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钢尺量距的首要工具是钢尺。又称钢卷尺，尺的宽度约10～15mm，厚度约0.3～0.4mm，长度有20m、30m、50m、100m等几种。最小刻画到毫米，有的钢尺仅在零至一分米之间刻画到毫米，其他部分刻画到厘米。在分米和米的刻画处，注有数字注记。钢尺卷在圆形金属盒中或金属尺架内，便于携带使用，如图4-1所示。
图4-1 钢卷尺
钢卷尺由于尺的零点位置不同，有刻线尺和端点尺之分，如图4-2所示。刻线尺是在尺上刻出零点的位置；端点尺是以尺的端部、金属环的最外端为零点。
图4-2 端点尺和刻线尺
如图4-3所示，钢尺量距的辅助工具有测钎、标杆、垂球等。测钎亦称测针，用直径5mm左右的粗钢丝制成，长30～40cm，上端弯成环形，下端磨尖，一般以11根为一组，穿在铁环中，用来标定尺的端点位置和计算整尺段数；标杆又称花杆，直径3～4cm，长2～3m，杆身涂以20cm间隔的红、白漆，下端装有锥形铁尖，主要用于标定直线方向；垂球用于在不平坦地面丈量时将钢尺的端点垂直投影到地面。当进行精密量距时，还需配备弹簧秤和温度计，弹簧秤用于对钢尺施加规定的拉力，温度计用于测定钢尺量距时的温度，以便对钢尺丈量的距离施加温度改正，如图4-4所示。
图4-3 辅助工具
图4-4 弹簧秤和温度计
当地面两点之间的距离大于钢尺的一个尺段或地势起伏较大时，为方便量距工作，需分成若干尺段进行丈量，这就需要在直线的方向上插上一些标杆或测钎，在同一直线上定出若干点，这项工作被称为直线定线，其方法有以下三种。
目测定线适用于钢尺量距的一般方法。如图4-5所示，设 A 和 B 为地面上相互通视、待测距离的两点。现要在直线 AB 上定出“1”“2”等分段点。先在 A 、 B 两点上竖立花杆，甲站在 A 杆后约1m处，指挥乙左右移动花杆，直到甲在 A 点沿标杆的同一侧看见 A 、“1”、 B 三花杆在同一直线上。用同样方法可定出“2”点。直线定线一般应由远到近，即先定“1”点，再定“2”点。为了不挡住甲的视线，乙应持花杆站立在直线方向的左侧或右侧。
图4-5 目测定线
过高地定线适用于 A 、 B 两点在高地两侧，互不通视情况下的量距。如图4-6所示，欲在 A 、 B 两点间标定直线，可采用逐渐趋近法。先在 A 、 B 两点上竖立标杆，甲、乙两人各持标杆分别选择 C 1 和 D 1 处站立，要求 B 、 D 1 、 C 1 位于同一直线上，且甲能看到 B 点，乙能看到 A 点。可先由甲站在 C 1 处指挥乙移动至 BC 1 直线上的 D 1 处。然后，由站在 D 1 处的乙指挥甲移动至 AD 1 直线上的 C 2 点，要求甲站在 C 2 处能看到 B 点，接着再由站在 C 2 处的甲指挥乙移至能看到 A 点的 D 2 处，这样逐渐趋近，直到 C 、 D 、 B 在一直线上，同时 A 、 C 、 D 也在一直线上，这时说明 A 、 C 、 D 、 B 均在同一直线上。
图4-6 过高地定线
这种方法也可用于分别位于两座建筑物上的 A 、 B 两点间的定线。
当直线定线精度要求较高时，可用经纬仪定线。如图4-7所示，欲在 AB 直线上精确定出“1”“2”“3”点的位置，可将经纬仪安置于 A 点，用望远镜照准 B 点，固定照准部制动螺旋，沿 AB 方向用钢尺进行概量，按稍短于一尺段长的位置，由经纬仪指挥打下木桩，桩顶高出地面约10～20cm，然后将望远镜向下俯视，将十字丝交点投测到木桩上，并钉小钉以确定出“1”点的位置（也可用桩顶包铁皮划十字线）。同法标定出“2”、“3”点的位置，小钉（或十字线中心）即为丈量时的标志。
图4-7 经纬仪定线
丈量工作一般由两人进行。如图4-8所示，沿地面直接丈量水平距离，可先在地面上定出直线方向，丈量时后尺手持钢尺零点一端，前尺手持钢尺末端和一组测钎沿 A 、 B 方向前进，行至一尺段处停下，后尺手指挥前尺手将钢尺拉在 A 、 B 直线上，后尺手将钢尺的零点对准 A 点，当两人同时把钢尺拉紧后，前尺手在钢尺末端的整尺段长分划处竖直插下一根测钎得到“1”点，即量完一个尺段。前、后尺手抬尺前进，当后尺手到达插测钎处时停住，再重复上述操作，量完第二尺段。后尺手拔起地上的测钎，依次前进，直到量完 AB 直线的最后一段为止。
