1、 水平距离测量是测量的三项基本工作之一，其主要任水平距离测量是测量的三项基本工作之一，其主要任务是测量地面两点之间的水平距离。水平距离是指地面务是测量地面两点之间的水平距离。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，是确定地上两点垂直投影在同一水平面上的直线距离，是确定地面点平面位置的要素之一。面点平面位置的要素之一。按照使用工具和量距方法的不同，距离测量的方法有按照使用工具和量距方法的不同，距离测量的方法有钢尺量距、视距测量、电磁波测距和钢尺量距、视距测量、电磁波测距和GPSGPS测距等。测距等。钢尺量距适用于平坦地区的短距离量距，易受地形限制。钢尺量距适用于平坦地区的短距离量2、距，易受地形限制。视距测量适用于低精度的短距离量距。视距测量适用于低精度的短距离量距。电磁波测距精度高，测程远，适用于高精度的远距离量距。电磁波测距精度高，测程远，适用于高精度的远距离量距。GPSGPS测距精度高，测程远，且不受地形条件限制，适用范围广。测距精度高，测程远，且不受地形条件限制，适用范围广。直线定向是确定两点间相对位置关系的必要环节，直线定向是确定两点间相对位置关系的必要环节，在此一并介绍。在此一并介绍。距离测量与直线定向第一节第一节 钢尺量距钢尺量距一、距离丈量的工具一、距离丈量的工具端点尺端点尺刻线尺刻线尺 二、直线定线二、直线定线 当地面上两点间的距离超过尺子的全长时，或地3、势起伏较大，一尺段当地面上两点间的距离超过尺子的全长时，或地势起伏较大，一尺段无法完成丈量工作时，量距前必须在通过直线两端点的竖直面内，定出无法完成丈量工作时，量距前必须在通过直线两端点的竖直面内，定出若干分段点，以便分段丈量，这项工作称为直线定线。若干分段点，以便分段丈量，这项工作称为直线定线。按精度要求的不同，直线定线有目估定线和经纬仪定线两种方法。按精度要求的不同，直线定线有目估定线和经纬仪定线两种方法。目估定线目估定线经纬仪定线经纬仪定线 当丈量距离的精度要求较高或测角量边同时进行时，可直接用经纬仪当丈量距离的精度要求较高或测角量边同时进行时，可直接用经纬仪定线。仪器安置在一点后，瞄准4、另一点，然后固定照准部，在望远镜视定线。仪器安置在一点后，瞄准另一点，然后固定照准部，在望远镜视线上，用标杆或测钎定出中间点。线上，用标杆或测钎定出中间点。三、一般精度距离丈量三、一般精度距离丈量 所谓一般精度距离丈量所谓一般精度距离丈量(或一般精度量距或一般精度量距)是指每丈量一尺段，只需准是指每丈量一尺段，只需准确到厘米级的丈量方法。根据地势条件，分为平坦地面的距离丈量和倾确到厘米级的丈量方法。根据地势条件，分为平坦地面的距离丈量和倾斜地面的距离丈量。斜地面的距离丈量。平坦地面的距离丈量平坦地面的距离丈量 此方法为量距的基本方法。丈量前，先将待测距离的两个端点用木桩此方法为量距的基本方法。5、丈量前，先将待测距离的两个端点用木桩（桩顶钉一小钉）标志出来，清除直线上的障碍物后，一般由两人在两（桩顶钉一小钉）标志出来，清除直线上的障碍物后，一般由两人在两点间边定线边丈量。点间边定线边丈量。为了校核和提高精度，一般要求进行往返测。最后，以往、返两次为了校核和提高精度，一般要求进行往返测。最后，以往、返两次丈量结果的平均值作为直线丈量结果的平均值作为直线ABAB最终的水平距离。最终的水平距离。D=nl+lD=nl+l 例：例：例：例：D D往往=159.980m=159.980m，D D返返=160.020m=160.020m 求：求：求：求：ABAB距离距离D D平均平均及相对误差及相对6、误差K?K?解：解：解：解：D D平均平均=(D=(D往往+D+D返返)/2=160.000 (m)/2=160.000 (m)，D=DD=D往往-D D返返=-=-0.040(m)0.040(m)，相对误差分母愈大，则相对误差分母愈大，则K K值愈小，精度愈高；反之，精度愈低。量距值愈小，精度愈高；反之，精度愈低。量距精度取决于使用的要求和地面起伏情况，在平坦地区，钢尺量距一般方精度取决于使用的要求和地面起伏情况，在平坦地区，钢尺量距一般方法的相对误差一般不应大于法的相对误差一般不应大于1/30001/3000；在量距较困难的地区，其相对误差；在量距较困难的地区，其相对误差也不应大于也不应大7、于1/10001/1000。倾斜地面的距离丈量倾斜地面的距离丈量 平量法：在倾斜地面上量距时，若地面起伏不大，可将尺子拉成平量法：在倾斜地面上量距时，若地面起伏不大，可将尺子拉成水平后进行丈量。水平后进行丈量。2.2.