第四章 距離測量與直線定向

1、第四章第四章距離測量與直線定向距離測量與直線定向距離測量距離測量distancemeasurement測量地面上兩點(diǎn)連線長度的工作。通常需要測定的是水平距離，即兩點(diǎn)連線投影在某水準(zhǔn)面上的長度。它是確定地面點(diǎn)的平面位置的要素之一。在三角測量、導(dǎo)線測量、地形測量和工程測量等工作中都需要進(jìn)行距離測量。距離測量的精度用相對(duì)誤差（相對(duì)精度）表示。即距離測量的誤差同該距離長度的比值用分子為1的公式1n表示。比值越小距離測量的精度越高。距離測量常用的

2、方法有量尺量距、視距測量、視差法測距和電磁波測距等。量尺量距用量尺直接測定兩點(diǎn)間的距離。在早期的土地整理、道路建設(shè)等工程測量中，曾用測繩、竹尺和測鏈等作為量尺。17世紀(jì)歐洲一些國家用長約4米的木桿尺或金屬桿尺，在研究地球形狀和大小的弧度測量中測量距離。1880年瑞典人耶德林(J□derin)用懸掛的線狀金屬尺代替木桿尺。1903年又出現(xiàn)了因瓦基線尺?，F(xiàn)在則主要用輕便的鋼尺和布卷尺。布卷尺俗稱皮尺，使用方便，但受拉、受潮后尺長容易改變，影

3、響測量精度。鋼尺量距鋼尺一般用寬10～20毫米、厚0.1～0.4毫米的薄鋼帶制成。長有20、30或50米等多種。所量距離大于尺長時(shí)，需先標(biāo)定直線再分段測量。鋼尺量距的精度一般高于11000。為提高量距精度，要用固定拉力引張尺子，并在實(shí)測距離上加傾斜改正(也稱高差改正)、尺長改正和溫度改正或把尺子懸空進(jìn)行量距以減少地面起伏的影響。高差改正，也稱傾斜改正。是距離測量中把斜距換算成水平距離的改正；尺長改正是因尺子實(shí)長不等于其名義長度而引起的改

4、正。尺子在標(biāo)準(zhǔn)溫度時(shí)，在標(biāo)準(zhǔn)拉力引張下的實(shí)際長度同其名義長度的差數(shù)稱為該尺的尺長改正。把尺子和精度較高的已知長度相比較，即可求得尺長改正。溫度改正是因作業(yè)時(shí)的溫度和標(biāo)準(zhǔn)溫度不同而引起尺長變化所加的改正。在良好的外界條件下，采取上述措施后，鋼尺量距的精度可達(dá)120000。因瓦基線尺量距因瓦基線尺是用溫度膨脹系數(shù)很小的因瓦合金鋼制造的線狀尺或帶狀尺。用它測量距離的誤差很小。主要用于丈量三角網(wǎng)的基線和其他高精度的邊長。常用的線狀尺長24米，鋼

5、絲直徑為1.65毫米，測線另一端安置水平或豎直的標(biāo)尺。在望遠(yuǎn)鏡視場中可以同時(shí)看到標(biāo)尺通過光楔經(jīng)物鏡的構(gòu)像和不通過光楔直接經(jīng)物鏡的構(gòu)像。光楔使光線偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度□，從而測得尺上一段長度□。設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)視距乘常數(shù)等于100或200等整數(shù)的要求來決定□值。有些雙像視距儀有自動(dòng)歸算性能可以直接測得水平距離。有些雙像視距儀使用定長的標(biāo)尺，而光線偏轉(zhuǎn)的角度□是變值，用光學(xué)方法測量隨距離而變化的□角，再按三角公式求得距離。無標(biāo)尺視距儀在待定點(diǎn)上不必安置標(biāo)

6、尺就能測量距離的一種視距儀。測算距離所必需的角值□和基線長□都在儀器上獲得。一些無標(biāo)尺視距儀中□角是固定值，基線長度隨待測距離而變化（圖3無標(biāo)尺視距儀原理圖）。這種無標(biāo)尺視距儀主要由基線尺、固定五角棱鏡、光楔、帶指標(biāo)線的活動(dòng)五角棱鏡及望遠(yuǎn)鏡組成。測量距離時(shí)在待定點(diǎn)上選定一個(gè)目標(biāo)經(jīng)光楔折射□角后進(jìn)入物鏡成像，同時(shí)又有不經(jīng)光楔折射進(jìn)入物鏡成像。移動(dòng)活動(dòng)的五角棱鏡可以使目標(biāo)的兩個(gè)像在望遠(yuǎn)鏡視場中重合。這時(shí)指標(biāo)線在基線尺上截取長度□乘上視距乘常

7、數(shù)即可算得距離。另一些儀器中基線長□固定不變，□角隨距離而變化。用無標(biāo)尺視距儀測量距離的精度較差，但用它測量從測站到山頂和懸崖等難以攀登處的距離很方便，可用于起伏較大地區(qū)的地形測圖。視差法測距用經(jīng)緯儀測量短基線所對(duì)的視差角，再按三角公式推算水平距離的一種方法。短基線長度一般為待測距離的110～1100。因?yàn)橛媒?jīng)緯儀測得的視差角是水平角，所以視差法求得的距離是水平距離。用定長而水平放置的基線橫尺及其所對(duì)的視差角來推算水平距離的方法稱為基線

8、橫尺視差法（圖4基線橫尺視差法測距原理）?；€橫尺兩端標(biāo)志間的長度b一般等于2米。該尺經(jīng)過精密檢定、校正誤差很小。尺上裝有水準(zhǔn)器和瞄準(zhǔn)器，以便將橫尺安放到水平位置，并使尺面與測線垂直。觀測視差角□后，水平距離用下式計(jì)算□?；€橫尺視差法測量距離的相對(duì)誤差同測角誤差成正比，同視差角大小成反比。當(dāng)測角誤差為1″，□角約為33′20″時(shí)，測距相對(duì)精度為12000；當(dāng)□角約為533′時(shí)，相對(duì)精度為120000。若用視差法測量較長的距離同時(shí)要求保