图4-8 平坦地面的距离丈量
丈量时应注意沿着直线方向，钢尺必须拉紧伸直而无卷曲。直线丈量时尽量以整尺段丈量，最后丈量余长，以方便计算。丈量时应记清楚整尺段数，或用测钎数表示整尺段数。然后逐段丈量，则直线的水平距离按下式计算
D = nl + q （4-1）
式中 l ——钢尺的一整尺段长，m；
n ——整尺段数；
q ——不足一整尺的零尺段的长，m。
为了防止丈量中发生错误及提高量距精度，需要进行往返丈量。若合乎要求，取往返平均数作为丈量的最后结果。往返丈量的距离之差与平均距离之比，化成分子为1的分数时称为相对误差 K ，可用它来衡量丈量结果的精度。即
（4-2）
相对误差分母越大，则 K 值越小，精度越高；反之，精度越低。量距精度取决于工程的要求和地面起伏的情况，在平坦地区，钢尺量距的相对误差一般不应大于1/2000；在量距较困难的地区，其相对误差也不应大于1/1000。如果符合精度要求，即可用其平均值作为量距的最终结果。若达不到要求，应检查原因，重新丈量。
【例4-1】 A 、 B 的往测距离为187.530m，返测距离为187.580m，则相对误差 K 为
（1）平量法 如图4-9所示，若地面高低起伏不平，可将钢尺拉平丈量。丈量由 A 向 B 进行，后尺手将尺的零端对准 A 点，前尺手将尺抬高，并且目估使尺子水平，用垂球尖将尺段的某一分划投影于 AB 方向线的地面上，再插以测钎进行标定，并记下此分划读数。依次进行，丈量 AB 的水平距离。一直量到终点 B 。则 AB 两点间的平距 D 为
D = l 1 + l 2 +…+ l n （4-3）
图4-9 平量法
l i 可以是整尺长，当地面坡度较大时，也可以是不足一整尺的长度。
若地面倾斜较大，将钢尺整尺拉平有困难时，可将一尺段分成几段来平量。
（2）斜量法 当倾斜地面的坡度比较均匀时，如图4-10所示，可沿斜面直接丈量出 AB 的倾斜距离 D '，测出地面倾斜角 α 或 AB 两点间的高差 h ，按下式计算 AB 的水平距离 D 。
D = D 'cos α （4-4）
或
D
=
（4-5）
图4-10 斜量法
由于钢尺材料质量及制造误差等因素的影响，其实际长度和名义长度（即尺上所注的长度）往往不一样，而且钢尺在长期使用中因受外界条件变化的影响也会引起尺长的变化。因此，在精密量距中，距离丈量精度要求达到1/40000～1/10000时，在丈量前必须对所用钢尺进行检定，以便在丈量结果中加入尺长改正。
所谓尺长方程式即在标准拉力下（30m钢尺用100N，50m钢尺用150N）钢尺的实际长度与温度的函数关系式。其形式为
（4-6）
式中 l t ——钢尺在温度 t 时的实际长度；
l 0 ——钢尺的名义长度；
Δ l ——尺长改正数，即钢尺在温度 t 0 时的改正数，等于实际长度减去名义长度；
α ——钢尺的线膨胀系数，其值取为1.25×10 -5 /℃；
t 0 ——钢尺检定时的标准温度（20℃）；
t ——丈量时的温度。
【例4-2】 某钢尺的名义长度为50m，当温度为20℃时，其真实长度为49.994m。求该钢尺的尺长方程式。
解：根据题意 l 0 =50m， t 0 =20℃，Δ l =49.994-50=-0.006（m），则该钢尺的尺长方程式为
这就是该钢尺的尺长方程式。
每一根钢尺都有一相应的尺长方程式，以确定其真实长度，从而求得被量距离的真实长度。尺长改正数Δ l 因钢尺经常使用会产生不同的变化。所以，作业前必须检定钢尺以确定其尺长方程式。确定尺长方程式的过程，称为钢尺检定。
