第四章距离测量PPT课件
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第四章 距离测量
视线水平时视距测量公式
视线水平时的视距计算公式为：
D kl 100 l
测站点A到立尺点B之间的高差为：
h iv
视线倾斜时视距测量公式
视线倾斜时的视距计算公式为：
D L cos kl cos2 100N M cos2
测站点A到立尺点B之间的高差为：
卷尺测距工具 卷尺：钢卷尺、皮尺
辅助工具：标杆 测钎 垂球 弹簧秤 温度计
直线定线 当两点距离比较远时，测量两点间的水平距离要分 段进行，即一段一段地量取。在量取的过程中，为了保 证每尺段都能沿着两点间的直线方向进行，根据需要在 两端点连线方向上标定若干个中间点，这个过程称为直 线定线。
用经纬仪定线
lt l0 l lt lh
整尺段尺长改正：
l l l0
l l0
l ——尺长改正值
l0
——卷尺名义长度
lk l
温度改正：
l ' —-检定量得长度
lt l t t0
h l h 2l
2
t0
——钢尺膨胀系数 ——标准温度
高差改正： 水平距离
2.反射器
• 单棱镜、三棱镜反射器
3.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)
距离测量(distance measure)课件
三,使用——一般安装在经纬仪上使用. ——一般安装在经纬仪上使用. 一般安装在经纬仪上使用
1,常数预置 (1)设置棱镜常数(PRISM). 设置棱镜常数(PRISM).
一般:原配棱镜为零,国产棱镜多为-30mm. 一般:原配棱镜为零,国产棱镜多为-30mm. (2)置乘常数. 置乘常数. 输入气温,气压或用有关公式计算出值后,再输入. 输入气温,气压或用有关公式计算出值后,再输入.
(二)倾斜地面的距离丈量 1.平量法 1.平量法 2.斜量法. 2.斜量法.
斜量法
D
l
D=Lcosδ D=Lcosδ
§4.3视距测量(stadia measurement) 4.3视距测量 视距测量(stadia
一原理及公式 (一),视线水平时 一,
f p = l s
'
f l = S +d + f =KS+C p
2,倾斜改正 由测距仪自动改正. 有:D平 = D斜 cos α ,由测距仪自动改正.
�
§4.2 钢尺量距 (steel tape measuring)
一,量距工具
钢尺(steel tape),标杆(measuring bar), 有:钢尺(steel tape),标杆(measuring bar), 垂球(plumb bob),测钎(measuring rod), 垂球(plumb bob),测钎(measuring rod), 温度计(thermometer) 弹簧秤( 温度计(thermometer),弹簧秤(spring (thermometer), balance) balance).
4第四章 距离测量ok
2）组合测距方法
D
2
(N
) u( N N ) 2
( 4 13 )
• 仪器用于测量相位的装置（称相位计）只能测量出Δ （0-2π的相位变
化） , 即测量出尺段尾数 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。 • 这样，距离值将出现无数解，距离无法确定。 （接后页）
w 为了兼顾测程和精度，仪器中应采用一组测尺配合测距， “粗测尺（长度较大的测尺：如：L 2 = λ2 / 2= 1000m)”，
“精测尺（长度较小的测尺：如： L1 = λ1 / 2= 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。
A
A’ B
[例]
测距仪(EDM instrument) 反光棱镜(reflector)
B
1 D C t2 D 2
全站仪、棱镜照片
§4-3 光电测距 光电测距仪是通过测量光波在待测距离D上往、返传播 的时间t2D，计算待测距离D：
1 D c t2 D 2
式中：c — 光波在空气中的
传播速度 。
c=c0 / n
总相位移:
测量学课件第四章距离测量与三角高程测量
s b sin sin
rb
s
视差法测距：专用的基 线尺+高精度的φ角
s b
2(tg( / 2))
φ
s
b
二、 视 距 测 量
视距测量
视距测量——利用测量望远镜的视距丝，间接测定
距离和高差的方法。
优点：测量速度快，不受地 形限制。
不足：精度低，距离相对误 差一般约为1/300，高 差一般为分米级。
2往
