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《工程测量》教案4距离测量和直线定向.doc13页
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第四章 距离测量和直线定向
距离测量是测量的三项基本工作之一。所谓距离是指地面上两点垂直投影到水平面上的直线距离，是确定地面点位置三要素之一。如果测得的是倾斜距离，还必须改算为水平距离。距离测量按照所用仪器、工具的不同，又可分为直接测量和间接测量两种。用尺子测距和光电测距仪测距称为直接测量，而视距测量称为间接测量。
本章主要介绍尺子量距即钢尺量距和视距测量。?
丈量距离时，常使用钢尺、皮尺、绳尺等，辅助工具有标杆、测钎和垂球等。
钢尺是钢制的带尺，常用钢尺宽10mm，厚0.2mm；长度有20m、30m及50m几种，卷放在圆形盒内或金属架上。钢尺的基本分划为厘米，在每米及每分米处有数字注记。一般钢尺在起点处一分米内刻有毫米分划；有的钢尺，整个尺长内都刻有毫米分划。
由于尺的零点位置的不同，有端点尺和刻线尺的区别。端点尺是以尺的最外端作为尺的零点，当从建筑物墙边开始丈量时使用很方便。刻线尺是以尺前端的一刻线作为尺的零点。如图4-1所示。
图4-2辅助工具
（a）端点尺
（b）刻线尺
2．辅助工具
量具的辅助工具有标杆、测钎、垂球等，如图4-2所示。标杆又称花杆，直径3～4cm，长2～3m，杆身涂以20cm间隔的红、白漆，下端装有锥形铁尖，主要用于标定直线方向；测钎亦称测针，用直径5mm左右的粗钢丝制成，长30～40cm，上端弯成环行，下端磨尖，一般以11根为一组，穿在铁环中，用来标定尺的端点位置和计算整尺段数；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。此外还有弹簧秤和温度计，以控制拉力和测定温度。
当进行精密量矩时，还需配备弹簧秤和温度计
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04《工程测量》第四章距离测量与直线定向作业与习题答案54
第四章距离测量与直线定向；一、选择题；1．某钢尺尺长方程式为lt=50.0044m+1；A．49.904mB．49.913mC．49.9；2．视距测量时，经纬仪置于高程为162.382m；A．75.962m，158.131mB．75.9；C．76.081m，158.125mD．76.0；3．采用相位法测距的电磁波测距仪，其测距精度最高；A．±18B．±3C．
距离测量与直线定向一、选择题1．某钢尺尺长方程式为lt=50.×10?5×(t?20)×50m，在温度为31.4℃和标准拉力下量得均匀坡度两点间的距离为49.9062m、高差为－0.705m，则该两点间的实际水平距离为(
)。A．49.904m
B．49.913m
C．49.923m
D．49.906m2．视距测量时，经纬仪置于高程为162.382m的A点，仪器高为1.40m，上、中、下三丝读得立于B点的尺读数分别为1.019、1.400和1.781m，求得竖直角α=－3°12′10″，则AB的水平距离和月B点高程分别为(
)。A．75.962m，158.131m
B．75.962m，166.633mC．76.081m，158.125m
D．76.081m，166.639m3．采用相位法测距的电磁波测距仪，其测距精度最高。某测距仪的标称精度为±(3＋3ppm)mm，用该仪器测得500m距离，如不顾及其它因素影响，则产生的测距中误差为(
)mm。A．±18
D．±64．确定一直线与标准方向的夹角关系的工作称为(
)。A．定位测量
B．直线定向
C．象限角测量
D．直线定线5．由标准方向北端起顺时针量到直线的水平夹角，其名称及取值范围是(
)。A．象限角、0°～90°
B．象限角、0°～±90°C．方位角、0°～±180°
D．方位角、0°～360°6．直线定向中，常用的标准方向有(
)。①真子午线方向
③磁子午线方向④指南方向
⑤重力方向
⑥中央子午线方向A．①②④
D．②④⑥7．已知AB直线的坐标象限角为SE30°13′，则BA的坐标方位角为（
）。A．NW30°13′；
B．329°47′；
