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视距测量(视距测量操作简便,不受地形限制,但精)

星慧 2024-05-28 0

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工程测量视距怎么算,什么是视距测量

1.测量中视距指的是测站点到观测点两点之间观测到的距离,如果两点之间在同一水平面上且能通视,那么视距就是这两个点之间的水平距离,如果两个点不在同一水平面上,那么视距就是这两个点之间的连线。

2. 工程测量中常用到的就是视距测量当要求两个已知高程点的水平距离时,通过两个点之间的高差值,以及两个点之间的视距和两个点之间的水平距离就可以组成一个直角三角形利用三角函数来求视距。

视距测量的观测步骤

1、在测站安置经纬仪,量取仪器高,在测点竖立视距尺。

2、盘左位置,照准视距尺,消除视差后使十字丝的横丝读数等于仪器高,固定望远镜,用上下视距丝分别在尺上读数,得视距间隔。

3、转动竖盘指标水准管微动螺旋使气泡居中,读数,算出竖直角,代入公式即可得两点之间的水平距离和高差。

视距测量

视距测量是根据几何光学原理用简便的方法间接测出两点间的距离和高差。当视线水平时,视距测量测得的是水平距离;如果视线是倾斜的,为了求得水平距离,还应测出竖直角。有了竖直角,又可以求得测站至测点的高差。所以说,视距测量是一种能同时测得两点之间的距离和高差的简捷而受地形限制少的方法。其精度虽不及直接量距和其他较精密的量距方法,但能满足测定碎部点的精度要求,因此广泛应用于碎部测量中。

普通视距测量一般是应用望远镜上装有视距丝的经纬仪、平板仪等配合视距尺来进行。

一、普通视距测量原理及公式

因目前使用的望远镜多为内调焦望远镜(即在封闭的镜筒内增设了一个凹透镜,调焦时只移动此凹透镜便可),故以下讨论的均以内调焦望远镜的视距公式为基本公式。

1.视准轴水平时的视距公式

对于内调焦望远镜,它的物镜系统是由物镜L1和调焦透镜L2两部分组成(图8-1),当标尺R在不同的距离时,为使它的像落在十字丝平面上,必须移动L2。因此,物镜系统的焦距是在发生变化的。下面就图8-1所示的情况,即视准轴水平且与视距尺R垂直时的情况,讨论内调焦望远镜的视距公式。

图8-1 内调焦望远镜

图8-1是其成像图,凸透镜L1为物镜,F1为其焦点,凹透镜L2是调焦透镜,其焦点为F2,,L3为十字丝平面,仪器中心至视距尺的平距为D。则

D=Kl+c (8-1)

式中:l——两视距丝在视距尺上的间隔;

K——为仪器设计时的乘常数,K=100;

c——为仪器设计时的加常数,c=0。

D=100l (8-2)

这便是视线水平时求平距的公式。

2.视准轴倾斜时的视距公式

图8-2 斜视视距

在实际工作中,由于地面是高低起伏的,所以往往要使视准轴倾斜才能读取尺间隔,如图8-2。由于视准轴不垂直于竖立的视距尺,故上述公式不适用。

设想通过尺子C点有一根倾斜尺子与倾斜视准轴相垂直,如图8-2所示,两视距丝在该尺上截于M′,N′,这样,就可按公式(8-2)计算斜距D′,即

D′=kl′=100l′

式中:l′——两视距丝在倾斜尺子上的尺间隔。

然后,再根据D′和竖直角算出平距D。但实际观测的视距间隔是竖立的尺间隔l,而非l′,因此解决问题的关键在于找出l与l′间的关系。由于过视距丝的两条光线的夹角φ很小,约为34′,故可把∠CM′M和∠CN′N视为直角,而∠M′CM=∠N′CN=a(a为竖角)。由图可得

M′C=MCcosα

N′C=NCcosα

M′N′=M′C+N′C=MCcosα+NCcosα=MNcosα

而M′N′=l′,MN=l,故l′=lcos2α。

尺子M′N′是设想与倾斜视准轴相垂直的,因而有斜距D′为

D′=Kl′=Klcosα

D=D′cosα=Klcos2α (8-3)

