《距离测量B》PPT课件

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1、1948年瑞典AGA厂推出了第一台光波测距仪随着需求的增长和光学、微电子学的发展使电磁波测距的技术迅速发展。进一步推进了测量学的发展尽管GPS应用很广，短程电磁波测距仪仍然大有用途§3-3光电测距1电磁波测距仪的分类按载波分微波测距仪激光测距仪红外光测距仪按测程分远（长）程测距仪中、短程测距仪2w红外光源：采用砷化镓发光二极管发出不可见的红外光，目前工程测量中所使用的短程测距仪大都采用此光源。w激光光源：采用固体激光器、气体激光器或半导体激光器发出的方向性强、亮度高、相干性好的激光作光源，一般用于中远程测距仪上。3光电测距仪分类——

2、按距离分短程光电测距仪：测程小于3公里，用于工程测量。中程光电测距仪：测程为3～15公里，通常用于一般等级控制测量。远程光电测距仪：测程大于15公里，通常用于国家三角网及特级导线。4电子全站仪棱镜全站仪56下图是南方测绘公司生产的ND3000红外相位式测距仪，它自带望远镜，望远镜的视准轴、发射光轴和接收光轴同轴，有垂直制动螺旋和微动螺旋，可以安装在光学经纬仪上或电子经纬仪上。测距时，测距仪瞄准棱镜测距，经纬仪瞄准棱镜测量竖直角，通过测距仪面板上的键盘，将经纬仪测量出的天顶距输入到测距仪中，可以计算出水平距离和高差。右图为与仪器配套的

3、棱镜对中杆与支架，它用于放样测量非常方便。7下图是徕卡公司生产的DI1000红外相位式测距仪，它不带望远镜，发射光轴和接收光轴是分立的，仪器通过专用连接装置安装到徕卡公司生产的光学经纬仪或电子经纬仪上。测距时，当经纬仪的望远镜瞄准棱镜下的照准觇牌时，测距仪的发射光轴就瞄准了棱镜，使用仪器的附加键盘将经纬仪测量出的天顶距输入到测距仪中，即可计算出水平距离和高差。8910光波测距仪AGA2A激光测距仪AGA8微波测距仪CMW20红外测距仪DI511光电测距原理AB两点距离：D＝c·t/2式中c——电磁波信号在大气中的传播速度，其值约为c

4、≈3×108米/秒。t—测量2D所需的时间。12时间t2D的测定测量距离的精度将主要取决于测量时间的精度，光电测距关键是时间的测定，在电子测距中测量时间一般采用两种方法(1)直接测定时间：如电子脉冲法.(2)间接的测定时间：相位法(通过测量电磁波信号往返传播所产生的相位移来间接的测定时间)。13相位法测距仪的基本结构图f发生器测相装置GaAs光源接收装置电源反射器接口14按电磁波理论：光是电磁波，其数学表达式为:它表达了光波在转播空间任一位置上电磁振动的状态。其中：15相位法测距原理通过测定光波的相位移φ代替测定T2D.如图为测距仪

5、发出经调制的按正弦波变化的调制信号的往返传播情况。信号的周期为T，一个周期信号的相位变化为2，信号往返所产生的相位移为:φ16信号的周期为T，一个周期信号的相位变化为2，信号往返所产生的相位移为:式中f──调制信号的频率；t──调制信号往返传播的时间；c──调制信号在大气中的传播速度；——调制信号的波长。（图4-7）17如图4-7，信号往返所产生的相位移为：＝N·2＋Δ＝2（N＋）（d）式中：N为相位移的整周期数,Δ为不足一周期的尾数。将其代入c式(D=(c/2f)•(/2))得：D＝（N＋）＝（N＋ΔN）式中：

6、λ＝，为调制正弦波信号的波长；ΔN＝。令＝u，上式可写成：D＝u（N＋ΔN）18D＝u（N＋ΔN）可以理解为用一把长度为“u”的“光测尺”量距，N为整尺段数，ΔN为不足一整尺段的尾数,相当于钢尺量距D=nl+q。但仪器用于测量相位的装置（称相位计）只能测量出Δ,即尺段尾数ΔN(ΔN=Δ/2)，而不能测量整周数N。如：当测尺长度为u＝10m时，要测量距离为835.486m时，测量出的距离只能为5.486m，即此时只能测量小于10m的距离。为了能得到距离的单解值，可将调制频率降低，使调制波长λ大于待测距离的2倍，这时待测距离的相

7、位移即为Δ。将相位计记录的Δ转换为距离，在测距仪的显示窗中显示出来。19仪器的测相精度只有1/1000，故当测尺距离越长，距离测量误差越大，例如：当f1=15MHZ时，测尺长度λ/2=10m，距离误差为0.01m，当f2=0.15MHZ时，测尺长度λ/2=1000m，距离误差为1m。图4-J2AA’B20例：测量距离时采用u1＝10m和u2＝1000m测尺，测量结果如下：精测结果5.486粗测结果835.4─────仪器显示835.486w为了兼顾测程和精度，仪器中采用一组测尺配合测距，“粗测尺（长度较大的测尺：如：1000

8、m)”，“精测尺（长度较小的测尺：如：10m）”.同时测距，然后将粗测结果和精测结果组合得最后结果。粗测尺保证了测程，精测尺保证了精度。21测程和精度测相的精度是有限的。例如可以把Δφ细分1000倍，则测量的精度为测尺的1/1000。