C．SE30°13′；
D．30°13′ 。二、判断题1．在钢尺量距中，钢尺的量距误差与所量距离的长短无关。
）2． 在钢尺量距中，经过检定得出的钢尺实际长度比名义长度短时，则其尺长改正值为正值。
）3． 在钢尺量距中，定线不准使所丈量的结果偏大。
）4．若某钢尺的实际长度小于其名义长度，且丈量时的温度与检定时一致，则使用此尺所量得的距离比应有距离偏大，故尺长改正数为负值。
）5．光电测距仪标称精度表达式中的固定误差就是该仪器的加常数。 （
）6．直线的方向可以用方位角表示，也可以用象限角表示。
）7．AB直线的象限角为北偏西45°，则BA直线的方位角为325°。
）8．EF边的磁方位角为75°15′，坐标方位角为76°00′，则其磁偏角为－45′。（
）9．AO和OB两直线的方位角分别为15°40′和140°56′，则两直线间的最小水平夹角（∠AOB）为125°16′。
）三、简答题1．为什么要进行直线定线，直线定线的方法有几种？如何进行？被测两点间的距离大于尺长时，钢尺一尺段不能量完，需分段丈量。将分段点置于一条直线上的工作叫直线定线。直线定线方法有目测法和仪器法两种。（1）目测法直线定线目侧标定分段点使之位于同一直线上的方法叫目测法直线定线。在某两端点间定线时，先在两端点竖立标杆，一人站在其中的一端点如A点标杆后约1m处，指挥另一人左右移动标杆，直到两端点标杆与另一人手持的标杆位于同一线上，另一人持杆位置即为第一个分段点，用测钎或小钉标出。注意定线时应由远到近如由B向A定点;持杆应竖直，可用两指夹住标杆的上部，稍微提起，利用重力使标杆自然竖直;分段点间距应略小十尺长，由此可定出全部待定分段点。目测法精度不高，常用于一般距离测量时。（2）仪器法定线高精度量距要用经纬仪定线。直线两端点间通视时，先置经纬仪于其中一端点，瞄准另一端点，固定照准部，纵转望远镜指挥定点员，左右移动标杆或垂线，直至标杆成像的几何中心与纵丝所在几何中心重合。标杆或垂球线处的点即为与两端.点位于同一直线上的点。2．钢尺量距的误差主要有哪几种？为减少误差的影响应采取哪些措施？（1）定线误差及其影响定线有偏差时，距离丈量中尺子就不会精确地放在距离方向线上，所量距为折线长度之和，因此要注意定线的精度。对一般量距丈量，定线偏差应不大于0.1 m,目测定线可达要求。精密量距或所测距离较大，应用仪器定线。（2）钢尺不水平引起的误差当用水平量距法量距时，尺不水平会使所量距离大于实长，影响同倾斜误差，可用倾斜改正公式计算出钢尺不水平引起的量距误差。当距离长度为30 m，尺两端高差为0.4m时，量距相对误差仅1/11250。由于此项影响甚小，目测持平钢尺便可满足量距需要。（3）温度变北引起的误差当量距采用的是大气温度而非尺本身的温度时。温度改正本身存在误差，因温度每变化1°C，对长度影响约为1/80000。故温度变化小于1°C时，可不加改正，但在高精密量距中.须加温度改正，且应采用电子测温计直接测量钢尺本身的温度。（4）拉力误差的影响量距时若不使用拉力计，凭经验拉力会产生拉力误差△p，使钢尺长度产生误差△lp。虎克定律可表述其关系， 式中:E为钢尺弹性模数，约为2 x 107 N/cm2 ，A为钢尺截面积。实验表明拉力变化70N，尺长将改变10-4，一般丈量中，保持拉力均匀即可。精密丈量时应施加标准拉力。（5）垂曲误差用钢尺悬空量距，钢尺因自重作用而下垂，使钢尺成一悬链线，给量距带来的误差称垂曲误差。其实质是弦长与弧长之差，该影响是系统性的，可用加改正的方法消除。改正公式为: 式中: △Lf、△Lδ分别为水平和倾斜量距时的垂曲改正数；q为每米钢尺重量；l为钢尺长度；p为量距时施加的拉力，δ为所量边的倾角。为适应拖地和悬空两种量距方式，检定钢尺时可用拖地和悬空两种方式分别求出尺长方程式。悬空丈量时可不加垂曲改正，拉力影响垂曲，量距时注意施加标准拉力。（6）尺长误差尺长误差有积累作用，距离长，误差大。定期检定钢尺非常必要。（7）丈量误差丈量误差包括读数凑整误差、钢尺端点对准误差、插测钎造成的误差等均属偶然误差，大小、符号均遵循统计规律，通过作业方法可抵消一部分，但仍有残留。量距时应尽力减少丈量误差的影响。3．什么是水平距离？为什么测量距离的最后结果都要化为水平距离？确定空间两点在某基准面（参考椭球面或水平面）上的投影长度，即水平距离。