距离测量(卷名：固体地球物理学 测绘学 空间科学)
distance measurement
测量地面上两点连线长度的工作。通常需要测定的是水平距离，即两点连线投影在某水准面上的长度。它是确定地面点的平面位置的要素之一。在三角测量、导线测量、地形测量和工程测量等工作中都需要进行距离测量。距离测量的精度用相对误差（相对精度）表示。即距离测量的误差同该距离长度的比值，用分子为1的公式1/n表示。比值越小，距离测量的精度越高。距离测量常用的方法有量尺量距、视距测量、视差法测距和电磁波测距等。
量尺量距 用量尺直接测定两点间的距离。在早期的土地整理、道路建设等工程测量中，曾用测绳、竹尺和测链等作为量尺。17世纪，欧洲一些国家用长约4米的木杆尺或金属杆尺，在研究地球形状和大小的弧度测量中测量距离。1880年，瑞典人耶德林(Jderin)用悬挂的线状金属尺代替木杆尺。1903年又出现了因瓦基线尺。现在则主要用轻便的钢尺和布卷尺。布卷尺俗称皮尺，使用方便，但受拉、受潮后尺长容易改变，影响测量精度。
钢尺量距 钢尺一般用宽10～20毫米、厚0.1～0.4毫米的薄钢带制成。长有20、30或50米等多种。所量距离大于尺长时，需先标定直线再分段测量。钢尺量距的精度一般高于1/1000。为提高量距精度，要用固定拉力引张尺子，并在实测距离上加倾斜改正(也称高差改正)、尺长改正和温度改正;或把尺子悬空进行量距，以减少地面起伏的影响。高差改正，也称倾斜改正。是距离测量中把斜距换算成水平距离的改正；尺长改正是因尺子实长不等于其名义长度而引起的改正。尺子在标准温度时，在标准拉力引张下的实际长度同其名义长度的差数称为该尺的尺长改正。把尺子和精度较高的已知长度相比较，即可求得尺长改正。温度改正是因作业时的温度和标准温度不同而引起尺长变化所加的改正。在良好的外界条件下，采取上述措施后，钢尺量距的精度可达 1/20000。
因瓦基线尺量距 因瓦基线尺是用温度膨胀系数很小的因瓦合金钢制造的线状尺或带状尺。用它测量距离的误差很小。主要用于丈量三角网的基线和其他高精度的边长。常用的线状尺长24米，钢丝直径为1.65毫米，线尺两端各连接一个有毫米刻划的分划尺，分划尺刻度范围为80毫米。作业时用10公斤的重锤通过滑轮引张，使尺子呈悬链线形状。这时线尺两端分划尺上同名刻划线间的直线距离，即悬链线的弦长，是线尺的工作长度。用因瓦基线尺丈量距离的精度可达1/1000000。
视距测量
用有视距装置的测量仪器，按光学和三角学原理测定两点间距离（有时还包括高差）的方法。这种方法操作简便、迅速，不受地面起伏的限制，但精度较低，主要用于地形测量。视距测量的原理如图1 。在经纬仪、平板仪或其他测量仪器的望远镜的十字丝分划板上刻有两根与横丝平行的视距丝。视距丝mn经物镜成像于直立标尺的M、N两点上。MN的长度称为尺间隔。仪器中心到标尺的距离S可由尺间隔l、视距丝间距p、物镜的焦距f和物镜前焦点到仪器中心的距离C（称为视距加常数，为δ+f）决定，即：
，式中K称为视距乘常数，设计时常使K≈100。当在视距丝和物镜之间装有调焦透镜时，通过光学设计可使C≈0。视距公式简化为 S≈100l。观测员通过望远镜读得尺间隔l后即可算得距离S。如果视线倾斜，倾斜角为α，则水平距离为：D =Klcos2α 。仪器横轴中心和标尺照准点之间的高差为：
h =Klsinα·cosα 。