斜量法：当倾斜地面的坡度比较均匀或坡度较大时，可以沿斜坡斜量法：当倾斜地面的坡度比较均匀或坡度较大时，可以沿斜坡丈量出丈量出A A、B B两点间的斜距两点间的斜距L L，用经纬仪测出直线，用经纬仪测出直线ABAB的倾角的倾角，或，或A A、B B两点的高差两点的高差h h，按下式计算直线，按下式计算直线ABAB的水平距离：的水平距离：四、钢尺量距的精密方法四、钢尺量距的精密方法 8、钢尺量距的一般方法，精度不高，相对误差一般只能达到钢尺量距的一般方法，精度不高，相对误差一般只能达到1/20001/20001/50001/5000。但在实际测量工作中，有时量距精度要求很高，如在建筑工。但在实际测量工作中，有时量距精度要求很高，如在建筑工地测设建筑方格网的主轴线，量距精度要求在地测设建筑方格网的主轴线，量距精度要求在1/100001/10000以上，甚至要求以上，甚至要求更高。这时若用钢尺量距，应采用钢尺量距的精密方法。更高。这时若用钢尺量距，应采用钢尺量距的精密方法。真长真长名义长名义长尺长改正数尺长改正数膨胀系数：膨胀系数：1.151.151010-5-5 1.251.29、51010-5-5/检定时标准温度检定时标准温度（一般为（一般为2020）使用时温度使用时温度第二节第二节 视距测量视距测量 视距测量是根据几何光学原理，间接地同时测定地面视距测量是根据几何光学原理，间接地同时测定地面上两点间距离和高差的一种方法。上两点间距离和高差的一种方法。由于这种方法一般不受地形的限制，使用常规的水准由于这种方法一般不受地形的限制，使用常规的水准仪、经纬仪等仪器，操作方便以及观测速度较快等优点。仪、经纬仪等仪器，操作方便以及观测速度较快等优点。虽然测距相对误差仅有虽然测距相对误差仅有1/2001/2001/3001/300，但在精度要求不，但在精度要求不高的测绘工作中，得10、到应用。在普通水准测量工作中用高的测绘工作中，得到应用。在普通水准测量工作中用视距丝读取视距，就是一例。视距丝读取视距，就是一例。用装有视距丝的测量仪器测距，被称为普通视距测量。用装有视距丝的测量仪器测距，被称为普通视距测量。与视距测量相配套的尺子称为视距尺。普通视距测量可与视距测量相配套的尺子称为视距尺。普通视距测量可用普通水准尺用普通水准尺(或称标尺或称标尺)。横基尺测距横基尺测距横基尺测距横基尺测距一、普通视距测量的原理和公式一、普通视距测量的原理和公式视准轴水平时的视距原理视准轴水平时的视距原理视准轴水平时的视距原理视准轴水平时的视距原理 如图所示，仪器置于测站点A，使望远镜水平，照准11、B点上的视距尺，则尺上M、N两点的实象m、n落在十字丝平面上。由图可以看出 mnFMNF，所以仪器中心到视距尺的距离为式中 f望远镜的焦距；p 视距丝的间隔(p=mn=mn)；l 视距丝在视距尺上截得尺间隔(称为视距间隔)；物镜至仪器中心的距离。对于普通测量仪器来说，在设计时就可以使f/p和(f+)为固定值。f/p称为乘常数，以K表示(一般K=100)；(f+)称为加常数，以C表示(一般C=0)。这样，上式就可以写成 D=Kl+C=100l 只要利用上下丝在尺上读出尺间隔l值，(即上、下丝读数之差)，就可以很快求得仪器中心至视距尺的水平距离。M、N两点的高差：h=i-v视准轴倾斜时的视距原理视12、准轴倾斜时的视距原理视准轴倾斜时的视距原理视准轴倾斜时的视距原理 在地形起伏比较大的地区进行视距测量时，视准轴处于倾斜位置，视距尺还是铅垂地竖立在B点上，与视准轴不垂直。对于这种情况，为了推导出计算水平距离和高差的公式，设想视距尺绕E点旋转一个角(为视准轴的竖直角)，使尺子与视准轴垂直，若以l表示上下丝在此尺上截得的尺间隔，有 l=MN=lcos 倾斜距离 D=Kl=Klcos 则可得 水平距离计算公式：水平距离计算公式：水平距离计算公式：水平距离计算公式：高差计算公式：高差计算公式：高差计算公式：高差计算公式：二、视距测量的观测与计算二、视距测量的观测与计算将经纬仪安置于A点，量取仪器高i，13、在B点竖立视距尺。盘左位置，转动照准部精确瞄准B点视距尺，分别读取上、中、下丝的读数，算出尺间隔l。在实际操作中，还可以微动望远镜，将中丝对准vi附近，使上丝或下丝正好在视距尺某整刻度线上，从而直接读出尺间隔l。使中丝对准尺上仪器高读数，即v=i；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，计算竖直角。根据i、v、l、，计算并记录计算成果。三、视距测量的误差及注意事项三、视距测量的误差及注意事项作业前，应检验校正仪器，校正竖盘指标差不超过1。读数时注意消除视差，控制视距长度不要超过规范要求；上丝对准整分划，立即估读下丝。标尺倾斜对视距精度影响极大，在山区更为显著。为了减14、小标尺倾斜的影响，应在视距尺上安置圆水准器。风力较大使尺子抖动，对视距尺间隔l产生较大影响。