角度、距离测量与全站仪距离部分.pptVIP

第五章角度 距离测量与全站仪 5 6距离测量 5 7光电测距误差分析 5 8光电测距仪的检验 5 9全站仪和自动全站仪 5 10三角高程测量 距离量测的方法有 钢尺量距 光学视距法 电磁波测距 5 6距离测量 B A 倾斜距离 AB间连线的长度 水平距离 AB间连线投影在水平面上的长度 丈量温度时的钢尺实际长度 m 钢尺刻划上注记的长度 即名义长度 m 钢尺在检定温度时的尺长改正数 钢尺膨胀系数 其值约为11 6 10 6 12 5 10 6m m t0 钢尺检定温度 又称标准温度 一般取20 t 丈量时温度 一钢尺量距 尺长方程式 在一定拉力下 用以温度为自变量的函数来表示在某一温度时钢尺的实际长度 该函数式称作尺长方程式 如果地面平坦 就沿地面直接丈量 1外业测量 沿倾斜地面量距时 可将钢尺拉平丈量 也可沿斜坡丈量斜距 测出地面倾角 算出水平距离 2丈量距离的成果整理 尺长改正 尺长改正 温度改正 钢尺在20 C的条件下检定的长度为30m 那么每测1m应加改正 倾斜改正 综合上述 实际水平距离D应为 二光学视距法测距 视距测量是根据几何光学原理间接测距方法 视距法测距操作简便 较钢尺量距速度快 不受地面高低起伏限制等优点 但测距精度较低 距离相对精度为 因此用于精度要求较低的测量工作中 视线水平时 视距测量测得是水平距离 视线倾斜时 为求得水平距离还须测出竖角 也可求得测站至目标的高差 即视距三角高程测量 1 概述 O A B C S 2 普通视距测量原理和公式 1 视准轴水平时的视距公式 仪器中心 十字丝分划板 物镜 G Q M m g q N O S 内调焦望远镜 P b a 2 普通视距测量原理和公式 3 视准轴倾斜时的视距公式 O M N E F 视距尺不垂直于视准轴的改正视距改斜距 倾斜距离改化为水平距离 电磁波测距是指利用电磁波作为载波传输测距信号 测量空间两点间的距离 1 电磁波测距概述 三 光电测距 C0 299792 458km sn 大气折射率 基本原理 1 电磁波测距概述 D A B 测距仪 反射器 通过测定电磁波在待测距离两端点间往返一次的传播时间t 利用电磁波在大气中的传播速度C来确定距离 关键 精确测定传播时间t 电磁波测距仪的分类 按所采用的载波光电测距仪红外测距仪激光测距仪微波测距仪 1 电磁波测距概述 按测定时间的方式不同脉冲式光电测距仪相位式光电测距仪 主波脉冲 回波脉冲 通过直接测定光脉冲在测线上往返传播的时间t 求得距离 2 脉冲式光电测距仪 特点 特点采用可见激光作为光源 测程可达十余公里 无合作目标模式测距 在有合作目标模式下 测距精度达到了毫米级 2 脉冲式光电测距仪 DISTO手持激光测距仪面向大众用户 3 相位式光电测距仪 通过测量调制光在测线上往返传播所产生的相位差 来求得距离 调制光 原理 接收信号 发射信号 光源 调制器 接收器 相位计 反射器 相位移 3 相位式光电测距仪 原理 3 相位式光电测距仪 令u D N 0 提高测程 频率低 保证精度 频率高 N值的确定 3 相位式光电测距仪 长测尺 短测尺 组合 N值的确定 短测尺 长测尺 3 相位式光电测距仪 N值的确定 测程 10km精度 mm 3 相位式光电测距仪 特点 特点通常采用红外光作为光源 测程在数公里之内 精度高于脉冲式光电测距仪 3 相位式光电测距仪 4 电磁波测距成果的整理 加常数改正乘常数改正气象改正倾斜改正 B A 加常数改正 4 电磁波测距成果的整理 测距仪 反射器 D A B 仪器安置中心 反射器安置中心 光波发射等效面 反射器等效面 乘常数改正 标准频率 实际频率 标称尺长 实际尺长 乘常数 乘常数改正值 4 电磁波测距成果的整理 气象改正 4 电磁波测距成果的整理 改正后的距离 假定大气状态 t0 15 P0 1013hPa 气象改正数公式 Dtp mmD 观测距离 km 例 倾斜改正 倾斜距离 4 电磁波测距成果的整理 水平距离 5 7光电测距误差分析 对于相位式光电测距仪 测距误差可分为三部分 比例误差由调制频率的误差 真空中光速值的误差 大气折射率误差引起 它与被测距离成正比 称为比例误差 周期误差 由测距仪内部的光电信号窜扰引起的以一定距离 通常是一个精测尺长度 为周期重复出现的误差 它与距离有关 但不成比例 仪器设计和调试时可严格控制其数值 以下暂不考虑 固定误差由测相误差 仪器加常数误差 测距仪和反射镜的对中误差引起 它与距离无关 称为固定误差 在评定测距仪的测距精度时 通常用下列公式表示 或 A 固定误差 以mm为单位 B 比例误差系数 以mm km为单位 D 被测距离 以km为单位 例如 某仪器的精度为5 5 D 5 8光电测距仪的检验 测距常数的测定 1 加常数简易测定 AB AC CB DAB K DABR DAC K DACR DCB K DCBR K DAB DAC DCB DAB DAC DCB R K DAB DAC DCB 2 六段比较法测定加 乘常数 通过被检测的仪器在基线场上取得的观测值 将测定值与已知值进行比较 从而求出加常数和乘常数 5 9全站仪和自动全站仪 1 同时测角 水平角和竖角 和测距 2 望远镜的视准轴和测距仪的视准轴是同轴的 3 对水平角和竖角进行补偿 具有双轴补偿器 4 数据电子显示 并存入内存储器 无须读数 无须记录 5 数据输出 提供RS232C串口和电子手簿 掌上电脑 计算机等外部设备连接 6 提供多种测量模式 距离测量 角度测量 坐标测量 高级测量 后方交会 放样测量 对边测量 悬高测量 一 全站仪 二 自动全站仪 自动全站仪是一种能自动识别 照准和跟踪目标的一种全站仪 又称为测量机器人 自动全站仪由伺服马达驱动照准部和望远镜的转动和定位 在望远镜中有同轴自动识别装置 能自动照准棱镜进行测量 它的基本原理是 仪器向目标发射激光束 经反射棱镜返回 并被仪器中的CCD相机接收 从而计算出反射光点的中心位置 得到水平方向和天顶距的改正数 最后启动马达 驱动全站仪转向棱镜 自动精确照准目标 5 10三角高程测量 水准测量求得地面点的高程精度高 普遍用于建立国家高程控制点及测定高级地形控制点的高程 在地面高低起伏较大或不便于水准测量的地区 可采用三角高程测量的方法传递高程 直觇反觇 一 三角高程测量的基本原理 光电测距三角高程测量 D 的正负号 二 地球曲率与大气折光的影