中南大学Dept. RE, CSU1
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《土木工程测量》课件
第五章：钢尺量距与直线定向
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中南大学土木建筑学院道路工程系2
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距离测量(distance measurement)¾常用方法：钢尺量距、视距测量、电磁波测距、
GPS测量¾钢尺量距：用钢卷尺沿地面直接丈量距离。¾视距测量：利用经纬仪或水准仪望远镜中的视距
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丝及视距标尺按几何光学原理进行测距。
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电磁波测距：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：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。
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4.1钢尺量距
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钢尺量距是用钢卷尺沿地面直接丈量距离。钢尺是用钢制成的带状尺，长度有20m、30m、50m等几种。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;刻划尺是以尺前端的一刻线作为尺的零点。
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常用钢尺
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2.辅助工具测钎(measuring rod)花杆(measuring bar)垂球(plumb bob)弹簧秤温度计
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直线定线当地面两点之间的距离大于钢尺的一个尺段时，就需要在直线方向上标定若干个分段点，这项工作称为直线定线，其方法有两种: (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上竖立测杆，甲站在A点测杆后约1m处，指挥乙左右移动测杆，直到甲从A点沿测杆的同一侧看到A、2、B三支测杆在一条线上为止。
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(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，指挥助手左右移动测钎(用粗铁丝制成，长 30~40cm),直至测钎的像与纵丝重合。
B
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A
A
1
2
3
B
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钢尺量距的一般方法1、平坦地面的测量方法
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(2)一般要求–一般采用往、返丈量；–返测时从B量至A,要重新定线；–丈量结果取往、返距离平均值； n:整尺段数–用相对误差K校核丈量精度。 l:钢尺名义长度 (3)计算公式 l:不足一尺的余长–水平距离：D=nl+ l–相对误差：
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K=
D往-D返 D
1== D D/ΔD
ΔD
平坦地区：K容=1/3000一般地区：K容=1/2000困难地区：K容=1/1000
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2.倾斜地面普通丈量(1)基本方法水平量距法
倾斜量距法当地面起伏不大时当倾斜地面坡度均匀
(2)通常采用往、返丈量；取平均值为丈量结果。 (3)用相对误差K衡量测量精度。
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斜量法平量法13
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例如:AB的往测距离为162.73m,返测距离为162.78m,则丈量的相对误差K为: K=|162.73-162.78|/162.755=1/ 3255< 1/3000 AB的距离为162.76m。
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五、钢尺精密量距简介(1)精度要求在1/10,000~1/40,000 (2)仪器：经纬仪、水准仪、经过检定的钢尺或铟瓦尺 (3)辅材：弹簧秤、温度计等 (4)人员：5人一组，2人拉尺，2人读数，1人记录
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六、钢尺量距的误差分析1.尺长改正 2.温度改正 3.倾斜改正Δ ld=Δl l l0
Δlt=α ( t t0 )× lh2Δlh= 2l
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4.改正后的水平距离
d= l+Δl d+Δlt+Δl h
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例：钢尺丈量一坡度均匀的倾斜距离，结果为95.042m。丈量时拉力 P=10kg,温度t=0℃,两桩顶高差h=0.42m,求水平距离。(钢尺名义长度为30m,当拉力为P=10kg,t0=20℃时，钢尺检定长度为30.004m,钢尺的温度改正数为0.0000125/ºC)。解： (1)尺长改正 ld=(95.042/30)×(30.004-30)=0.013m (2)温度改正 lt=0.0000125×(0-20)×95.042=-0.024m (3)倾斜改正 lh=-0.422/(2×95.042)=-0.001m改正后水平距离： D=L+ ld+ lt+ lh=95.030m
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七、钢尺量距的误差分析误差项目1 2 3 4定线误差尺长误差温度测定误差拉力不均误差钢尺倾斜、垂曲误差丈量误差
对结果的影响30m距离，偏差0.25m时，量距增大1mm会累积，丈量距离越长，误差越大温度变化1℃,30m距离产生0.4mm误差拉力变化±2.6kg,尺长变化±1mm丈量结果偏大
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丈量结果偏大或者变小18
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附：钢尺的维护(1)钢尺易生锈，丈量结束后应用软布擦去尺上的泥和水，涂上机油以防生锈。 (2)钢尺易折断，如果钢尺出现卷曲，切不可用力硬拉。 (3)丈量时，钢尺末端的持尺员应该用尺夹夹住钢尺后手握紧尺夹加力，没有尺夹时，可以用布或者纱手套包住钢尺代替尺夹，切不可手握尺盘或尺架加力，以免将钢尺拖出。
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(4)在行人和车辆较多的地区量距时，中间要有专人保护，以防止钢尺被车辆碾压而折断。 (5)不准将钢尺沿地面拖拉，以免磨损尺面分划。 (6)收卷钢尺时，应按顺时针方向转动钢尺摇柄，切不可逆 19转，以免折断钢尺。