3 0.4 + 10 .4 11 9.970 + 15 .0 11 9.985 0
返
3 0.5 + 10 .5 11 9.970 + 15 .1 11 9.985 1
3 往 1 0 :40 3 0.2 + 10 .2 11 9.972 + 14 .7 11 9.986 7
返
3 1.1 + 11 .1 11 9.973 + 16 .0 11 9.989 0
C1 C C2
7
2.精密方法量距：
精密量距时采取的措施：
1.用检定过的钢尺； 2.经纬仪定线； 3.钉尺段桩，逐段量测； 4.对钢尺施加固定拉力； 5.对量距结果加三项改正数：
尺长改正 温度改正 高差改正
D Dt k D ' Dt' tk00
Dh
第四章 1距离测量
1.377 1.572 1.109
25.0
46.3
1.60 87o15’
1.60 93o05’
2o45’
-3o05’
24.77
46.17
1.20
-2.49
148.00
144.31
注意事项：
检校仪器,指标差<1’ 视线高于0.5m,读数迅速,减少大气折光差影响 尺身竖直 测定乘常数K值，100±0.1
29.9360
29.9400 29.9500 29.9420
尺段长 度(m)
29.8660
29.8645 29.8650 29.8652
温度(oC)
温度改正 (mm)
高差(m)
高差改正 (mm)
尺长改正 改正后尺 段长度(m) (mm)
26.8
2.4
-0.292
-1.4 +8.0 29.8742
12
距离测量
距离测量概述
概念：
距离：地面两点沿铅垂线方向在大地水准面上
投影点之间的弧长 水平距离：两点间连线投影在水平面上的长度 倾斜距离：不在同一水平面上两点Leabharlann Baidu连线的长 度
距离测量概述
方法--由不同的测距精度要求和作业条件而 定：
视距测量----精度低，1/100-1/300，但方便，
25.0
46.3
1.60 87o15’
1.60 93o05’
2o45’
-3o05’
24.77
46.17
1.20
-2.49
148.00
144.31
注意事项：
检校仪器,指标差<1’ 视线高于0.5m,读数迅速,减少大气折光差影响 尺身竖直 测定乘常数K值，100±0.1
29.9360
29.9400 29.9500 29.9420
尺段长 度(m)
29.8660
29.8645 29.8650 29.8652
温度(oC)
温度改正 (mm)
高差(m)
高差改正 (mm)
尺长改正 改正后尺 段长度(m) (mm)
26.8
2.4
-0.292
-1.4 +8.0 29.8742
12
距离测量
距离测量概述
概念：
距离：地面两点沿铅垂线方向在大地水准面上
投影点之间的弧长 水平距离：两点间连线投影在水平面上的长度 倾斜距离：不在同一水平面上两点Leabharlann Baidu连线的长 度
距离测量概述
方法--由不同的测距精度要求和作业条件而 定：
视距测量----精度低，1/100-1/300，但方便，
第四章 距离测量
是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，是集水平角、 垂直角、距离(斜距、平距)、高差测量功能于一体的测绘仪器 系统。因其一次安置仪器就可完成该测站上全部测量工作，所 以称之为全站仪。广泛用于地上大型建筑和地下隧道施工等精 密工程测量或变形监测领域。 从结构上来看分为：组合式和整体式两种。 组合式—电子经纬仪、光电测距仪与电子手薄相结合 整体式—电子经纬仪、光电测距仪公用一个望远镜，成为一 个整体。
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第二节 视距测量
视距测量是利用望远镜内的视距装置配合视距尺，根据几 何光学和三角测量原理，同时测定距离和高差的方法。最简单 的视距装置是测量仪器(如经纬仪、水准仪)的望远镜十字丝分 划板上刻制上、下对称的两条短线，称视距丝。如图。视距测 量中的视距尺可用普通水准尺，也可用专用视距尺。 视距测量精度一般为1/200 ～ 1/300 ， 精 密 视 距测 量 可 达 1/2000。由于视距测量用一台 经纬仪即可同时完成两点间平 距和高差的测量，操作简便， 所以当地形起伏较大时，常用 于碎部测量和图根的加密。
长期不用仪器时应该定期充电。
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3．成果计算
根据尺长改正、温度改正和倾斜改正，计算尺段改正后的水平距离。 l ld l 尺长改正： l0 温度改正： 倾斜改正：
lt (t t0 )l
