第四章距离测量
确定地面点之间的水平距离的工作称为距离测量。

水平距离是指两地面点连线投影到水平面上的长度。

皮尺量距
钢尺量距
距离测量方法光电测距仪测距
视距测量
§4.1 钢尺量距
一、钢尺的丈量工具
1.钢尺
常用的有20m、30m、50m钢尺，一般在米、分米位有注记，使用时要注意零点的位置。

控制测量、施工放样使用钢尺。

刻线尺
零点位置
端点尺
2.量距的辅助设备（垂球、测钎、花杆等）
垂球——用于对点。

测钎——用于标定钢尺的端点位置和计算丈量的整尺段数。

花杆——显示点位和标定直线方向。

精密量距时还需要弹簧称和温度计。

二、直线定线
1.目估定线
当两点距离较远，需分段丈量时，为使各点处在同一直线上，用花杆以标定直线的位置，这项工作称为直线定线。

2.经纬仪定线
钢尺精密量距时，必须用经纬仪定线。

三、钢尺量距方法
一般方法
（1）平坦地面的距离丈量
采用边定线边丈量的方法，先确定整尺段数，再量余长。

D=n l + q
为了检核和提高精度，除了往测以外，还要返测。

符合精度要求后取平均值为最后结果。

相对误差——往返丈量的距离之差的绝对值与平均距离之比，并化成分子为一的分数。

M
D
D
D
D
T
1
1
=
∆
=
∆
=若
3000
1
≤
T，则）
返
往
D
D
D+
=(
2
1
（2）倾斜地面的距离丈量
①水平钢尺法
∑+
+
+
=
4
3
2
1
D
D
D
D
D
②高差改正法
'2
2D
h D D -=‘
或 2
2')(h D D -=
四、钢尺量距的误差
钢尺量距的主要误差来源有： 1.尺长误差 2.操作误差 (1)定线误差
(2)钢尺倾斜误差 (3)拉力误差
(4)对点、读数误差 3.外界影响 (1)温度影响
(2)刚尺垂曲误差
§4.2 电磁波测距
电磁波测距仪可分为微波测距仪、激光测距仪、红外测距仪。

以光波（激光和红外光）为载波的又称为光电测距仪。

测程在15千米以上的为远程，3-15千米的为中程，3千米以下的为短程。

一、电磁波测距的精度
测距仪的测距精度表示为： bD a m D +=
式中：D m 为测距中误差， a 为固定误差（mm ），b 为比例误差（mm /km ），
D 为测距长度。

二、电磁波测距原理
基本公式： ct D 2
1
= c 为大气中的光速，t 为光线往返时间。

由于n
c c 0
=
，因而有：t n c D 20= 。

0c 为真空光速，n 为大气折射率。

任何波长的光波在真空中的传播速度为常数0c =299792458±1.2米/秒。

大气折光率n 是温度、气压和工作波长的函数，即：n=f( t, p,λ)。

1.脉冲式法测距
通过测定脉冲波在测线上往返传播过程中德脉冲数来测定距离。

由于精确测定光波的往返传播时间较困难，因此脉冲式光电测距仪测距精度较低，多为以厘米级精度范围，但测程较远，多用于地形测量。

2.相位法测距测距
相位法测距是根据调制波往返于被测距离上相位差，间接确定距离的方法。

测距仪发出高频调制光波，往返后产生了相位位移ϕ，ϕ所对应的是调制光波往返传播的距离2D 。

)(2)2(22N N N N ∆+=∆+
=∆+=ππ
ϕ
πϕπϕ
)2(2)(2π
ϕλλ∆+=∆+=N N N D
相位式测距仪工作时相当于用尺长为λ/2的尺子（光尺）进行测量，被测距离等于N 个整尺（λ/2）N 和一个余长（λ/2）△N 即（λ/2） （△ϕ/2π）之和。

测距仪通常采用2个以上调制频率，即两种光尺共同完成测距。

如f1=15兆赫，λ1/2=10米（称为为精测尺），可以测定距离尾数m、dm、cm、mm四位数；f2=30千赫，λ2/2=5000米（称为为粗测尺），可以测定1000m、100m、10m、m四位数。

f1和f2组合起来可以测出1000m、100m、10m、m、dm、cm、mm。

§4.3 视距测量
视距测量是根据光学和三角学原理测定距离和高差的一种方法，其操作简便，但相对误差为1/300～1/200,精度低，主要用于地形图的碎部测量。

一、视线水平时视距测量公式
当地面比较平坦，起伏变化不大时，可视线水平进行测量。

计算公式为：D=kn+C, 通常K=100，C=0，n为视距间隔。

h=i-l
二、视线倾斜时视距测量公式
当地面起伏变化比较大时，可视线倾斜进行测量。

计算公式为：D=kncos2a
1
+
=2
sin
kn
l
h-
i
a
2
三、视距测量的观测和计算
视距测量的观测步骤为：
1.安置仪器于测站，量取仪高，测点上立视距尺。

2.瞄准视距尺，读取上、下、中丝读数。

3.读取竖盘读数，一般读至分。

4.在记录表格上进行计算。

如P.82
§4.4 全站仪
一、全站仪的基本结构
全站仪也称为电子速测仪，由电子测角、光电测距和数据处理系统组成。

全站仪的最高测角精度可达±0.5″，最高测距精度可达±(1+1×10-6·D) mm。

1. 莱卡Leica TC1800全战仪
主要技术指标为：测角±1″，测距±(1+2×10-6·D) mm
单棱镜测程为2500m，三棱镜测程为3500m
2. 苏一光RTS632BL全战仪
主要技术指标为：测角±2″，测距±(2+2×10-6·D) mm
单棱镜测程为2200m，三棱镜测程为2600m。

二、全站仪新技术
1.无反光棱镜全站仪
2.自动目标识别
3.自动跟踪
4.镜站测量。