确定地面点相对位置需要获得三个基本量：水平距离、水平角和高差。对应得三项基本外业工作是距离测量、角度测量和高程测量。其中的距离测量是指确定两点间的水平距离。 4．为什么要对钢尺进行检定？通常采用哪些方法检定？精密量距前首先要对钢尺进行检定，求出尺长方程式。定线必须采用仪器法.场地中的障碍物应清除，尺段点按坡度变化点和尺长确定，用预先设有标志的木桩或水泥桩标定、桩面应高出地面10 cm左右;尺段端点高差一般用水准测量方法测定;量距时应施加标准力;测记钢尺衷面的温度(无此条件时可测气温);实测斜距应进行尺长改正、温度改正和倾斜改正。当需要进行精密量距时，应对钢尺进行检定。由于钢尺的制造误差以及温度变化，钢尺实际长度一般不等于其名义长度。设在温度为t0时其实际长度为lt0 =l0+Δl式中l0为钢尺的名义长度，Δl为温度为 t0时的改正数，称尺长改正数。当温度变为t时，其尺长变为lt = l0+Δl + α×l0（t－t0）式中α为钢尺的膨胀系数，一般取α =1.16×10-5～1.25×10-5/°C，上式称为钢尺的尺长方程式。在尺长方程式中只有Δl为未知，所以，建立尺长方程式实际上就是确定钢尺在某一温度下的尺长改正数Δl。可采用如下方法对钢尺进行检定：已知地面两点的实际长度为l，用待检定的钢尺对两点的距离进行丈量，丈量结果为l′，则尺长改正数为l?l′Δl =?l0 l′5．影响钢尺量距精度的因素有哪些？如何消除或减弱这些因素的影响？（1）定线误差及其影响定线有偏差时，距离丈量中尺子就不会精确地放在距离方向线上，所量距为折线长度之和，因此要注意定线的精度。对一般量距丈量，定线偏差应不大于0.1 m,目测定线可达要求。精密量距或所测距离较大，应用仪器定线。（2）钢尺不水平引起的误差当用水平量距法量距时，尺不水平会使所量距离大于实长，影响同倾斜误差，可用倾斜改正公式计算出钢尺不水平引起的量距误差。当距离长度为30 m，尺两端高差为0.4m时，量距相对误差仅1/11250。由于此项影响甚小，目测持平钢尺便可满足量距需要。（3）温度变北引起的误差当量距采用的是大气温度而非尺本身的温度时。温度改正本身存在误差，因温度每变化1°C，对长度影响约为1/80000。故温度变化小于1°C时，可不加改正，但在高精密量距中.须加温度改正，，且应采用电子测温计直接测量钢尺本身的温度。（4）拉力误差的影响量距时若不使用拉力计，凭经验拉力会产生拉力误差△p，使钢尺长度产生误差△lp。虎克定律可表述其关系， 式中:E为钢尺弹性模数，约为2 x 107 N/cm2 ，A为钢尺截面积。实验表明拉力变化70N，尺长将改变10-4，一般丈量中，保持拉力均匀即可。精密丈量时应施加标准拉力。（5）垂曲误差用钢尺悬空量距，钢尺因自重作用而下垂，使钢尺成一悬链线，给量距带来的误差称垂曲误差。其实质是弦长与弧长之差，该影响是系统性的，可用加改正的方法消除。改正公式为: 式中: △Lf、△Lδ分别为水平和倾斜量距时的垂曲改正数；q为每米钢尺重量；l为钢尺长度；p为量距时施加的拉力，δ为所量边的倾角。为适应拖地和悬空两种量距方式，检定钢尺时可用拖地和悬空两种方式分别求出尺长方程式。悬空丈量时可不加垂曲改正，拉力影响垂曲，量距时注意施加标准拉力。（6）尺长误差尺长误差有积累作用，距离长，误差大。定期检定钢尺非常必要。（7）丈量误差丈量误差包括读数凑整误差、钢尺端点对准误差、插测钎造成的误差等均属偶然误差，大小、符号均遵循统计规律，通过作业方法可抵消一部分，但仍有残留。量距时应尽力减少丈量误差的影响。6．试述尺长方程lt=l+Δl+α?l(t?t0)中各个符号的意义，尺长改正数Δl的正负号表示什么？α为钢尺的膨胀系数，一般取α =1.16×10-5～l为钢尺的名义长度，Δl为温度为 t0时的改正数，1.25×10-5/°C，t为量距时的钢尺温度7．精密量距与一般方法量距有什么不同？ 8．下列情况对钢尺量距有何影响？（1）钢尺比标准尺短； （2）定线偏差；
（3）钢尺不水平；（4）拉力偏大；
