距离测量讲课讲稿.ppt

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1、距离测量第一节光电测距原理一、基本原理光电测距，即是以光和电子技术测量距离。或者说，以光和电子测量距离的技术。光束速度c经过了二倍的距离，即2D；同时，测距仪测出光束从发射到接收期间的时间t2D。根据速度乘以时间得路程的原理，便可知，2D=c×t2D，实现式(3-1)的基本条件：t2D的测定，相位法、脉冲法二、相位法测距原理实质:利用测定光波的相位移代替测定t2D实现距离的测量。1．光的调制：使发射的光束成为一种光强度有规律明暗变化的调制光波。A-B-A2．距离D与相位移的关系：3.测尺和尺段：=2π(N+ΔN)(3-6)D=u×(N+ΔN)u称为测尺，N称为整尺段，ΔN称为尾尺段。

2、4.组合测距过程：D=u×ΔN1)设测尺。相位法按上式采用多测尺组合测距过程。如采用u1、u2，一般地设f1≈15MHZ，精测尺u1=10m，f2≈150kHZ，粗测尺u2=1000m。2)组合测距过程D=u×ΔN(1)以u1测量距离得ΔN1。例如ΔN1=0.8654，把ΔN1及u1代入式(3-9)得D1=8.654m。(2)以u2测量距离得ΔN2。例如ΔN2=0.9875，把ΔN2及u2代入式(3-9)得D2=987.5m。(3)组合完整的距离值。将u1、u2测量距离值组合为完整的距离值，如图，其中的7.5不显示，则组合的距离值是988.654m。三、相位法测距仪的基本结构1.调制信

3、号发生器：发出调制信号对光源进行调制；同时发出参考信号er给测相装置。2.光源：一般采用砷化镓发光二极管(GaAs，红外光)，直接受调制信号控制发射调制光波(频率为f)。3.接收装置：接收反射回测距仪的调制光波，把接收的光转换为电信号em，该信号提供给测相装置。4.测相装置：在测相装置通过对电信号em、参考信号er进行相位比较测定N和ΔN，在处理方法上利用自动数字测相电子电路技术把相位移转换成距离D直接显示出来。5.反射器：精密测距的合作目标。6.电源第二节红外测距仪及其使用一、红外测距仪的类型红外测距仪，是以发射红外光的光源装备的光电测距仪。1.类型：按测程：短程测距仪，中程测距仪

4、，远程测距仪，超远程测距仪。按基本功能的类型有：1)专用型：只用于测量距离。2)半站型：测距仪与光学经纬仪组合在一起，称为半站型仪器。3)全站型：测距仪与光电经纬仪组合的仪器，或者测距仪与光电经纬仪结合为一体化仪器，称为全站型仪器，简称全站器。二、D3000红外测距仪的技术指标1.测距精度：m=±(a+bD)m=±(5mm+5ppm.Dkm)2.测程：在满足测距精度的条件下测距仪可能测得的最大距离。1.2km～3.2km。与大气状况及反射器棱镜数有关。三、D3000红外测距仪主要设备1.测距仪主机：外貌：前面板，操作面板。2.反射器单棱镜、三棱镜反射器直角棱镜反射器有三个特点：1)反射

5、器的入射光线和反射光线的方向相反，且线径互相平行。利于瞄准目标2)可以根据测程的长短增减棱镜的个数。3)反射器有本身的规格参数。反射器与测距仪配合使用，不要随意更换。测程短1km测程长3km3.蓄电池、充电器4.气象仪器四、D3000红外测距仪的一般使用1.基本操作(半站型)1)经纬仪和反射器的安置。2)测距仪的安置。(1)安装电池。(2)把测距仪装载在经纬仪的支柱上。3)瞄准反射器。(1)经纬仪瞄准反射器。觇牌中心。(2)测距仪瞄准反射器。4)开机检查。5)测距。正常测距、跟踪测距、连续测距、平均测距。6)测量气象元素。7)关机收测。2.红外测距仪使用中的注意问题：测线环境要求：大气

6、透明度比较好，测线没有障碍物；测线上只架设一个反射器，不得存在多个反射器；测线上没有强烈光源，太阳光不得对射测距仪。第三节光电测距成果处理一、仪器改正。主要内容：加常数改正。测距仪在一条已知边的测距结果总与已知边相差的一个固定值，就是测距仪的加常数，用k表示。k值可通过检定测距仪(包括反射器)得到。二、气象改正。1.气象改正原理公式2.气象改正实用公式：测距仪光源不同，参考气象元素不同，按原理公式推证的实用公式也不同。1)D3000红外测距仪的气象改正的实用公式气压单位kpa，温度单位摄氏℃，ΔDtp单位毫米，Dokm以单位公里。三、平距化算1.概念一般情况下，光电测距边两端点不可能同

7、高程，光电测距边是一条倾斜边。把倾斜的测距边化算为端点同高程的直线距离的工作，称为平距化算。2.平距化算的辅助参数：1)地球曲率影响参数：C=16.19″Dkm。2)折光角：k=0.13，r=2.10″Dkm3)竖直角：3.平距化算的几个公式1)平均型平距化算公式。DA"B"=AB×cos(+C-)（3-28）DA"B"=D×cos(+14.09”Dkm)(3-29)2)测站型平距化算公式。DAB’=AB×sin(Z-2C+)(3-3