視距測量是利用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀的望遠(yuǎn)鏡內(nèi)十字絲分劃板上的視距絲在視距尺(水準(zhǔn)尺)上讀數(shù),根據(jù)光學(xué)和幾何學(xué)原理,同時測定儀器到地面點的水平距離和高差的一種方法。
視距測量具有操作簡便、速度快、不受地面起伏變化的影響的優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用于碎部測量中。但其測距精度低,約為:1/200-1/300。
測量原理
拇指測距(三角函數(shù)與密位) 向前伸直手臂樹起拇指,閉上左眼,右眼、拇指、目標(biāo)形成直線,閉上右眼,睜開左眼,此時記住左眼、拇指延長直線目標(biāo)右側(cè)那一點,目測那一點與目標(biāo)的距離并乘以10,即你到目標(biāo)的大概距離。
“大拇指測距法”是根據(jù)直角三角函數(shù)來測量的假設(shè)距離我們N米有一目標(biāo)物,測量我們到目標(biāo)物的距離:
1、水平端起我們的右手臂,右手握拳并立起大拇指
2、用右眼(左眼閉)將大拇指的左邊與目標(biāo)物重疊在一條直線上;
3、右手臂和大拇指不動,閉上右眼,再用左眼觀測大拇指左邊,會發(fā)現(xiàn)這個邊線離開目標(biāo)物右邊一段距離;
4、估算這段距離(這個也可以測量),將這個距離×10,得數(shù)就是我們距離目標(biāo)物的約略距離。
由于每個人的臂長、兩眼瞳孔間距各有不同,因此,這種測距法需要因人而異,進(jìn)行嚴(yán)格訓(xùn)練,經(jīng)過普通訓(xùn)練的一般人可以做到200米內(nèi)正負(fù)誤差5米。
視距測量是利用望遠(yuǎn)鏡內(nèi)的視距裝置配合視距尺根據(jù)幾何光學(xué)和三角測量原理,同時測定距離和高差的方法。
特點:這種方法具有操作方便,速度快,不受地面高低起伏限制等優(yōu)點
水平視距
如圖(1)所示,欲測定A,B兩點間的水平距離D及高差h,可在A點安置經(jīng)緯儀,B點立視距尺,設(shè)望遠(yuǎn)鏡視線水平,瞄準(zhǔn)B點視距尺,此時視線與視距尺垂直。若尺上M,N點成像在十字絲分劃板上的兩根視距絲m,n處,那末尺上MN的長度可由上,下視距絲讀數(shù)之差求得。上,下絲讀數(shù)之差稱為視距間隔或尺間隔。
圖(1)中l(wèi)為視距間隔,p為上、下視距絲的間距,f為物鏡焦距,δ為物鏡至儀器中心的距離。
由相似三角形m‘n’F與MNF可得:d:f=l:p ,即:d=fl /p,由圖看出D=d+f+δ ,帶入得:D=fl/p+f+δ,令f/p=K,f+δ=C,得D=Kl+C.(1)
式中K、C——視距乘常數(shù)和視距加常數(shù)?,F(xiàn)代常用的內(nèi)對光望遠(yuǎn)鏡的視距常數(shù),設(shè)計時已使K=100,C接近于零。則公式(1)可化簡為D=Kl=100×l。(2)
而高差h=i-v, (3)
i—儀器高,是樁頂?shù)絻x器橫軸中心的高度;v—瞄準(zhǔn)高,是十字絲中絲在尺上的讀數(shù)。
傾斜視距
在地面起伏較大的地區(qū)進(jìn)行視距測量時,必須使視線傾斜才能讀取視距間隔,如圖(3)。由于視線不垂直于視距尺,故不能直接應(yīng)用上述公式。如果能將視距間隔MN換算為與視線垂直的視距間隔M‘N’,這樣就可按公式(2)計算視距,也就是圖(3)斜距D’,再根據(jù)D‘和豎直角α算出水平距離D及高差h。因此解決這個問題的關(guān)鍵在于求出MN與與M’N‘之間的關(guān)系。
圖中φ角很小,約為34‘,故可把角MM’E和角NN‘E 近似地視為直角,容易計算得l’=M’N‘=MNcosα=lcosα,則D’=Klcosα。(4)
容易求得水平距離D=Klcosα*cosα,(5)
高差h=D*tanα+i-v 。 (6)
其實視線水平的時候α為0°,sin0°=0,cos0°=1,帶入(4)、(5)、(6)就可得到(2)、(3)式。其中視線水平的時候視距等于水平距離。
觀測計算
施測時,如圖(3)所示,安置儀器于A點,量出儀器高i,轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部瞄準(zhǔn)B點視距尺,分別讀取上、下、中三絲的讀數(shù)M、N、V,計算視距間隔l=M-N。再使豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中(如為豎盤指標(biāo)自動補(bǔ)償裝置的經(jīng)緯儀則無此項操作),讀取豎盤讀數(shù),并計算豎直角α。然后按公式(4)、(5)、(6)用計算器計算出視距、水平距離和高差。
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