視距測量

視距測量是利用水準儀的望遠鏡內十字絲分劃板上的視距絲在視距尺（水準尺）上讀數，根據光學和幾何學原理，同時測定儀器到地麵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點，被廣泛套用於碎部測量中。但其測距精度低，約為：1/200-1/300。

基本介紹

• 中文名：視距測量
• 測距精度：1/200-1/300
• 特點：速度快
• 套用：碎部測量

測量原理

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點安置水準儀，B點立視距尺，設望遠鏡視線水平，瞄準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，下視距絲讀數之差求得。上，下絲讀數之差稱為視距間隔或尺間隔。

圖（1）望遠鏡視距絲

圖（1）中l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——視距乘常數和視距加常數。現代常用的內對光望遠鏡的視距常數，設計時已使K=100，C接近於零.則公式（1）可化簡為D=Kl=100×l。（2）

圖（1）視線水平的視距測量

而高差h=i-v， （3）

i—儀器高，是樁頂到儀器橫軸中心的高度；v—瞄準高，是十字絲中絲在尺上的讀數。

傾斜視距

在地面起伏較大的地區進行視距測量時，必須使視線傾斜才能讀取視距間隔，如圖（3）。由於視線不垂直於視距尺，故不能直接套用上述公式。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鍵在於求出MN與與M'N'之間的關係。

圖（3）視線傾斜時的視距計算

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於水平距離。

觀測計算

施測時，如圖（3）所示，安置儀器於A點，量出儀器高i，轉動照準部瞄準B點視距尺，分別讀取上、下、中三絲的讀數M、N、V，計算視距間隔l=M-N。再使豎盤指標水準管氣泡居中（如為豎盤指標自動補償裝置的經緯儀則無此項操作），讀取豎盤讀數，並計算豎直角α。然後按公式（4）、（5）、（6）用計算器計算出視距、水平距離和高差。

誤差分析

讀數誤差用視距絲在視距尺上讀數的誤差，與尺子最小分劃的寬度、水平距離的遠近和望遠鏡放大倍率等因素有關，因此讀數誤差的大小，視使用的儀器，作業條件而定。

垂直折光影響祝距尺不同部分的光線是通過不同密度的空氣層到達望遠鏡的，越接近地面的光線受折光影響越顯著。經驗證明，當視線接近地面在視距尺上讀數時，垂直折光引起的誤差較大，並且這種誤差與距離的平方成比例地增加。

視距尺傾斜所引起的誤差視距尺傾斜誤差的影響與豎直角有關，尺身傾斜對視距精度的影響很大。

注意事項

(1)為減少垂直折光的影響，觀測時應儘可能使視線離地面1m以上，

(2)作業時，要將視距尺豎直，並儘量採用帶有水準器的視距尺；

(3)要嚴格測定視距常數，擴值應在100±0．1之內，否則應加以改正；

(4)視距尺一般應是厘米刻劃的整體尺。如果使用塔尺應注意檢查各節尺的接頭是否準確，

(5)要在成像穩定的情況下進行觀測。