.005m 钢尺检定时拉力钢尺检定时拉力:100N 日期日期:2004.9.19尺段尺段编号编号实测实测次数次数 前尺读数前尺读数 /m 后尺读数后尺读数 /m 尺段长度尺段长度 /m温度温度 /高差高差 /m温度改正数温度改正数 /mm倾斜改正数倾斜改正数 /mm尺长改正数尺长改正数 /mm改正后尺改正后尺段长段
17、长/m A-11 29.9910 0.0700 29.9210+25.5-0.152+2.0-0.4+1.529.9249229.9920 695 2253 910 690 220平均平均 29.9218 1-21 29.8710 0.0510 29.8200+25.4-0.071+1.9-0.08+1.529.82282 705 515 1903 715 520 195平均平均 29.8195 2-B1 24.1610 0.0515 24.1095+25.7-0.210+1.6-0.9+1.224.11212 625 505 1203 615 525 090 平均平均 24.1102总和总和
18、83.8515+5.5-1.38+4.283.8598精密量距记录计算表精密量距记录计算表*11lttlt)(0 lhlh22 htdllllD 1)尺段长度计算 根据尺长、温度改正和倾斜改正,计算尺段改正根据尺长、温度改正和倾斜改正,计算尺段改正后的水平距离。后的水平距离。尺长改正:尺长改正:温度改正:温度改正:倾斜改正:倾斜改正:尺段改正后的水平距离:尺段改正后的水平距离:lllld0 2)计算全长 将各个尺段改正后的水平距离相加,便得到直线AB的往测水平距离。在本例中 往测的水平距离D往往为:m8598.83往D 返测的水平距离D返返为:m8559.83返D取平均值作为直线AB的水平距离
19、:m8578.83平均D相对误差为:215021m8578.83m8598.83m8559.83平均往返DDDK五、钢尺量距误差及注意事项五、钢尺量距误差及注意事项 1尺长误差尺长误差 新购置的钢尺必须经过检定,以便进行尺长改正。新购置的钢尺必须经过检定,以便进行尺长改正。2定线误差定线误差 当待测距离较长或精度要求较高时,应用经纬仪当待测距离较长或精度要求较高时,应用经纬仪定线。定线。3拉力误差拉力误差 精密量距时,必须使用弹簧秤。精密量距时,必须使用弹簧秤。5钢尺不水平的误差钢尺不水平的误差 用平量法丈量时,钢尺不水平,会使所量距离增用平量法丈量时,钢尺不水平,会使所量距离增大。因此,用平
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