这便是视准轴倾斜时求平距的公式。

3.视距法求高差的公式

从图8-2知

h=h′+i-v

h′=D′sinα

用D′=Klcosα代入得

建筑工程测量

建筑工程测量

上式为视准轴倾斜时求高差的公式。

当α=0时,可得

h=i-v (8-6)

上式为视准轴水平时求高差的公式。

【例8-1】设i=1.42m,v=1.53m,l=1.38m,α=10°和α=-10°,求D,h。

解:根据公式(8-3)和(8-4),当α=-10°时,有

D=D′cosα=Klcos2α=100×1.38×cos210°=133.84m

建筑工程测量

当α=-10°时,则

D=D′cosα=Klcos2α=100×1.38×cos210°=133.84m

建筑工程测量

【例8-2】设i=v=1.42m,l=0.98m,α=4°30′,求D,h。

解:根据公式(8-3)和(8-4)

D=D′cosα=Klcos2α=100×0.98×cos24°30′=97.40m

建筑工程测量

二、视距测量的观测步骤

在测站上需要观测i,v,l,α四个量。观测步骤如下:

1)量i,测站上安置经纬仪(对中、整平),用皮尺量取仪器高i(仪器横轴中心至地面桩顶的铅垂距离),精度至cm;

2)对v,望远镜照准待测点竖立的标尺,使中丝对准i值,即i=v,也可以对准任一值;

3)求l,读取下、上丝在标尺上的读数,估读至mm,两数相减求出视距间隔值l;

4)算α,转动竖盘水准管微动螺旋,使竖盘水准管气泡居中,读取竖盘读数,计算α。

在同一个测站上,如果还需要观测其他的点,则可重复上述2),3),4)步的观测。

观测时应注意以下各点:

1)观测前,应校正竖盘指标差不超过±1′;

2)照准时,严格消除视差;

3)视距丝读数不宜过小,且快速读出上下丝读数,以减小标尺不稳和大气折光的影响;

4)标尺应竖直,当视线的倾角为30°时,标尺倾斜2°,则所测距离的相对误差仅为1/80,在山区测量时,最好使用装有水准器的标尺;

5)选择成像稳定、透明度高的天气观测;

6)观测精度要求较高时,l,α应取盘左盘右观测的平均值,并测定仪器的实际K值。

视距测量的计算方法,一般采用计算器直接按视距公式进行。也可采用按视距公式编制的视距表进行查算,用时可参照表中的有关说明。

视距测量原理

视距测量是利用经纬仪、水准仪的望远镜内十字丝分划板上的视距丝在视距尺(水准尺)上读数,根据光学和几何学原理,同时测定仪器到地面点的水平距离和高差的一种方法。

视距测量具有操作简便、速度快、不受地面起伏变化的影响的优点,被广泛应用于碎部测量中。但其测距精度低,约为:1/200-1/300。

测量原理

拇指测距(三角函数与密位) 向前伸直手臂树起拇指,闭上左眼,右眼、拇指、目标形成直线,闭上右眼,睁开左眼,此时记住左眼、拇指延长直线目标右侧那一点,目测那一点与目标的距离并乘以10,即你到目标的大概距离。

“大拇指测距法”是根据直角三角函数来测量的假设距离我们N米有一目标物,测量我们到目标物的距离:

1、水平端起我们的右手臂,右手握拳并立起大拇指

2、用右眼(左眼闭)将大拇指的左边与目标物重叠在一条直线上;

3、右手臂和大拇指不动,闭上右眼,再用左眼观测大拇指左边,会发现这个边线离开目标物右边一段距离;

4、估算这段距离(这个也可以测量),将这个距离×10,得数就是我们距离目标物的约略距离。

由于每个人的臂长、两眼瞳孔间距各有不同,因此,这种测距法需要因人而异,进行严格训练,经过普通训练的一般人可以做到200米内正负误差5米。

视距测量是利用望远镜内的视距装置配合视距尺根据几何光学和三角测量原理,同时测定距离和高差的方法。

特点:这种方法具有操作方便,速度快,不受地面高低起伏限制等优点

水平视距

如图(1)所示,欲测定A,B两点间的水平距离D及高差h,可在A点安置经纬仪,B点立视距尺,设望远镜视线水平,瞄准B点视距尺,此时视线与视距尺垂直。若尺上M,N点成像在十字丝分划板上的两根视距丝m,n处,那末尺上MN的长度可由上,下视距丝读数之差求得。上,下丝读数之差称为视距间隔或尺间隔。