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第二节 视距测量
视距测量是利用望远镜内的视距装置配合视距尺，根据几 何光学和三角测量原理，同时测定距离和高差的方法。最简单 的视距装置是测量仪器(如经纬仪、水准仪)的望远镜十字丝分 划板上刻制上、下对称的两条短线，称视距丝。如图。视距测 量中的视距尺可用普通水准尺，也可用专用视距尺。 视距测量精度一般为1/200 ～ 1/300 ， 精 密 视 距测 量 可 达 1/2000。由于视距测量用一台 经纬仪即可同时完成两点间平 距和高差的测量，操作简便， 所以当地形起伏较大时，常用 于碎部测量和图根的加密。
长期不用仪器时应该定期充电。
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3．成果计算
根据尺长改正、温度改正和倾斜改正，计算尺段改正后的水平距离。 l ld l 尺长改正： l0 温度改正： 倾斜改正：
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工程测量ppt第四章 距离测量
29.952
A-1源自文库
2
0.055 29.943 3
0.047
5 距离测量误差
钢尺量距的误差 (1) 定线误差 (2) 尺长误差 (3) 温度误差 (4) 拉力误差 (5) 钢尺不水平误差 (6) 钢尺对点及读数误差
(1) 定线误差 丈量距离时若偏离直线方向，则成一折 线，使所量距离有所增长，这与钢尺不水平 的误差相似。当用标杆目测定线，应使各整 尺段偏离直线方向小于0.3m，在精密测量中 应用经纬仪定线
打木桩、划线
4 钢尺量距的精密方法
②量距——用检定过的钢尺丈量相邻两木桩之间的距 离。每尺段要移动钢尺位置丈量三次，三次测得的结果的 较差视不同要求而定，一般不得超过2～3mm，否则要重量 。若在限差以内，则取平均值。作为此尺段的观测成果。 标准拉力(30m尺子，100N)。测记温度，估读到0.5℃。 ③测量桩顶高程——往返观测，往返所测高差之差， 不超过±10mm,如在限差之内，取平均值作为观测成果。
思考题
• 某钢尺名义长度为30m，经检定实长为 30.005m，检定时温度t0＝10℃，使用拉力 P＝100N，用该尺丈量某距离为312.450m， 丈量时温度为t＝30℃，P＝100N，两端高 差0.83m，求水平距离。
视距测量
视距测量是利用望远镜内的视距装置配合视距尺，根据几何光 学和三角测量原理，同时测定距离和高差的方法。最简单的视距装 置是测量仪器(如经纬仪、水准仪)的望远镜十字丝分划板上刻制上 、下对称的两条短线，称视距丝。视距测量中的视距尺可用普通水 准尺，也可用专用视距尺。
第四章距离测量..
➢自动数字测相
随着集成电路和数字技术的发展，为测距仪向自动化和数字化方 向发展提供了条件。目前许多中、短程测距仪几乎都采用自动数字 测相技术以及距离的数字显示。
控制LO测GO量
二、相位式光电测距仪的基本原理
2、基本公式
❖ 测定A、B两点的距离D，将相位式光电测距仪整置 于A点（称测站），反射器整置于另一点B（称镜 站）。测距仪发射出连续的调制光波，调制波通过 测线到达反射器，经反射后被仪器接收器接收（如 图4-2（b））。调制波在经过往返距离2D后，相位 延迟了 。我们将两点之间调制光的往程和返程展开 在一直线上，用波形示意图将发射波与接收波的相 位差表示出来，
精度
1cm 10cm
1m
10m 100m
控制LO测GO量
可以采用一组测尺共同测距，以短测尺（精 测尺）保证精度，长测尺（粗测尺）保证测 程，从而也解决了“多值性”的问题。 根据仪器的测程与精度要求，即可选定测尺 数目和测尺精度。
控制LO测GO量
❖ 当待测距离较长时，为了既保证必需的测距精度， 又满足测程的要求。在考虑到仪器的测相精度为千 分之一情况下，我们可以在测距仪中设置几把不同 的测尺频率，即相当于设置了几把长度不同、最小 分划值也不相同的“尺子”，用它们同测某段距离， 然后将各自所测的结果组合起来，就可得到单一的、 精确的距离值。
❖ 当采用电磁波测距时，相邻点之间视线应避开烟囱、 散热塔、散热池等发热体及强电磁场；
随着集成电路和数字技术的发展，为测距仪向自动化和数字化方 向发展提供了条件。目前许多中、短程测距仪几乎都采用自动数字 测相技术以及距离的数字显示。
控制LO测GO量
二、相位式光电测距仪的基本原理
2、基本公式
