《土木工程测量》第4章教案1分析.ppt

同济大学出版社 制作 覃辉 * * 第4章 距离测量与直线定向 ?距离测量(distance measurement)是确定地面点位的基本测量工作之一。 距离测量方法有钢尺量距、视距测量、电磁波测距和GPS测量等。 钢尺量距是用钢卷尺沿地面直接丈量距离； 视距测量是利用经纬仪或水准仪望远镜中的视距丝及视距标尺按几何光学原理进行测距； 电磁波测距是用仪器发射并接收电磁波，通过测量电磁波在待测距离上往返传播的时间解算出距离； GPS测量是利用两台GPS接收机接收空间轨道上4颗卫星发射的精密测距信号，通过距离空间交会的方法解算出两台GPS接收机之间的距离。本章重点介绍前三种距离测量方法，GPS测量在第8章介绍。 §4.1 钢尺量距 (1) 量距工具 1) 钢尺(steel tape) 钢尺是用钢制成的带状尺，尺的宽度约10～15 mm，厚度约0.4mm，长度有20 m、30 m、50 m等几种。 钢尺有卷放在圆盘形的尺壳内的，也有卷放在金属尺架上的，如图4-1所示。钢尺的基本分划为厘米，在每厘米、每分米及每米处印有数字注记。 根据零点位置的不同，钢尺有端点尺和刻划尺两种。端点尺是以尺的最外端作为尺的零点，如图4-2a所示；刻线尺是以尺前端的一刻线作为尺的零点，如图4-2b所示。 2) 其它辅助工具 测钎(measuring rod) 标杆(measuring bar) 垂球(plumb bob) 精密量距时还需要 弹簧秤 温度计 尺夹。 测钎用于标定尺段，标杆用于直线定线，垂球用于在不平坦地面丈量时将钢尺的端点垂直投影到地面，弹簧秤用于对钢尺施加规定的拉力，温度计用于测定钢尺量距时的温度，以便对钢尺丈量的距离施加温度改正，尺夹用于安装在钢尺末端，以方便持尺员稳定钢尺。 1) 目测定线 目测定线适用于钢尺量距的一般方法。 设A、B两点互相通视，要在A、B两点的直线上标出分段点1、2点。 先在A、B点上竖立标杆，甲站在A点标杆后约一米处，指挥乙左右移动标杆，直到甲从在A点沿标杆的同一侧看到A、2、B三支标杆成一条线为止。 同法可以定出直线上的其他点。两点间定线，一般应由远到近，即先定1点，再定2点。 定线时，乙所持标杆应竖直，利用食指和姆指夹住标杆的上部，稍微提起，利用重心使标杆自然竖直。此外，为了不挡住甲的视线，乙应持标杆站立在直线方向的左侧或右侧。 2) 经纬仪定线 经纬仪定线适用于钢尺量距的精密方法。 设A、B两点互相通视，将经纬仪安置在A点，用望远镜纵丝瞄准B点，制动照准部，望远镜上下转动，指挥在两点间某一点上的助手，左右移动标杆，直至标杆像为纵丝所平分。 为减小照准误差，精密定线时，可以用直径更细的测钎或垂球线代替标杆。 (3) 钢尺量距的一般方法 1) 平坦地面的距离丈量 丈量工作一般由两人进行。 清除待量直线上的障碍物后，在直线两端点A、B竖立标杆，后尺手持钢尺的零端位于A点，前尺手持钢尺的末端和一组测钎沿AB方向前进，行至一个尺段处停下。 后尺手用手势指挥前尺手将钢尺拉在AB直线上， 后尺手将钢尺的零点对准A点，当两人同时把钢尺拉紧后，前尺手在钢尺末端的整尺段长分划处竖直插下一根测钎(如果在水泥地面上丈量插不下测钎时，也可以用粉笔在地面上划线做记号)得到1点，即量完一个尺段。 前、后尺手抬尺前进，当后尺手到达插测钎或划记号处时停住，再重复上述操作，量完第二尺段。 后尺手拔起地上的测钎，依次前进，直到量完AB直线的最后一段为止。 最后一段距离一般不会刚好是整尺段的长度，称为余长。丈量余长时，前尺手在钢尺上读取余长值，则最后A、B两点间的水平距离为 2) 倾斜地面的距离丈量 ① 平量法 沿倾斜地面丈量距离，当地势起伏不大时，可将钢尺拉平丈量。 丈量由A点向B点进行，甲立于A点，指挥乙将尺拉在AB方向线上。 甲将尺的零端对准A点，乙将钢尺抬高，并且目估使钢尺水平，然后用垂球尖将尺段的末端投影到地面上，插上测钎。 若地面倾斜较大，将钢尺抬平有困难时，可将一个尺段分成几个小段来平量，如图中的ij段。 (4) 钢尺量距的精密方法 用一般方法量距，其相对误差只能达到1/1000~1/5000，当要求量距的相对误差更小时，例如1/10000~1/40000，这就要求用精密方法进行丈量。 精密方法量距的主要工具为：钢尺、弹簧秤、温度计、尺夹等。其中钢尺必须经过检验，并得到其检定的尺长方程式。 随着电磁波测距仪的逐渐普及，现在，测量人员已经很少使用钢尺精密方法丈量距离，需要了解这方面内容的读者请参考有关的书籍。 (5) 钢尺量距的误差分析及注意事项 1) 钢尺量距的误差分析 钢尺量距的主要误差来源有下列几种： ① 尺长误差 如果钢尺的名义长度和实际长度不符，则产生尺长误差。尺长误差是积累的，丈量的距离越长，误差越大。因此新购置的