图(1)中l为视距间隔,p为上、下视距丝的间距,f为物镜焦距,δ为物镜至仪器中心的距离。

由相似三角形m‘n’F与MNF可得:d:f=l:p ,即:d=fl /p,由图看出D=d+f+δ ,带入得:D=fl/p+f+δ,令f/p=K,f+δ=C,得D=Kl+C.(1)

式中K、C——视距乘常数和视距加常数。现代常用的内对光望远镜的视距常数,设计时已使K=100,C接近于零。则公式(1)可化简为D=Kl=100×l。(2)

而高差h=i-v, (3)

i—仪器高,是桩顶到仪器横轴中心的高度;v—瞄准高,是十字丝中丝在尺上的读数。

 

倾斜视距

在地面起伏较大的地区进行视距测量时,必须使视线倾斜才能读取视距间隔,如图(3)。由于视线不垂直于视距尺,故不能直接应用上述公式。如果能将视距间隔MN换算为与视线垂直的视距间隔M‘N’,这样就可按公式(2)计算视距,也就是图(3)斜距D’,再根据D‘和竖直角α算出水平距离D及高差h。因此解决这个问题的关键在于求出MN与与M’N‘之间的关系。

图中φ角很小,约为34‘,故可把角MM’E和角NN‘E 近似地视为直角,容易计算得l’=M’N‘=MNcosα=lcosα,则D’=Klcosα。(4)

容易求得水平距离D=Klcosα*cosα,(5)

高差h=D*tanα+i-v 。 (6)

其实视线水平的时候α为0°,sin0°=0,cos0°=1,带入(4)、(5)、(6)就可得到(2)、(3)式。其中视线水平的时候视距等于水平距离。

观测计算

施测时,如图(3)所示,安置仪器于A点,量出仪器高i,转动照准部瞄准B点视距尺,分别读取上、下、中三丝的读数M、N、V,计算视距间隔l=M-N。再使竖盘指标水准管气泡居中(如为竖盘指标自动补偿装置的经纬仪则无此项操作),读取竖盘读数,并计算竖直角α。然后按公式(4)、(5)、(6)用计算器计算出视距、水平距离和高差。

视距测量是一种间接测距的方法

视距测量是一种光学间接测距方法,它是利用视距丝及视距标尺,同时测定两点间的竖直角和距离的方法。视距测量具有操作简便、速度快、不受地面起伏变化的影响的优点,被广泛应用于碎部测量中。但其测距精度低,约为:1/200-1/300。

什么是视距测量?有何优点?适用于什么情况

视距测量是利用望远镜中的视距丝装置,根据几何光学原理同时测定水平距离和高差的一种方法。

虽然测距精度仅能达到1/200~1/300,但其具有操作简便、不受地形限制等优点。

视距测量被广泛应用于对量距精度要求不高的碎部测量中。381.说明视距测量的计算公式。

视距测量包括水平距离和高差两个计算公式。(1)如图l一5- 22所示,水平距离计算公式为D= Klcos2a

式中K-视距乘常数,其值一般为100,卜一尺间隔,上、下丝读数之差,m;r一竖直角。

图1- 5- 22视距测量

显然,当视线水平时,竖直角为零,水平距离计算公式为:

D- Kl (1—5—32)

(2)如图1- 5- 22所示,高差计算公式为:

^一1klsin2a+i-v (1—5- 33)

式中i——仪器高,m;

矿一十字丝中丝在视距尺(或水准尺)上的读数,m。

.144-

显然,当视线水平时,竖直角为零,高差计算公式为:

h- i-v (1—5—34)当t-v时,视线与测站点到目标点的连线平行,高差计算公式为:

^一÷脚sin2a (1—5—35)

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