❖ 测定A、B两点的距离D，将相位式光电测距仪整置 于A点（称测站），反射器整置于另一点B（称镜 站）。测距仪发射出连续的调制光波，调制波通过 测线到达反射器，经反射后被仪器接收器接收（如 图4-2（b））。调制波在经过往返距离2D后，相位 延迟了 。我们将两点之间调制光的往程和返程展开 在一直线上，用波形示意图将发射波与接收波的相 位差表示出来，
精度
1cm 10cm
1m
10m 100m
控制LO测GO量
可以采用一组测尺共同测距，以短测尺（精 测尺）保证精度，长测尺（粗测尺）保证测 程，从而也解决了“多值性”的问题。 根据仪器的测程与精度要求，即可选定测尺 数目和测尺精度。
控制LO测GO量
❖ 当待测距离较长时，为了既保证必需的测距精度， 又满足测程的要求。在考虑到仪器的测相精度为千 分之一情况下，我们可以在测距仪中设置几把不同 的测尺频率，即相当于设置了几把长度不同、最小 分划值也不相同的“尺子”，用它们同测某段距离， 然后将各自所测的结果组合起来，就可得到单一的、 精确的距离值。
❖ 当采用电磁波测距时，相邻点之间视线应避开烟囱、 散热塔、散热池等发热体及强电磁场；
第四章 距离测量
距离测量
视距测量的误差分析
目 录
3) 竖直角观测误差 对水平距离的影响较小，主要影响高差 d dh Kl cos 2
Kl=100m，dα= 1′， α=5°，dh=0.03m。
大气折光的影响 近地面大气折光使视线产生弯曲
4)
日光照射下，大气湍流会使成像晃动
风力使标尺摇动，使视距测量产生误差。 视距测量时，不要使视线太贴近地面
距离测量
瑞典AGA公司生产的AGA-8激光测距仪
用5mw氦氖气体激光器 白天测40km，夜间可测 60km 精度：5mm+1ppm
距离测量
日本拓普康测距仪
来自百度文库
距离测量
世界最高精度的激光测距仪-Kern ME5000
瑞士克恩
距离测量
距离测量
德国喜利得(HILTI)手持激光测距仪PD30 用于建筑施工与房产测量中的距离、面积、 体积测量。
距离测量
1.视距公式： l m n （尺间隔）
DAB 100l
2.高差公式： h i v
HB HA h H A i v
读数要求：上下丝读数n、m读至毫米，中丝 读至厘米，仪器高 i 量至厘米。
距离测量
n'
n’为水准尺与视线 垂直时的尺间隔
1.视距公式：
建筑工程测量(第四章)距离测量与直线定线
三个方向间的关系：
《建筑工程测量》CAI课件
1．真子午线方向 2．磁子午线方向
地球两极 地磁两极
3．坐标纵轴方向(轴子午线方向)
+δ
子午线收敛角 –γ
中央子午线上， 中央子午线上，真子午线与轴 子午线重合，其他地区不重合， 子午线重合，其他地区不重合， 两者的夹角即为γ 两者的夹角即为γ
磁偏角
地面上同一点的真、磁子午线方 地面上同一点的真、 向不重合，其夹角称为磁偏角。 向不重合，其夹角称为磁偏角。
注：测距误差及标称精度
测距仪测距误差可表示为： 测距仪测距误差可表示为：
m = A + ( B ⋅ D) 简写为 : m D = ± ( A + B ⋅ D)
2 D 2 2
式中， 固定误差； 比例误差系数。 式中，A——固定误差；B——比例误差系数。 固定误差 比例误差系数 mm， 如：某测距仪出厂时的标称精度：±（5＋5×10-6D）mm，简称 某测距仪出厂时的标称精度： “5+5” 5+5
《建筑工程测量》CAI课件
§4.5 直线定向
确定直线与标准方向之间的关系，称为直线定向。 标 准 一、标准方向 方 B 向 1． 真子午线方向
通过地球表面某点的 真子午 线的切线方向，称为该点的 真子午线方向， 真子午线方向是用天文测量方法 或用陀螺经纬仪测定的。 A
测量学第四章 距离测量
平量法
斜量法
在困难地区钢尺量距相对误差不应大于1/1000
三、成果记录与整理
3000
平地 山地
三、钢尺量距精密方法（1/10000）
1、经纬仪定线
将经纬仪安置于A点，瞄准B点，然后在AB的视 线上用钢尺量距，依次定出比钢尺一整尺略短的尺 段端点1，2，…。在各尺段端点打入木桩，桩顶高 出地面5cm～10cm，在每个桩顶刻划十字线，其中 一条在AB方向上，另一条垂直AB方向，以其交点作 为钢尺读数的依据。
§4-2 直线定向（orient）
确定直线与基本方向线之间的水平角度称为直线
定向。
真子午线方向
基 本 方 向
磁子午线方向 坐标纵轴方向
一、基本方向线的分类
1、真子午线方向（true meridian ） 通过地球表面某点的真子午线的切 线方向，称为该点的真子午线方向。 真子午线方向是用天文测量方 法或用陀螺经纬仪测定的。 子午线收敛角(mapping angle)γ ：地 面上两点真子午线间的夹角γ。(东偏 为正，西偏为负） 其大小与两点所在的纬度及东西方向 的距离有关。γ=l·tgφ·ρ/R
