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《同济大学版测量学教材 第4章-距离测量.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、第四章距离测量与全站仪1《测量学》61§4-1距离测量概述测距技术的发展：从直接用各种尺子量距—光学间接测距—电磁波物理测距测距工具：直接量距—木尺、织物卷尺、钢卷尺、因瓦钢线尺光学测距—用光学仪器的视距测量、基线尺视距测量、光干涉测距电磁波测距—用物理测距仪器的微波测距、红外光测距、激光测距261§4-2卷尺量距一.钢卷尺和丈量工具3卷于尺盒内或尺架上的钢卷尺尺头及尺上分划尺长20m、30m、50m61广泛用于地形测量和工程测量的各种钢卷尺450m长钢尺20m钢尺5m小钢尺经典的测量工具目前仍有广泛用途61二.直线定线
2、5目测定线：AB两点之间由于距离过长，需要在AB直线上用标杆目测定出1、2两点。61用经纬仪定线长距离的直线精密定线得借助于经纬仪望远镜十字丝的瞄准代替目视瞄准。6用经纬仪延长直线，如需要将AB直线延长至C。B点置经纬仪，盘左后视瞄准A点，制动照准部，倒镜前视得C′点；盘右后视瞄准A点，制动照准部，倒镜前视得C″点。取C′C″的中点C，则A-B-C精确地位于一直线上。61(一)平坦地面的丈量方法例如从A量至B，由后尺手定向，先量整尺段，最后量余长。7二.距离丈量AB的平距：DAB=n×尺段长+余长61沿倾斜地面AB量得的
3、为斜距S，设两点间高差为h,则用下式将其归算为平距D：8（二）倾斜地面丈量方法一般量距相对精度：往测距离－返测距离距离概值<13000SDhAB61(四)钢尺长度检定尺长方程式：9钢尺两端分划之间的标准长度称为实际长度，末端分划的注记长度称为名义长度。丈量时的地面温度对尺长也有影响。经过钢尺长度检定，得到尺长方程式，用以计算量得的实际长度。61五.钢尺量距的长度改正用钢尺沿倾斜地面量得的名义长度D′：10D'hD长度改正：改正后长度：61钢尺量距长度改正的计算数例11D´=234.943m,t=32.4°,h=2.54m
4、尺长方程式:观测数据:长度改正值:改正后长度:6112视距测量是利用测量望远镜中十字丝平面的视距丝及视距尺，按光学原理，间接测定距离的方法。水平视线，上丝在视距尺上读数a,下丝读数b，则水平距离D：§4-3视距测量视距测量曾广泛用于地形测量等,目前已被测距仪代替，但仍用于水准测量中的前后视距离测定。（n为视距间隔）61§4-4电磁波测距两点间,测定电磁波往返传递的速度C和时间t,计算距离:13一.电磁波测距的基本工作原理测距仪按不同的电磁波作为载波，分为：微波测距仪红外光测距仪激光测距仪AB测程，A点安置测距仪，B点安置
5、反射器。后二者又称光电测距仪61关于光速光波在真空中的传播速度C0是一个重要的物理量，近代科学实验已精确测定：C0=(299792458±1.2)m/s。光波在大气中的传播速度C为：14n为大气折射率，为光波波长，t、p为大气温度及气压。关于测定光波往返传播时间光速近于300000km/sec,地面两点间传播时间极短,直接测定时间几乎不可能。因此必须将光波用高频电振荡调制，用脉冲法或相位法间接测定两点间光波传播时间。61关于测距时的大气温度和气压15大气的温度和气压影响其对光波的折射率，从而影响光速和光电测距的计算,其影
6、响与距离的长度成正比。因此，长距离的精密测距必须用空盒气压计与通风温度计，测定观测当时的气温和气压，加以改正。一般情况下只需温度改正。通风温度计空盒气压计61（一）脉冲式测距16将发射光波的光强调制成高频光脉冲，再由时标振荡器产生产生时标脉冲(周期T0)，二者都经过电子门；发射脉冲光打开电子门，反射回来的脉冲光关闭电子门；在开关门之间，时标脉冲计数器计数为m；则mT0为脉冲光往返传播时间t，据此可根据光速计算距离：61（二）相位式测距17用高频电振荡(周期T)将发射光进行振幅调制,使光强随电振荡而产生周期性的明暗(相位φ
7、)变化；调制光在测程上往返传播，同一瞬间仪器的发射光与接收光产生相位差Δφ，据此可算出光波往返传播时间t。61设光速为C,调制振荡频率为f,振荡周期T=1/f,则调制光的波长为：18调制光在测程的往返传播时间t内，变化N个整周(NT)和一个另数ΔT，即代入电磁波测距基本公式，得到：61调制频率与光尺长度由此可见,相位式光电测距和钢尺量距有一点相似之处：相当于用一支长度为λ／2(半波长)的“光波尺”来量距,N为“整尺段数”,(λ/2)×(Δφ/2π)为“余长”。光源的波长λg在标准气象状态(t=15°C,p=1013mPa
8、)计算而得，因此,调制光的“光尺长度”，可由调制频率确定:调制频率(概值)与光尺长度(半波长)19相位式测距基本公式：调制频率f30MHz15MHz7.5MHz1.5MHz150KHz光尺长度λ／25m10m20m100m1000m6120二.光电测距仪及反射器开始时,光电测距仪为一架单独的测量仪器；仪器小型化后,可