（5）温度比钢尺检定时低；（6）垂球落点不准。除（4）拉力偏大外，其它情况下量取得距离都比实际距离大。9．怎样用视距法测定两点间的平距和高差？两点的平距为D＝S cosα＝K?l cos2α两点的高差为:h＝D tanα＋i－v10．视距法测量距离和高差的精度一般是多少？它主要受哪些因素的影响？视距测量是利用普通光学经纬仪或水准仪的视距丝进行简易测距的方法，其精度较低。一般只有1/200-1/300。11．简述光电测距的基本原理。写出相位法测距的基本公式 ，并说明公式中各符号的意义。欲测A、B两点的距离，在A点置测距仪 ，在B点置反光镜。由测距仪在A点发出的测距电磁波信号至反光镜经反射回到仪器。如果电磁波信号往返所需时间为t，设信号的传播速度为c，则A、B之间的距离为D＝1c?t
2式中c为电磁波信号在大气中的传播速度，其值约为3×108米/秒。由此可见，测出信号往返A、B所需时间即可测量出A、B两点的距离。相位法测距1cΔφλD＝??（N＋）＝?（N＋ΔN） 2f22式中f ──调制信号的频率；c ──调制信号在大气中的传播速度。N为相位移的整周期数，Δφ为不足一周期的尾数 ＝u，上式可写成 2D＝u（N＋ΔN）可以理解为用一把测尺长度为u的“光尺”量距，N为整尺段数，ΔN为不足一整尺段的尾数。 12．何谓精测尺？何谓粗测尺？二者的作用如何？在光电测距仪中设置内、外光路的目的是什么？仪器用于测量相位的装置（称相位计）只能测量出尺段尾数ΔN，而不能测量整周数N，例如当测尺长度为u＝ 10m时，要测量距离为835.486m时，测量出的距离只能为5.486m，即此时只能测量小于10m的距离。为此，要增大测程则要增大测尺长度，但鉴相器的测相误差和测尺长度成正比，由测相误差所引起的测距误差约为测尺长度的1/1 000，增大测尺长度会使测距误差增大。为了兼顾测程和精度，仪器中采用不同的测尺长度的测尺，即所谓“粗测尺（长度较大的尺）”和“精测尺（长度较小的尺）”同时测距，然后将粗测结果和精测结果组合得最后结果，这样，既保证了测程，又保证了精度。影响光电测距精度的因素有哪些，其中主要的有哪几项？采取什么措施可以提高测距精度？ 13．影响光电测距精度：比例误差、固定误差、光速、折射率、空气温度、大气压力、调制频率、测相误差、仪器和反光镜的对中误差。－9测定真空c0的相对精度已达1×10，按照测距仪的精度，其影响可略而不计。－6折射率ng引起的误差决定于气象参数的精度。如果大气改正达到10的精度，则空气温度须测量到1℃，大气压力测量到300Pa调制频率引起的误差是由于安置频率的不准以及由于晶体老化而产生的频率漂移而产生的误差，这项误差对于短程测距仪一般可不予考虑。测相误差不仅与测相方式有关，还包括照准误差、幅相误差以及噪音引起的误差。产生照准误差的原因是由于发光二极管所发射的光速相位不均匀性。幅相误差是由于接受信号的强弱不同而产生的。在测距时按规定的信号强度范围作业，就可基本消除幅相误差的影响。由于大气的抖动以及工作电路本身产生噪音也能引起测相误差。这种误差是随机性质的，符合高斯分布规律。为了消弱噪音的影响，必须增大信号强度，并采用多次检相取平均的办法（一般一次测相结果是几百至上万次检相的平均值）。加常数误差是由于加常数测定不准确而产生的剩余值。这项误差与检测精度有关。实践表明除上述误差外，还包括测距仪光电系统产生的干扰信号而引起的按距离成周期变化的周期误差。由于周期误差相对较小，所以估计精度时不予考虑。综上所述，测距仪的测距误差主要有三类：（1）与距离无关的误差，称固定误差；（2）与距离令λ包含各类专业文献、文学作品欣赏、行业资料、高等教育、中学教育、外语学习资料、幼儿教育、小学教育、专业论文、各类资格考试、04《工程测量》第四章距离测量与直线定向作业与习题答案54等内容。　
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用钢尺丈量细部点之间的距离，与按两点坐标反算的距离相比较，其差值D应满足()。A．D10cm(或15cm)
悬赏：0&&答案豆&&&&提问人：匿名网友&&&&提问收益：0.00答案豆&&&&&&
用钢尺丈量细部点之间的距离，与按两点坐标反算的距离相比较，其差值D应满足( )。A．D10cm(或15cm)B．D≤10cm(或15cm)C．D8cm(或12cm)D．D＞21cm(或25cm)请帮忙给出正确答案和分析，谢谢！
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