21 12 180
1
x x
2
x α12
α21
直线2-1：
12 21 180
o
y
所以一条直线的正、反坐标方位角互差180º
第四章距离测量与直线定向
电磁波测距基本原理
发射波
测距仪
接收波
反射器
通过直接或间接地测定电磁波在被测距离上
往返传播的时间，同时求定电磁波在大气中传播
的速度，即可按
D
1 2
v
t2D
求得距离。
10/25/2019 4:56 PM
脉冲法测距
10/25/2019 4:56 PM
D 1 ct 2
2） 相位式光电测距仪
1）视线水平时的视距测量公式
10/25/2019 4:56 PM
2） 视线倾斜时视距测量公式
l ′ = l cos α
D = D′ cosα h+v=h’+ i h’=D.TANα ① 平距公式 Ｄ＝k l cos2α 10/2②5/201高9 4差:56 公PM 式 ｈ＝1/2 kl sin(2α)+i-v
10/25/2019 4:56 PM
光电测距仪（EDM）分类
载波 微波 光电 激光 红外 脉冲 相位
测 程 长中 短 载波数 单双三 发射目标 漫反射 合作目标 有源反射器 精度指标 Ⅰ级 Ⅱ级
10/25/2019 4:56 PM
4.3.2光电测距的基本原理
通过测定电磁波（无线电波或光波）在 测线两端点间往返传播的时间t，并按下 列公式计算出距离
4 距离测量与直线定向
第4章-距离测量
61 23
（二）反射器
反射器为测距仪的配套部件。反射 器分为全反射棱镜和反射片两种， 前者经常用于控制测量中长距离的 精密测距；后者用于近距离的测距， 例如地形测量和工程测量。 全反射棱镜（简称反射棱镜或反光 镜）是用光学玻璃磨制成的四面体， 如同正立方体上切下的一个角锥体， 能使入射光从原光路返回发射源。
61
6
三、 距离丈量
(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。
B
前尺手(乙)
A
后尺手(甲)
AB的平距：DAB = n × 尺段长 + 余长
61
D nl0 l
7
一般量距相对精度： 往测距离－返测距离
距离概值
1 < 3000
（二）倾斜地面丈量方法
沿倾斜地面AB量得的为斜距 S，设两点间高差 为h,则用下式将其归算为平距 D：
k 1.8 Dk D' 234.943 0.0141m l0 30
2 h Dh D' D'2 h 2 0.0137 m 2 D' 改正后长度:
Dt D' t t0 234.943 0.36 30 (32.4 20) 0.0350m
61 14
三角高程测量的计算数例
表4-5 光电测距的平距和高差计算(单位：m) 测距边 A B B C 测 站 A B B C 目 标 B A C B 斜距S 303.393 303.400 491.360 491.333 垂直角α +11°32′49″-11°33′06″ +6°41′48″ -6°42′04″ D=S﹒cosα 297.253 297.255 488.008 487.976 平均平距 297.254m 487.992m V=S﹒sinα +60.730 -60.756 +57.299 -57.334 仪器高i 1.440 1.491 1.491 1.502 -目标高l -1.502 -1.400 -1.522 -1.441 两差改正f 0.006 0.006 0.016 0.016 h=V+i－l+f +60.674 -60.659 +57.284 -57.257 平均高差 +60.666m +57.270m
（二）反射器
反射器为测距仪的配套部件。反射 器分为全反射棱镜和反射片两种， 前者经常用于控制测量中长距离的 精密测距；后者用于近距离的测距， 例如地形测量和工程测量。 全反射棱镜（简称反射棱镜或反光 镜）是用光学玻璃磨制成的四面体， 如同正立方体上切下的一个角锥体， 能使入射光从原光路返回发射源。
61
6
三、 距离丈量
(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。
B
前尺手(乙)
A
后尺手(甲)
AB的平距：DAB = n × 尺段长 + 余长
61
D nl0 l
7
一般量距相对精度： 往测距离－返测距离
距离概值
1 < 3000
（二）倾斜地面丈量方法
沿倾斜地面AB量得的为斜距 S，设两点间高差 为h,则用下式将其归算为平距 D：
k 1.8 Dk D' 234.943 0.0141m l0 30
2 h Dh D' D'2 h 2 0.0137 m 2 D' 改正后长度:
