4距离测量

∆L = L 基 − L测
，同时记录温度t0 同时记录温度t
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测
量
室
控制测量学
§4-1 钢尺量距
尺长方程式检定举例 钢尺长 基线长 实测 温度 尺长方程式为 l =30 + (-0.0020 ) + 30×1.25 ×10-5 ×( t – 28 ) × 30米 米 29.9854米 米 29.9874 米 28°C °
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量
室
控制测量学
单载波−−−可见光,红外光, 微波 按载波数 双载波−−−可见光与可见光 可见光与红外光 , 三载波−−−可见光可见光和微波,可见光红外光微波
( ) 漫反射目标 非合作目标 , 按反射目标 合作目标− − − 平面反射镜 角反射镜 有源反射器− − −同频载波应答机,非同频载波应答机
C
D
A B
N
D − C l = f p
D =
f l + C ≈ kl p
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§4-2 视距测量
M Q N
二、倾斜视距测量原理
BN = D ⋅ tan (α - ) 2
ε
BM = D ⋅ tan(α + ) 2 l = BM − BN
ε
l
ε
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日本尼康 ND-21 测距仪 ND-
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徕卡DI3000s测距仪 徕卡DI3000s测距仪
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常州光电仪器厂 DCH-05 测距仪 DCH-
§4-3 电磁波测距
测 信信信射 反 射 相 信信信信 器
四、相位法测距 1.基本原理 基本原理
A
D
B
发送时： 发送时： 接收到时： 接收到时： 则相位差： 则相位差：
I1 = Asin(ωt + ϕ0 )
I2 = Asin(ωt－ 2D +ϕ0 ) ωt
Φ t2D = = 电磁波传输时间： 电磁波传输时间 ω 2 f π 1 C λ λ Φ Φ D = Ct2D = ( N + ∆N) ⋅ = ⋅ = 所测距离： 所测距离： 2 2 2πf 2 2π 2
入射光 出射光
发射光路 接收光路
反 射 镜
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§4-3 电磁波测距
3.整周数 的确定方法 整周数N的确定方法 整周数 测相仪只能测出不足整周期的相位差 测程时N＝ ， 无需确定 但测相精度一定， 无需确定， 若λ /2>测程时 ＝0，N无需确定，但测相精度一定，当 测程时 测程较大时， 测程较大时，测距精度将降低 测距仪采用多频率组合测距来求得N并保证测距精度 测距仪采用多频率组合测距来求得 并保证测距精度 如：测定一段距离 λ /2=10米测得结果为 米测得结果为 3.682米 米 米 λ /2=1000米测得结果为 573.6 米测得结果为
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§4-1 钢尺量距
二、量距方法 1.定线 定线 2.距离丈量 距离丈量 3.测定高差 测定高差 三、成果整理 1.计算尺长改正数 计算尺长改正数 2.计算温度改正数 计算温度改正数 3.计算倾斜改正数 计算倾斜改正数 4.计算改正后长度 计算改正后长度
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H
d
d2 C = d3 - d1 - d2
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§4-3 电磁波测距
（3）测距仪乘常数改正：测距频率发生偏移 ）测距仪乘常数改正： （4）气象改正 ） 光的传播速度与气压、温度有关， 光的传播速度与气压、温度有关，即测尺长度发生 变化，所加改正数称为气象改正，与距离成正比。 变化，所加改正数称为气象改正，与距离成正比。 常用红外测距气象改正公式
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第四章 距离测量
一、距离的概念 距离是指两点之间的地面实际长度 不同高程的两点间的距离称为斜距 不同高程的两点间的距离称为斜距 水平面上两点间的距离称为平距 水平面上两点间的距离称为平距 我国一般用米作距离的单位 二、距离测量常用方法 1.钢尺量距 1.钢尺量距 2.视距测量 2.视距测量 3.电磁波测距 3.电磁波测距
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§4-3 电磁波测距
三、脉冲法测距
时标脉冲 触 电子门 计数显示 发 器 脉冲接收 脉冲发射 反 射 器
A
D
B
时间测定： 脉冲计数测时 时间测定：1.脉冲计数测时 2.模拟－数字测时（电容充电） 模拟－数字测时（电容充电） 模拟
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§4-3 电磁波测距
D
2.距离归算 距离归算 （1）水平距离归算 ）
α
S1 A Hm hg a S1 B
h
S1 = D 2 − h 2 S1 = D ⋅ cosα
（2）水平距离归算到参考椭球面 ）
大地水准面
S 2 = S 1 (1 -
H m + hg Rm + H m + hg
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§4-3 电磁波测距
南方测距仪 ND3000
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南京1002厂 DCH南京1002厂 DCH-2A 测距仪
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常州大地仪器厂 D3030 测距仪
脉冲测距举例 已知： 已知： 时标脉冲频率： 时标脉冲频率： f=15 Mhz 电磁波速度： 电磁波速度： v=3×10 8 m/s ×
时标脉冲个数： 时标脉冲个数： n=100 求：距离 D D= 1/f × n×v / 2= 1000 米 ×
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S2
b 参考椭球面
)
Rm
（3）参考椭球面化算到高斯平面 ）
y 2m ) S 3 = S 2 (1 + 2 2R m
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O
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小 结 1. 钢尺量距 2. 视距测量 3. 电磁波测距 ① 脉冲法测距 ② 相位法测距 成果整理：斜距计算、 ③ 成果整理：斜距计算、距离归算
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A 1 2 3 B
