任务2-4精密测距ppt课件.pptx

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1、任务2-4精密测距任务2-4精密测距一、电磁波测距随着近代光学、电子学的发展和各种新颖光源的出现，物理测距技术得到迅速发展，出现了以激光、红外光、微波等为载波的电磁波测距仪。电磁波测距英文缩写为EDM，是利用电磁波作为测距信号和载波进行长度测量的一门技术。电磁波的波谱包括：无线电波（含微波）、红外光、可见光、紫外光、X射线和γ射线等。与钢尺量距和视距法测距相比，电磁波测距具有测程远、精度高、作业快、受地形限制少等优点。1.电磁波测距的基本原理电磁波测距是通过测定电磁波波束在待测距离上往返传播的时间来确定待测距离的。如图2-27所示，欲测量A、B两点间的距离D，在A点安

2、置电磁波测距仪主机，在B点安置反光镜或副机，主机发出的电磁波经反光镜或副机接受转发，又返回到主机。设光速c为已知，如果电磁波在待测距离D上的往返传播时间为t，则距离D为（2-19）式中：c为电磁波在测线上的传播速度，约等于3×108m/s;T为电磁波在被测距离上往返一个来回所用的时间。c×tD=12不难看出，利用电磁波测距，只要在测程范围内，中间无障碍，任何地形条件下的距离均可测量。因此，在大地测量、地形地籍测量，以及其他测量中广泛的应用着各种类型的电磁波测距仪。电磁波测距按测量测距信号往返传播时间t的方法不同，分为脉冲式测距和相位式测距。用直接测定t求得距离的方式称

3、为脉冲式测距；用间接测定t求得距离的方式称为相位式测距。具体原理如下：1）脉冲式测距基本原理脉冲式测距就是由测距仪发射系统发射一种脉冲波，被目标反射回来，再由仪器接收器接收，仪器的显示系统显示出光脉冲往返传播的时间t，或直接显示距离。目前脉冲法测距仪，一般用固体激光器作光源，能发射出高频率的光脉冲，因而这类仪器可以不用合作目标（如反射器），直接用被测目标对光脉冲产生的漫反射进行测距，在地形测量中可实现无人跑尺，从而减轻劳动强度，提高作业效率。特别是在悬崖陡壁的地方进行地形测量，这种仪器更具有实用意义。脉冲式测距的主要优点是测程远，功耗小，但由于脉冲宽度和计数器时间分辨

4、能力的限制，直接测定时间一般达到10s-8s，相应测距精度为±1m～±5m，精度较低。使其应用于精密距离测量受到一定限制。近年来，脉冲法测距在技术上有了新进展，精度指标有新的突破，如人卫激光测距仪和地月激光测距仪就属于脉冲法测距仪。现在已经有多个厂家生产出了用于常规测量，精度达到2mm+(1～2)×10-6D的脉冲式测距仪。2）相位式测距相位式测距是通过测量连续的调制光波在待测距离上往返传播所产生的相位变化来间接测定传播时间，从而求得被测距离。相位式测距与脉冲式测距相比较，主要优点是测距精度高，一般可达±1~2cm，所以相位式测距在精密距离测量中获得广泛应用。二、电磁

5、波测距仪1.测距仪的种类目前，由于电磁波测距仪的迅速发展和新产品的不断问世，电磁波测距仪各类繁多，有多种不同的分类。（1）由于不同频率或波长的电磁波在特性上有很大差异，所以电磁波测距仪按载波源的不同又分为激光测距仪、红外测距仪、微波测距仪三类。其中激光测距仪与红外测距仪又合称光电测距仪。（2）按照测程的长短可分为短程测距仪、中程测距仪和远程测距仪。①短程光电测距仪：测程在3km以内，测距精度一般在lcm左右。这种仪器可用来测量三等以下的三角锁网的起始边，以及相应等级的精密导线和三边网的边长，适用于工程测量和矿山测量。这类测程的仪器很多，如瑞士的ME3000，精度可达（

6、0.2mm+0.5×10-6）；DM502、DI3S、DI4，瑞典的AGA-112、AGA-116，美国的HP3820A，英国的CD6，日本的RED2，SDM3E。②中程光电测距仪：测程在3～15km左右的仪器称为中程光电测距仪，这类仪器适用于二、三、四等控制网的边长测量。如我国的JCY-2、DCS-1，精度可达（lOmm+1×10-6），瑞士的ME5000精度可达（0.2mm+0.2×10-6）、DI5、DI20，瑞典的AGA-6、AGA-14A等精度均可达到（5mm+5PPm）。③远程激光测距仪：测程在15km以上的光电测距仪，精度一般可达(5mm+1×10-6）

7、，能满足国家一、二等控制网的边长测量。如瑞典的AGA-8、AGA-600，美国的Rangemaster，我国研制成功的JCY-3型等。（3）按测距精度（每千米测距中误差）可将测距仪分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级。电磁波测距仪的标称精度常用下式表示：（2-26）式中：MD为测距中误差，单位为mm；a为固定误差，单位为mm；b为比例误差系数；D为两点间的水平距离，单位为mm。当D为1千米时，则MD为1千米的测距中误差。按此指标，将测距仪化分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级，如表2-12所示：表2-12测距仪的精度分级MD=(a+b´10-6D)测距中误差（mm）MD≤55＜MD≤101