Dt D' t t0 234.943 0.36 30 (32.4 20) 0.0350m
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三角高程测量的计算数例
表4-5 光电测距的平距和高差计算(单位：m) 测距边 A B B C 测 站 A B B C 目 标 B A C B 斜距S 303.393 303.400 491.360 491.333 垂直角α +11°32′49″-11°33′06″ +6°41′48″ -6°42′04″ D=S﹒cosα 297.253 297.255 488.008 487.976 平均平距 297.254m 487.992m V=S﹒sinα +60.730 -60.756 +57.299 -57.334 仪器高i 1.440 1.491 1.491 1.502 -目标高l -1.502 -1.400 -1.522 -1.441 两差改正f 0.006 0.006 0.016 0.016 h=V+i－l+f +60.674 -60.659 +57.284 -57.257 平均高差 +60.666m +57.270m
第四章 距离测量 PPT
随之进行返测。
15
4.1 钢尺量距
（三）钢尺精密量距 3、测定尺段高差
为了将斜距转化为水平距离，需用水准测量方法测出 相邻桩顶的高差。一般在量距前、后单独进行，往返 观测一次，作为检核。相邻桩顶的往、返测高差之差， 一般不得超过10mm，如在限差内，取平均值作为最 后结果。
16
4.1 钢尺量距
（三）钢尺精密量距 4、钢尺量距成果整理
K
1 D 平均 D往 D返
• 平坦地区钢尺量距相对误差不应大于1/3000， 如在限差内取往返测的平均值作为最终结果。
8
例1 用30m长的钢尺往返丈量A、B两点间的水平距离，
丈量结果分别为：往测4个整尺段，余长为9.98m；返
测4个整尺段，余长为10.02m。计算A、B两点间的水 平距离DAB及其相对误差K。
K D A B D BA 1.2 9m 9 8 1.3 0m 0 20 .0m 41
D av
源自文库
1.3 0m 0 1.3 0m 032
9
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交
10
武汉科技大学城建学院
4.1 钢尺量距
❖ 倾斜地面的量距
当地面坡度较大，不可能将整根钢尺拉平丈量时，
则可将直线分成若干小段进行丈量。每段的长度视坡
钢尺由于材料原因、刻划误差、长期使用的变形以 及丈量时温度和拉力不同的影响，其实际长度往往不等 于尺上所标注的长度即名义长度，因此，量距前应对钢 尺进行检定。
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4.1 钢尺量距
（三）钢尺精密量距 3、测定尺段高差
为了将斜距转化为水平距离，需用水准测量方法测出 相邻桩顶的高差。一般在量距前、后单独进行，往返 观测一次，作为检核。相邻桩顶的往、返测高差之差， 一般不得超过10mm，如在限差内，取平均值作为最 后结果。
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4.1 钢尺量距
（三）钢尺精密量距 4、钢尺量距成果整理
K
1 D 平均 D往 D返
• 平坦地区钢尺量距相对误差不应大于1/3000， 如在限差内取往返测的平均值作为最终结果。
8
例1 用30m长的钢尺往返丈量A、B两点间的水平距离，
丈量结果分别为：往测4个整尺段，余长为9.98m；返
测4个整尺段，余长为10.02m。计算A、B两点间的水 平距离DAB及其相对误差K。
K D A B D BA 1.2 9m 9 8 1.3 0m 0 20 .0m 41
D av
源自文库
1.3 0m 0 1.3 0m 032
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大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交
10
武汉科技大学城建学院
4.1 钢尺量距
❖ 倾斜地面的量距
当地面坡度较大，不可能将整根钢尺拉平丈量时，
则可将直线分成若干小段进行丈量。每段的长度视坡
钢尺由于材料原因、刻划误差、长期使用的变形以 及丈量时温度和拉力不同的影响，其实际长度往往不等 于尺上所标注的长度即名义长度，因此，量距前应对钢 尺进行检定。
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➢调制器