有些仪器通过光学设计使视距丝间隔 p′随倾斜角而变化。即：
p′=p·cos2α。用这种仪器测量距离时，不论视线是否倾斜，尺间隔l乘上视距乘常数K就是水平距离。这种仪器的分划板上另刻有细丝，其间距也随视线倾斜角而变化。它们在标尺上截得的尺间隔l′乘上视距乘常数K′就是高差h。设计时常使K′等于10或20。
双像视距装置 精度较高的一种视距测量装置。可用于低等级的导线测量。用光学方法使标尺在望远镜视场中构成双像，这两个像错动的距离就是尺间隔。由于尺间隔两端刻划靠在一起，加上测微装置就可以较精确地测量尺间隔。为了减少大气折光的影响，标尺多由竖放改为横放。用双像视距仪测量距离的精度较高，可达1/2000。有专用的双像视距仪，但更多的是作为其他测量仪器的附加视距装置。光楔双像视距装置是一块光楔（图2），可装在其他测量仪器望远镜物镜前，遮住物镜的一部分。在测线另一端安置水平或竖直的标尺。在望远镜视场中可以同时看到标尺通过光楔经物镜的构像和不通过光楔直接经物镜的构像。光楔使光线偏转一个角度嗘，从而测得尺上一段长度l。设计时根据视距乘常数等于100或200等整数的要求来决定嗘值。有些双像视距仪有自动归算性能，可以直接测得水平距离。有些双像视距仪使用定长的标尺，而光线偏转的角度嗘是变值，用光学方法测量随距离而变化的嗘角，再按三角公式求得距离。
无标尺视距仪 在待定点上不必安置标尺就能测量距离的一种视距仪。测算距离所必需的角值嗘和基线长l都在仪器上获得。一些无标尺视距仪中嗘角是固定值，基线长度随待测距离而变化（图3）。这种无标尺视距仪主要由基线尺、固定五角棱镜、光楔、带指标线的活动五角棱镜及望远镜组成。测量距离时在待定点上选定一个目标，经光楔折射嗘角后进入物镜成像，同时又有不经光楔折射进入物镜成像。移动活动的五角棱镜可以使目标的两个像在望远镜视场中重合。这时指标线在基线尺上截取长度l，乘上视距乘常数即可算得距离。另一些仪器中基线长l固定不变，嗘角随距离而变化。用无标尺视距仪测量距离的精度较差，但用它测量从测站到山顶和悬崖等难以攀登处的距离很方便，可用于起伏较大地区的地形测图。
视差法测距 用经纬仪测量短基线所对的视差角，再按三角公式推算水平距离的一种方法。
短基线长度一般为待测距离的 1/10～1/100。因为用经纬仪测得的视差角是水平角，所以视差法求得的距离是水平距离。
用定长而水平放置的基线横尺及其所对的视差角来推算水平距离的方法称为基线横尺视差法（图4）。基线横尺两端标志间的长度 b一般等于2米。该尺经过精密检定、校正，误差很小。尺上装有水准器和瞄准器，以便将横尺安放到水平位置，并使尺面与测线垂直。观测视差角嗘后，水平距离用下式计算
。基线横尺视差法测量距离的相对误差同测角误差成正比，同视差角大小成反比。当测角误差为1″，嗘角约为33′20″时，测距相对精度为1/2000；当嗘角约为5°33′时，相对精度为1/20000。若用视差法测量较长的距离，同时要求保持较高的精度时，必须布置较复杂的视差环节。视差环节是视差法测距时由基线、视差角和待测距离所构成的几何图形。待测距离可用基线横尺视差法分段测量，或先用基线横尺视差法测量几十米长的短基线，再用大的视差环节去求几百米长的距离。
电磁波测距 20世纪40年代出现了电磁波测距仪，用它测量距离，工效和精度都很高，所以电磁波测距已成为理想的测量距离的方法。（见彩图）