第二节 视距测量_建筑工程测量

时间: 2017-02-26 / 作者: / 分类:技术资料 / 浏览次数: / 0个评论 发表评论

第二节 视距测量 视距测量是用望远镜内的视距丝装置,根据光学原理同时测定距离和高差的一种方法。这种方法具有操作方便、速度快、一般不受地形限制等优点。虽然精度较低(普通视距测量仅能达到1/200~1/300的精度),但能满足测定碎部点位置的精度要求。所以视距测量被广泛地应用于地形测图中。 一、视距测量原理视距测量所用的仪器主要有经纬仪、水准仪和平板仪等。进行视距测量,要用到视距丝和视距尺。视距丝即望远镜内十字丝平面上的上下两根短丝,它与横丝平行且等距离,如图8-3所示。视距尺是有刻划的尺子,和水准尺基本相同。1.视线水平时的水平距离和高差公式如图8-4所示,在A点安置经纬仪,在B点竖立视距尺,用望远镜照准视距尺,当望远镜视线水平时,视线与尺子垂直。如果视距尺上MN点成像在十字丝分划板上的两根视距丝mn处,那么视距尺上MN的长度,可由上、下视距丝读数之差求得。上、下视距丝读数之差称为视距间隔或尺间隔,用l表示。在图8-4中,为上、下视距丝的间距,为视距间隔,f为物镜焦距,δ为物镜中心到仪器中心的距离。由相似△mFn′和△MFN可得   即   因此,由图8-4,则有                                                      8-1)式中  K——视距乘常数,通常K=100;C——视距加常数。式(8-1)是用外对光望远镜进行视距测量时计算水平距离的公式。对于内对光望远镜,其加常数C值接近零,可以忽略不计,故水平距离为                                                    8-2)同时,由图8-4可知,AB两点间的高差h                                                         8-3)式中  i——仪器高(m);v——十字丝中丝在视距尺上的读数,即中丝读数(m)。2.视线倾斜时的水平距离和高差公式在地面起伏较大的地区进行视距测量时,必须使望远镜视线处于倾斜位置才能瞄准尺子。此时,视线便不垂直于竖立的视距尺尺面,因此式(8-2)和式(8-3)不能适用。下面介绍视线倾斜时的水平距离和高差的计算公式。如图8-5所示,如果我们把竖立在B点上视距尺的尺间隔MN,化算成与视线相垂直的尺间隔MN′,就可用式(8-2)计算出倾斜距离L。然后再根据L和垂直角α,算出水平距离D和高差h从图8-5可知,在△EMM和△ENN中,由于φ角很小(约34′),可把∠EMM和∠ENN视为直角。而∠MEM=NEN=α,因此式中MN就是假设视距尺与视线相垂直的尺间隔l′,MN是尺间隔l,所以将上式代入式(8-2),得倾斜距离L因此,AB两点间的水平距离为:                                             8-4)式(8-4)为视线倾斜时水平距离的计算公式。由图8-5可以看出,AB两点间的高差h为:式中  h——高差主值(也称初算高差)。                               8-5)所以                                               8-6)式(8-6)为视线倾斜时高差的计算公式。 二、视距测量的施测与计算1.视距测量的施测1)如图8-5所示,在A点安置经纬仪,量取仪器高i,在B点竖立视距尺。2)盘左(或盘右)位置,转动照准部瞄准B点视距尺,分别读取上、下、中三丝读数,并算出尺间隔l3)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,并计算垂直角α4)根据尺间隔l、垂直角α、仪器高i及中丝读数v,计算水平距离D和高差h2.视距测量的计算8-1  以表8-1中的已知数据和测点1的观测数据为例,计算A、1两点间的水平距离和1点的高程。                  8-1为视距测量记录计算表。表8-1  视距测量记录与计算手簿 测站:A         测站高程:+45.37m        仪器高:1.45m         仪器:DJ6 测点 下丝读数 上丝读数 中丝 读数 v/ m 竖盘读数 L 垂直角 α 水平距离 D/ m 除算高差 h′/ m 高差 h/ m 高程

H/ m

备注 间隔l/m 1 2.237 0.663 1.45 87  41  12 +2  18  48 157.14 +6.35 +6.35 +51.72 盘左 位置 1.574 2 2.445 1.555 2.00 95  17  36 -5  17  36 88.24 -8.18 -8.73 +36.64   0.890  三、视距测量的误差来源及消减方法1.用视距丝读取尺间隔的误差读取视距尺间隔的误差是视距测量误差的主要来源,因为视距尺间隔乘以常数,其误差也随之扩大100倍。因此,读数时注意消除视差,认真读取视距尺间隔。另外,对于一定的仪器来讲,应尽可能缩短视距长度。2.垂直角测定误差从视距测量原理可知,垂直角误差对于水平距离影响不显著,而对高差影响较大,故用视距测量方法测定高差时应注意准确测定垂直角。读取竖盘读数时,应严格令竖盘指标水准管气泡居中。对于竖盘指标差的影响,可采用盘左、盘右观测取垂直角平均值的方法来消除。3.标尺倾斜误差标尺立不直,前后倾斜时将给视距测量带来较大误差,其影响随着尺子倾斜度和地面坡度的增加而增加。因此标尺必须严格铅直(尺上应有水准器),特别是在山区作业时。4.外界条件的影响1)大气垂直折光影响  由于视线通过的大气密度不同而产生垂直折光差,而且视线越接近地面垂直折光差的影响也越大,因此观测时应使视线离开地面至少1m以上(上丝读数不得小于0.3m)。2)空气对流使成像不稳定产生的影响。这种现象在视线通过水面和接近地表时较为突出,特别在烈日下更为严重。因此应选择合适的观测时间,尽可能避开大面积水域。此外,视距乘常数K的误差、视距尺分划误差等都将影响视距测量的精度。

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