采用砷化镓（GaAs）二极管发射红外光的红外测距仪，发射光 强直接由注入电流调制，发射一种红外调制光，称为直接调制，故 不再需要专门的调制器。但是采用氦氖激光等作光源的相位式测距 仪，必须采用一种调制器，其作用是将测距信号载在光波上，使发 射光的振幅随测距信号电压而变化，成为一种调制光。
➢棱镜反射器
❖ 根据相位 和时间 t2D 的关系式 wt2D，其中w 为角频率，
则
t2D
wk.baidu.com/w
1
2f
(N 2
)
二、相位式光电测距仪的基本原理
D c (N / 2 ) u(N N )
2f
U c / 2 f / 2 ——测尺长度；
N ——整周数； N / 2 ——不足一周的尾数。
相位式 光电测 距的基 本公式
相位式测距仪：测定仪器发射的测距信号往返于被测距离的 滞后相位来间接推算信号的传播时间，从而求得所测距离的 一类测距仪。
控制LO测GO量
一、电磁波测距仪的分类
思考：取v=3*108m/s,f=15MHZ，当要求测距 误差小于1cm时，脉冲法测距的计时精度、相 位法测距时的测定相位角的精度应达到多少？
控制LO测GO量
二、相位式光电测距仪的基本原理
图4-1
控制LO测GO量
❖ 设调制波的调制频率为f，它的周期 T 1/ f，相应的调制波 长 cT c / f 。由上图可知，调制波往返于测线传播过程 所产生的总相位变化 中，包括N个整周变化 N 2 和不足 一周的相位尾数 ，即
N 2
控制测量学
控制LO测GO量
电磁波测距仪
控制LO测GO量
了解测距仪工作原理及 其分类；
掌握距离测量的精度要 求。
主要内容
一、测距仪的分类 二、相位式测距仪的基本原理 三、测距仪测距的规范要求及注意事项 四、测距成果的归算
控制LO测GO量
一、电磁波测距仪的分类
电磁波测距仪是利用电磁波作为载波和调制波进行长 度测量的一门技术。其出发公式是
➢自动数字测相
随着集成电路和数字技术的发展，为测距仪向自动化和数字化方 向发展提供了条件。目前许多中、短程测距仪几乎都采用自动数字 测相技术以及距离的数字显示。
控制LO测GO量
二、相位式光电测距仪的基本原理
2、基本公式
❖ 测定A、B两点的距离D，将相位式光电测距仪整置 于A点（称测站），反射器整置于另一点B（称镜 站）。测距仪发射出连续的调制光波，调制波通过 测线到达反射器，经反射后被仪器接收器接收（如 图4-2（b））。调制波在经过往返距离2D后，相位 延迟了 。我们将两点之间调制光的往程和返程展开 在一直线上，用波形示意图将发射波与接收波的相 位差表示出来，
控制LO测GO量
D c (N / 2 ) (N N )
2f
2
c, f , 为已知值, , N 为测定值。
❖这种测距方法同钢尺量距相类似，用一把长度为 / 2
的“尺子”来丈量距离，式中N为整尺段数，而N
控制LO测GO量
一、电磁波测距仪的分类
2、按测程，测距仪分为
短程光电测距仪 中程光电测距仪 远程激光测距仪
控制LO测GO量
一、电磁波测距仪的分类
❖ 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。
4、按载波数，测距仪分为 单载波 双载波 三载波
5、按反射目标，测距仪分为
漫反射目标 合作目标 有源反射器
控制LO测GO量
一、电磁波测距仪的分类
还可按测距仪精度指标分，我国现行城市测量规范将 测距仪划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级，即： Ⅰ级：mD≤5mm，Ⅱ级： 5mm ＜mD≤10mm， Ⅲ级： 10mm ＜ mD≤20mm
控制LO测GO量
二、相位式光电测距仪的基本原理
1、基本原理 2、基本公式 3、N值的确定
控制LO测GO量
二、相位式光电测距仪的基本原理 1、基本原理
控制LO测GO量
相位式光电测距仪各主要部件的工作原理简介
➢光源
相位式测距仪的光源，主要有砷化镓（GaAs）二极管和氦-氖 （He-Ne）气体激光器。前者一般用于短程测距仪中，后者用于中 远程测距仪中。
➢差频测相
目前相位式测距仪都采用差频测相，即就是使高频测距信号和高 频基准信号在进入比相前均与本振高频信号进行差频，成为测距和 基准低频信号。在比相时，由于低频信号的频率大幅度降低（如精 测尺频率为15MHz，混频后低频为4kHz时，降低了3750倍）， 周期相应扩大，即表象时间得到放大，这就大大地提高了测相精度。
❖ 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。