（1）比长检定法 钢尺检定最简单的方法就是比长检定法，该法是用一根已有尺长方程式的钢尺作为标准尺，使作业钢尺与其比较从而求得作业钢尺的尺长方程式的方法。检定时，最好选在阴天或阴凉处，将标准钢尺与作业钢尺并排伸展在平坦的地面上，两钢尺零分划端各连接弹簧秤一支，使两尺末端分划线对齐并在一起，由一人拉着两尺，一人辅助保持对齐状态，喊“预备”。听到口令，零分划端两人各拉一弹簧秤，当钢尺达到标准拉力时在零分划端的观测员将两尺的零分划线之间的差值 δ l （ δ l = l 作 - l 标 ）读出，估读至0.5mm，如此比较3次，若互差不超过2mm，取中数作为最后结果。由于拉力相同，温度相同，若钢尺膨胀系数也相同，两尺长度之差值就是两尺尺长方程式的差值。这样就能根据标准钢尺的尺长方程式计算出被检定钢尺的尺长方程式。
【例4-3】 设1号标准尺的尺长方程式为 l t 1 =30+0.004+1.25×10 -5 ×30×（ t -20）。被检定的2号钢尺，其名义长度也为30m，当两尺末端刻画对齐并施加标准拉力后，2号钢尺比1号钢尺短0.007m，比较时的温度为+24℃。求2号作业钢尺的尺长方程式。
解：根据比较结果，可以得出
即
故2号钢尺的尺长方程式为
若将检定温度改化成20℃，则
即
（2）基线检定法 如果检定精度要求更高一些，可在国家测绘机构已测定的已知精确长度的基线场进行量距，用欲检定的钢尺多次丈量基线长度，推算出尺长改正数及尺长方程式。
设基线长度为 D ，丈量结果为 D '，钢尺名义长度为 l 0 ，则尺长改正数Δ l 为
Δ
l
=
l
0
（4-7）
再将结果改化为标准温度20℃时的尺长改正数，即得到标准尺长方程式。
【例4-4】 设基线长为120.230m，用名义长度为30m的作业钢尺丈量基线的结果是120.303m，丈量时的温度为14℃，求作业钢尺的尺长方程式。
解：根据题意，全长的差值为120.230-120.303=-0.073（m），一整尺段的改正数为
所以，作业钢尺在检定温度为14℃时的尺长方程式为
若将检定时的温度改为标准温度20℃，则尺长方程式为
应当指出，由于温度改正实际上往往是非线性的，因此，当丈量精度要求较高时，钢尺作业时的温度与检定时温度就不能相差过大（规定温差限度为±15℃），若温差超过规定限度，则应重新检定钢尺。
一般方法量距，忽略了尺长误差、外界因素对量距的影响，量距精度一般只能达到1/4000～1/1000。对于精度要求较高的量距，如施工放样中某些部位的测设，常常要求量距精度达到1/40000～1/10000。
当用钢尺进行精密量距时，钢尺必须检定，并得出在检定时的拉力与温度条件下应有的尺长方程式。丈量前应先用经纬仪定线，如图4-7所示。
如地势平坦或坡度均匀，可测定直线两端点高差作为倾斜改正的依据；若沿线地面坡度有起伏变化，标定木桩时应注意坡度变化处，两木桩间距离略短于钢尺全长，木桩顶高出地面2～3cm，桩顶用“+”来标示点的位置，用水准仪测定各坡度变换点木桩桩顶间的高差，作为分段倾斜改正的依据。丈量时钢尺拉环一端用弹簧秤牵引，两端尺边紧靠桩顶“+”字中心，使拉力等于钢尺检定时的拉力（一般30m钢尺拉力为10kg），都对准尺段端点进行读数，如钢尺仅零点端有毫米分划，则必须以尺末端某分米分划对准尺段一端以便零点端读出毫米数。每尺段丈量三次，以尺子的不同位置对准端点，其移动量一般在1分米以内。三次读数所得尺段长度之差视不同要求而定，一般不超过2～5mm，若超限，必须进行第四次丈量。丈量完成后还必须进行成果整理，即改正数计算，最后得到精度较高的丈量成果。
由于钢尺的名义长度和实际长度不一致，丈量时就会产生误差。设钢尺在标准温度，标准拉力下的实际长度为 l ，名义长度为 l 0 ，则一整尺的尺长改正数为
每量一米的尺长改正数为
丈量 D '距离的尺长改正数为
（4-8）
钢尺的实际长度大于名义长度时，尺长改正数为正，反之为负。
丈量距离都是在一定的环境条件下进行的，温度的变化，对距离将产生一定的影响。设钢尺检定时温度为 t 0 ℃，丈量时温度为 t ℃，钢尺的线胀系数 α 一般为1.25×10 -5 /℃，则丈量一段距离 D '的温度改正数Δ l t 为
（4-9）
当丈量时温度大于检定时温度，改正数Δ l t 为正；反之为负。
设量得的倾斜距离为 D '，两点间测得高差为 h ，将 D '改算成水平距离 D 需加倾斜改正Δ l h ，一般用下式计算。