为减少外界条件的不利影响，应选择有利的条件下观测。第三节第三节 光电测距光电测距 光电测距是以光电波作为载波，通过测定光电波在测线光电测距是以光电波作为载波，通过测定光电波在测线两端点间往返传播的时间来测量距离。在其测程范围内，两端点间往返传播的时间来测量距离。在其测程范围内，能测量任何可通过两点间的距离，如高山之间，大河两岸能测量任何可通过两点间的距离，如高山之间，大河两岸等。与传统的钢尺量距相比，具有精度高、速度快、灵活等。与传统的钢尺量距相比，具有精度高、速度快、灵活方便、受气候和地形影响小等特点15、。方便、受气候和地形影响小等特点。南方测距仪南方测距仪 ND3000ND3000徕卡徕卡DI3000sDI3000s测距仪测距仪电磁波测距仪的分类：电磁波测距仪的分类：1.1.按载波分按载波分2.2.按测程分按测程分 短程短程 3km 15km 15km 3.3.按精度（每千米测距中误差）分按精度（每千米测距中误差）分 级：级：5mm 测程时测程时N0，N无需确定，但测相精度一定，当无需确定，但测相精度一定，当测程较大时，测距精度将降低测程较大时，测距精度将降低测距仪采用多频率组合测距来求得测距仪采用多频率组合测距来求得N并保证测距精度并保证测距精度 如：测定一段距离如：测定一段距离 l l/16、2=10米测得结果为米测得结果为 3.682米米 l l/2=1000米测得结果为米测得结果为 573.6 米米 两个结果组合为两个结果组合为 573.682米米3.整周数整周数N的确定方法的确定方法五、成果整理五、成果整理5-3 电磁波测距电磁波测距（d1+C)+(d2+C)=d3+C C=d3 -d1-d2（1）棱镜常数改正）棱镜常数改正 棱镜等效反射面与棱镜安置中心不一致棱镜等效反射面与棱镜安置中心不一致（2）测距仪加常数改正）测距仪加常数改正 测距仪相位中心与仪器对中位置不一致测距仪相位中心与仪器对中位置不一致1.斜距计算斜距计算d1d2d3HdC=d H(n 1)n 为棱镜玻璃的折射17、率为棱镜玻璃的折射率光的传播速度与气压、温度有关，即测尺长度发生光的传播速度与气压、温度有关，即测尺长度发生变化，所加改正数称为气象改正，与距离成正比。变化，所加改正数称为气象改正，与距离成正比。5-3 电磁波测距电磁波测距（4）气象改正）气象改正常用红外测距气象改正公式常用红外测距气象改正公式（3）测距仪乘常数改正：）测距仪乘常数改正：测距频率发生偏移测距频率发生偏移5-3 电磁波测距电磁波测距徕卡全站仪的气象改正表（单位徕卡全站仪的气象改正表（单位ppm）相对湿度相对湿度60%，以温度，以温度C、气压、气压mb 或海拔高或海拔高m为索引为索引2.距离归算距离归算（1）水平距离归算）水平距离18、归算5-3 电磁波测距电磁波测距（2）水平距离归算到参考椭球面）水平距离归算到参考椭球面（3）参考椭球面化算到高斯平面）参考椭球面化算到高斯平面ABHmabS1RmOS2hg大地水准面参考椭球面S1hDa a5-3 电磁波测距电磁波测距Ym(km)1020304550100150160S2/S1 8100001200000190000140000132000181001360013170投影改正的大小投影改正的大小Hm(m)50100200500800100015002000S1/S1 13700016400013200011300018000164001420013185高程改正的大小高程改19、正的大小小小 结结1.1.钢尺量距钢尺量距2.视距测量视距测量3.电磁波测距电磁波测距脉冲法测距脉冲法测距相位法测距相位法测距成果整理：斜距计算、距离归算成果整理：斜距计算、距离归算相位法测距原理相位法测距原理080807070606050504040909545453535252515150505555“米”的由来 国际单位制的长度单位“米”(meter,metre)起源于法国。1790年5月由法国科学家组成的特别委员会，建议以通过巴黎的地球子午线全长的四千万分之一作为长度单位米，1791年获法国国会批准。17921799年，对法国敦克尔克至西班牙的巴塞罗那进行了测量。1799年根据测量结果制成一根35毫米25毫米短形截面的铂杆(platinum metre bar)，以此杆两端之间的距离定为1米，并交法国档案局保管，所以也称为“档案米”。这就是最早的米定义。1960年第十一届国际计量大会对米的定义作了如下更改：“米的长度等于氪86原子的2P10和5d1能级之间跃迁的辐射在真空中波长的165076373倍”。70年代以来，对时间和光速的测定，都达到了很高的精确度。因此，1983年10月在巴黎召开的第十七届国际计量大会上又通过了米的新定义：“米是1299792458秒的时间间隔内光在真空中行程的长度”。