孫艷崇

摘 ?要：測量地面上兩點連線長度是測量工作中最基本的任務(wù)之一，它是確定地面點的平面位置的要素之一。文章敘述了距離測量相關(guān)的外業(yè)實測方法和內(nèi)業(yè)計算的相關(guān)問題。

關(guān)鍵詞：測距儀;精密測距;問題

中圖分類號：TH745.3 ? ? 文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1006-8937（2014）38-0067-02

1 ?電磁波測距原理

電測波測距是通過測定電磁波波束在待測距離上往返傳播的時間來確定待測距離的，如圖1所示，欲測量A、B兩點間的距離D，在A點安置電磁波測距儀，在B點設(shè)置反射棱鏡，測距儀發(fā)出的電磁波信號經(jīng)反射棱鏡反射，又回到測距儀主機。如果測定電磁波信號在A、B往返之間傳播的時間t，則距離D可按下式計算：

D=■C·t（1）

式（1）中，

C為電磁波在大氣中的傳播速度，約等于3×108 m/s;

t為電磁波往返傳播的時間。

2 ?精密測距的外業(yè)實施

2.1 ?觀測時間的選擇

①觀測時間的選擇應(yīng)考慮天氣的狀況和地形的起伏狀態(tài)，以及地面植被的覆蓋情況、地面的粗糙和風(fēng)速等原因。

②在平原或丘陵地區(qū)，天氣晴朗大氣透明度好時，各等級全站儀精密測距的最佳觀測時間是：上午日出后0.5～1.5 h，下午日落前3～0.5 h;在山地溝谷地區(qū)則應(yīng)選擇在下午日落前的時間觀測。

③陰天、有微風(fēng)時，全天可以觀測;雷雨前后，大霧、大風(fēng)、降水和大氣透明度較差時，一般不應(yīng)進行精密距離測量。

2.2 ?距離測量的技術(shù)要求

正確安置測距儀和反射棱鏡，對中誤差應(yīng)不大于2 mm，量取測距儀和棱鏡高各兩次，讀至毫米，取平均值。

嚴格按照儀器操作程序作業(yè)，各種鍵、鈕的操作要輕柔。保證儀器周圍大氣流通性較好，晴天應(yīng)張傘遮陽。嚴禁將測距儀正對太陽，免得損壞儀器。

測距時在測線方向不應(yīng)有其它強反光體。任何時候，測距儀和反射棱鏡均要有人看守。

當(dāng)觀測數(shù)據(jù)超限時，應(yīng)重測整個測回（測回是指照準目標一次，讀數(shù)2～4次的過程），如觀測數(shù)據(jù)出現(xiàn)分群時，應(yīng)分析原因，采取相應(yīng)措施重新觀測。測距的技術(shù)要求應(yīng)符合的規(guī)定，技術(shù)要求規(guī)定見表1。

2.3 ?測定氣象要素

進行電磁波測距的同時，也要測定各氣象要素，這樣可以依據(jù)氣象要素，依據(jù)計算公式進行測距的大氣改正。氣象要素包括溫度、大氣壓強和空氣的絕對濕度。

絕對濕度是依據(jù)測定出空氣的干溫和濕溫后計算而得到的。測定各氣象要素時，其測量儀器應(yīng)放在置在離開地面和人體1.5 m以外的位置，且太陽光照射不到的地方。

觀測溫度時，其讀數(shù)的精度應(yīng)精確至0.2 ℃。觀測氣壓時，氣壓表必須放置平穩(wěn)，且指針可以自由活動，其讀數(shù)應(yīng)精確至50 Pa。

對于四等及以上等級的控制網(wǎng)邊長測量，應(yīng)分別量取測距邊兩端點觀測始末的氣象數(shù)據(jù)，然后計算出各氣象要素改正數(shù)的平均值。各氣象要素測定完畢后可輸入全站儀進行改正或通過計算公式手工進行計算改正。

3 ?精密測距的內(nèi)業(yè)計算

地面上觀測的斜距，首先將斜距換算至平距，歸算至參考橢球面，投影至高斯平面等幾個步驟。這樣測距邊長就可以用于控制測量的平差計算。

3.1 ?斜距歸算至平距

野外觀測到的斜距為S，它是A、B兩點的直線距離，如圖2所示，將觀測斜距S歸化至水平距離時，首先確定邊長歸化的基準高程面，因為投影高程面選擇不同，化算出的平距值就不相同。

本文首先將斜距S化至A、B平均高程面上的平距DP，這對于以后的換算和往、返測觀測的較差檢核，都是便利的。

在控制測量中，觀測距離一般不超過10 km，所以可以用直線代替弧線，將地球表面看作是一個平面，其計算公式可分別按下列公式進行：

DP=■ （2）

式（2）中，

DP為水平觀測的距離，m;

S為外業(yè)觀測的斜距，經(jīng)加常數(shù)和乘常數(shù)的改正，m;

h為全站儀與棱鏡間的高差，m。

3.2 ?平距歸算至測區(qū)平均高程面

有些時候，需要將測區(qū)內(nèi)所有的觀測平距對算到測區(qū)平均高程面上。此時應(yīng)按下式計算：

DH=DP■（3）

式（3）中，

DH為距離換算至測區(qū)平均高程面上的長度，m;

HP為測區(qū)的平均高程，m;

Hm為測距直線兩點的平均高程，m;

RA為地球平均曲率半徑，m。

3.3 ?平距歸算至參考橢球面

測距邊長度歸算到參考橢球面上，應(yīng)按下式計算：

D0=DP■（4）

式（4）中，

D0為測距邊化算到參考橢球面上的長度，m;

hm為測區(qū)大地水準面超出考橢球面之間的距離，m。

4 ?結(jié) ?語

精密距離觀測誤差的大小同測量儀器的各項精度指標、儀器本身的穩(wěn)定性、觀測時的外界條件以及觀測者操作儀器的熟練程度有著密切的關(guān)系。為了提高測距精度，必須正確地分析測距的誤差的各項來源，性質(zhì)和大小，從而采取一定的方法來減弱各項誤差的影響，使測距成果獲得最優(yōu)精度。在不同的時間（如白天與黑夜），不同的天氣（如陰天和晴天），具有一定的偶然性，有相互抵消的作用。因此，采取不同氣象條件下的多次觀測取平均值，也能進一步削弱氣象代表性的誤差帶來的影響。

參考文獻：

[1] 林玉祥.控制測量[M].北京：測繪出版社，2013.

[2] 魯純.測量學(xué)[D].沈陽：東北大學(xué)，2012.