（4-10）
倾斜改正数Δ l h 永远为负值。
将测得的结果加上上述三项改正值，即得
D = D '+Δ l l +Δ l t +Δ l h （4-11）
相对误差在限差范围之内，取平均值为丈量的结果，如相对误差超限，应重测。
钢尺量距记录计算手簿见表4-1。
对表4-1中 A -1段距离进行三项改正计算。
尺长改正
温度改正
倾斜改正
经上述三项改正后的 A -1段的水平距离为
其余各段改正计算与 A -1段相同，然后将各段相加为83.8598m。如表4-1中，设返测的总长度为83.8524m，可以求出相对误差，用来检查量距的精度。
若将平均值保留3位小数，则最后结果为83.856m。
【例4-5】 当钢尺的名义长度比实际长度短时，丈量的长度（ ）实际长度。 （小于）
【例4-6】 在距离丈量中，衡量其丈量精度的标准是用（ ）。 （相对误差）
【例4-7】 往返丈量直线 AB 的长度为： D AB =158.59m， D BA =158.65m，其相对误差为（ ）。 （ K =1/2644）
【例4-8】 距离丈量的结果是求得两点间的（ ）。 （水平距离）
【例4-9】 某一钢尺的名义长度为50m，其在标准条件检定时的实际长度为50.006m，则其尺长改正数为（ ）。 （+0.006mm）
影响钢尺量距精度的因素很多，下面简要分析一下产生误差的主要来源及注意事项。
（1）尺长误差 钢尺的名义长度与实际长度不符，就产生尺长误差，用该钢尺所量距离越长，则误差累积越大。因此，必须对新购的钢尺进行检定，以求得尺长改正值。
（2）温度误差 钢尺丈量的温度与钢尺检定时的温度不同，将产生温度误差。尺温每变化8.5℃，尺长将改变1/10000，按照钢的膨胀系数计算，温度每变化1℃，丈量距离为30m时对距离影响为0.4mm。在一般量距时，丈量温度与标准温度之差的绝对值不超过8.5℃时，可不考虑温度误差。但精密量距时，必须进行温度校正。
（3）拉力误差 钢尺在丈量时拉力与检定时拉力不同而产生误差。拉力变化68.6N，尺长将改变1/10000。以30m的钢尺来说，当拉力改变3～5kg时，引起的尺长误差将有1～1.8mm。如果能保持拉力的变化在3kg范围之内，这对于一般精度的丈量工作是足够的。对于精确的距离丈量，应使用弹簧秤，以保持钢尺的拉力是检定时的拉力。30m钢尺施力100N，50m钢尺施力150N。
（4）钢尺倾斜和垂曲误差 量距时钢尺两端不水平或中间下垂成曲线，都会产生误差。因此丈量时必须注意保持尺子水平，整尺段悬空时，中间应有人托住钢尺，精密量距时必须用水准仪测定两端点高差，以便进行高差改正。
（5）定线误差 由于定线不准确，所量得的距离是一组折线而产生的误差称为定线误差。丈量30m的距离，若要求定线误差不大于1/2000，则钢尺尺端偏离方向线的距离就不应超过0.47m；定线误差不大于1/10000，则钢尺方向偏差不应超过0.21m。在一般量距中，用标杆目估定线能满足要求。但精密量距需用经纬仪定线。
（6）丈量误差 丈量时插测钎或垂球落点不准，前、后尺手配合不好以及读数不准等产生的误差均属于丈量误差。这种误差对丈量结果影响可正可负，大小不定。因此，在操作时应认真仔细、配合默契，以尽量减少误差。
（1）伸展钢卷尺时，要小心慢拉，钢尺不可卷扭、打结。若发现扭曲、打结情况，应细心解开，不能用力抖动，否则容易造成折断。
（2）丈量前，应辨认清钢尺的零端和末端。丈量时，钢尺应逐渐用力拉平、拉直、拉紧，不能突然猛拉。丈量过程中，钢尺拉力应始终保持检定时的拉力。
（3）转移尺段时，前、后拉尺员应将钢尺提高，不应在地面上拖拉摩擦。以免磨损尺面分划，钢尺伸展开后，不能让车辆从钢尺上通过，否则极易损坏钢尺。
（4）测钎应对准钢尺的分划并插直。如插入土中有困难，可在地面上标志一明显记号，并把测钎尖端对准记号。
（5）单程丈量完毕，前、后尺手应检查各自手中的测钎数目，避免加错或算错整尺段数。一测回丈量完毕，应立即检查限差是否合乎要求。不合乎要求时，应重测。
（6）丈量工作结束后，要用软布擦干净尺上的泥和水。然后涂上机油，以防生锈。