∆L ⋅ d测 L名 Ct = α ⋅ d 测（t − t0） ⋅ Cl =
C
h
h2 = − 2d测
d = d测 + Cl + Ct + Ch
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§4-2 视距测量
M
一、水平视距原理
仪器中心 十字丝面 p p ε f
l
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量
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相位法测距原理
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测
量
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04
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“米”的由来
国际单位制的长度单位“米”(meter,metre)起源于法 国。1790年5月由法国科学家组成的特别委员会，建议以 通过巴黎的地球子午线全长的四千万分之一作为长度单位 ──米，1791年获法国国会批准。1792～1799年，对法国 敦克尔克至西班牙的巴塞罗那进行了测量。1799年根据测 量结果制成一根3．5毫米×25毫米短形截面的铂杆 3 5 25 (platinum metre bar)，以此杆两端之间的距离定为1米，并 交法国档案局保管，所以也称为“档案米”。这就是最早 的米定义。
O
α
D
B
l 2 D = Klcos α − sin 2α 4K = Kl cos 2α
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（ε= 34′23″） ）
测
量
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精密视距测量
横基尺测距
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§4-3 电磁波测距的基本原理
3、测距仪的分类和分级 、
冲 测 仪 脉 式 距 按测定t 按测定t的方法 位 测 仪 相 式 距
波 光 距 , 外 距 光 − − − 激 测 仪 红 测 仪 按载波 波 波 距 微 − − − 微 测 仪
长程− − − 几十公里 按测程 中程− − − 数公里至十多公里 短程− − − 3公里以下
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§4-1 钢尺量距
用经过检定的钢尺直接量取两点的距离， 钢尺量距 用经过检定的钢尺直接量取两点的距离，再 进行一系列改正（尺长改正、温度改正、倾斜改正）， 进行一系列改正（尺长改正、温度改正、倾斜改正）， 得到两点间的平距。 得到两点间的平距。
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§4-1 钢尺量距
一、钢尺检定 钢尺检定： 钢尺检定：求定尺长方程式的过程 尺长方程式形式为： 尺长方程式形式为： 1.25×10-5/ ℃ ×
L真 = L名 ∆L＋L名 ⋅α（t − t0） ＋ ⋅
尺长改正数 膨胀系数 检定时温度
检定方法：基线长度 实测结果L 检定方法：基线长度L基，实测结果 测，尺长改正数为
二、电磁波测距仪的分类 1.按载波分 按载波分
电磁波测距仪
2.按测程分 2.按测程分 短程 <3km 中程 3-15km 远程 >15km
3.按精度（每千米测距中误差） 3.按精度（每千米测距中误差）分 按精度 Ⅰ级：<5mm Ⅱ级：5-10mm Ⅲ级：11-20mm 11测距仪的误差构成： 测距仪的误差构成： md = A + B ⋅ D 固定误差A以 为单位, 固定误差 以 mm为单位 比例误差系数 以ppm为单位 为单位 比例误差系数B以 为单位
N：相位变化整周数，△N：不足整周的尾数 ：相位变化整周数， ：
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Φ ω 2D ＝ t
Φ
测
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§4-3 电磁波测距
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§4-3 电磁波测距
2.相位法测距仪的构成 相位法测距仪的构成
晶体震荡器 参 考 信 号 基准混频 测 相 本机震荡器 发光二极管 光电二极管 测距信号 测距混频
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徕卡 DI1001 测距仪
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徕卡DI4-4L手持测距仪 徕卡DI4-4L手持测距仪
百度文库
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徕卡 DISTO 系列手持测距仪
DISTO classic3
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DISTO lite5
DISTO A3
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§4-3 电磁波测距
一、基本原理
D
A
B
入射光 出射光
1 D = Ct2D 2
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量
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§4-3 电磁波测距
单载波 光电测距仪 微波测距仪 多载波 白炽灯和汞灯 红外线 激光
两个结果组合为 573.682米 米
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§4-3 电磁波测距
五、成果整理 1.斜距计算 斜距计算 （1）棱镜常数改正 ） 棱镜等效反射面与棱镜安置中心不一致 C = d – H·(n – 1) n 为棱镜玻璃的折射率 （2）测距仪加常数改正 ） 测距仪相位中心与仪器对中位置不一致 d1 d3 （ d1 + C ) + ( d2 + C ) = d3 + C
n0 − 1 P ∆n = (nR − 1) − ⋅ ⋅D 1 + 0.003661 ⋅ t 760
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§4-3 电磁波测距
徕卡全站仪的气象改正表（单位 徕卡全站仪的气象改正表（单位ppm ） 相对湿度60%，以温度°C、气压 或海拔高m为索引 相对湿度 ，以温度° 、气压mb 或海拔高 为索引
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§4-3 电磁波测距
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§4-3 电磁波测距
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