建筑工程测量-视距测距方法及仪器

视距测距是用望远镜内视距丝装置,根据几何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、不受地面高低起伏限制等优点,但测距精度较低,一般相对误差为1/300~1/200。视距测距虽然精度较低,但能满足测定碎部点位置的精度要求,可用于碎部测量。视距测距所用的主要仪器和工具是经纬仪及视距尺。

1.视线水平时的视距测距

如图3-7所示,欲测定A、B两点之间的水平距离,在A点安置经纬仪,在B点竖立视距尺,当望远镜视线水平时,视准轴与尺子垂直,经对光后,通过上、下两条视距丝m、n就可读得尺上M、N两点处的读数,两读数的差值l称为视距间隔或视距。f为物镜焦距,p为视距丝间隔,δ为物镜至仪器中心的距离,由图可知,A、B点之间的平距为

其中,d由两相似三角形MNF和m'n'F求得

因此

令称为视距乘常数,f+δ=c,称为视距加常数,则

在设计望远镜时,适当选择有关参数后,可使K=100,c=0于是,视线水平时的视距公式为

两点之间的高差为

式中 i——仪器高;

v——望远镜的中丝在尺上的读数。

图3-7 视线水平时的视距测距

2.视线倾斜时的视距测距(www.xing528.com)

当地面起伏较大时,必须将望远镜倾斜才能照准视距尺,如图3-8所示,此时的视准轴不再垂直于尺子,前面推导的公式就不适用了。若想引用前面的公式,测量时必须将尺子置于垂直于视准轴的位置,但那是不太可能的。因此,在推导倾斜视线的视距公式时,必须加上以下两项改正:

(1)视距尺不垂直于视准轴的改正;

(2)倾斜视线(距离)化为水平距离的改正。

在图3-8中,设视准轴倾斜角为δ,由于φ角很小,略为17',故可将∠NN'E和∠MM'E近似看成直角,则∠NEN'=∠MEM'=δ,于是

根据式(3-6)得倾斜距离S=Kl'=Kl cosδ,化算为平距为

A、B两点间的高差为

式中,称为初算高差,故视线倾斜时的高差公式为

图3-8 视线倾斜时的视距测距

3.视距测距实施步骤

(1)安置仪器于测站点上,对中、整平后,量取仪器高i至厘米。

(2)在待测点上竖立视距尺。

(3)转动仪器照准部照准视距尺,在望远镜中分别用上、下、中丝读得读数M、N、v,再使竖盘指标水准管气泡居中,在读数显微镜中读取竖盘读数。

(4)根据读数M、N算得视距间隔l;根据竖盘读数算得竖直角δ;利用式(3-8)和式(3-9)计算平距D和高差h。