❖ 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），能满足国家一、二等控制 网的边长测量。
控制LO测GO量
一、电磁波测距仪的分类
3、按载波源，测距仪分为 光波 微波
mD=A+BD A：固定误差，单位mm。主要由仪器加常数的测定误差、对 中误差、测相误差引起。与测量距离无关。全站仪的固定误差 一般为1-5mm。 BD：比例误差。主要由仪器频率误差、大气折射误差引起。 其中B的单位“ppm”，全站仪该值由生产厂家提供，用来表 征比例误差中比例的大小，是个固定值，一般在1-5ppm之间； D的单位是km，由用户实际测量的距离值确定。
D=（1/2)vt
c 式中 电磁波在大气中的传播速度
t 电磁波在测线上的往返 传播时间 图4-1
D 待测距离
控制LO测GO量
一、电磁波测距仪的分类
1、按测定t的方法，测距仪分为
脉冲式测距仪 相位式测距仪
脉冲式测距仪：直接测定仪器发出的脉冲信号往返于被测距离 的传播时间，进而求得距离值的一类测距仪。
在使用光电测距仪进行精密测距时，必须在测线的另一端安置 一个反射器，使发射的调制光经它反射后，被仪器接收器接收。
控制LO测GO量
➢光电转换器件
在光电测距仪中，接收器的信号为光信号。为了将此信号送到相 位器进行相位比较，必须把光信号变为电信号，对此要采用光电转 换器件来完成这项工作。用于测距仪的光电转换器件通常有光电二 极管，雪崩光电二极管和光电倍增管。
采用砷化镓（GaAs）二极管发射红外光的红外测距仪，发射光 强直接由注入电流调制，发射一种红外调制光，称为直接调制，故 不再需要专门的调制器。但是采用氦氖激光等作光源的相位式测距 仪，必须采用一种调制器，其作用是将测距信号载在光波上，使发 射光的振幅随测距信号电压而变化，成为一种调制光。
➢棱镜反射器
❖ 根据相位 和时间 t2D 的关系式 wt2D，其中w 为角频率，
则
t2D
wk.baidu.com/w
1
2f
(N 2
)
二、相位式光电测距仪的基本原理
D c (N / 2 ) u(N N )
2f
U c / 2 f / 2 ——测尺长度；
N ——整周数； N / 2 ——不足一周的尾数。
相位式 光电测 距的基 本公式
相位式测距仪：测定仪器发射的测距信号往返于被测距离的 滞后相位来间接推算信号的传播时间，从而求得所测距离的 一类测距仪。
控制LO测GO量
一、电磁波测距仪的分类
思考：取v=3*108m/s,f=15MHZ，当要求测距 误差小于1cm时，脉冲法测距的计时精度、相 位法测距时的测定相位角的精度应达到多少？
控制LO测GO量
二、相位式光电测距仪的基本原理
图4-1
控制LO测GO量
❖ 设调制波的调制频率为f，它的周期 T 1/ f，相应的调制波 长 cT c / f 。由上图可知，调制波往返于测线传播过程 所产生的总相位变化 中，包括N个整周变化 N 2 和不足 一周的相位尾数 ，即
N 2
控制测量学
控制LO测GO量
电磁波测距仪
控制LO测GO量
了解测距仪工作原理及 其分类；
掌握距离测量的精度要 求。
主要内容
一、测距仪的分类 二、相位式测距仪的基本原理 三、测距仪测距的规范要求及注意事项 四、测距成果的归算
控制LO测GO量
一、电磁波测距仪的分类
电磁波测距仪是利用电磁波作为载波和调制波进行长 度测量的一门技术。其出发公式是
➢自动数字测相
随着集成电路和数字技术的发展，为测距仪向自动化和数字化方 向发展提供了条件。目前许多中、短程测距仪几乎都采用自动数字 测相技术以及距离的数字显示。
控制LO测GO量
二、相位式光电测距仪的基本原理
2、基本公式
❖ 测定A、B两点的距离D，将相位式光电测距仪整置 于A点（称测站），反射器整置于另一点B（称镜 站）。测距仪发射出连续的调制光波，调制波通过 测线到达反射器，经反射后被仪器接收器接收（如 图4-2（b））。调制波在经过往返距离2D后，相位 延迟了 。我们将两点之间调制光的往程和返程展开 在一直线上，用波形示意图将发射波与接收波的相 位差表示出来，
控制LO测GO量
D c (N / 2 ) (N N )
2f
2
c, f , 为已知值, , N 为测定值。
❖这种测距方法同钢尺量距相类似，用一把长度为 / 2
的“尺子”来丈量距离，式中N为整尺段数，而N
控制LO测GO量
一、电磁波测距仪的分类
2、按测程，测距仪分为
短程光电测距仪 中程光电测距仪 远程激光测距仪
控制LO测GO量
一、电磁波测距仪的分类
❖ 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。
4、按载波数，测距仪分为 单载波 双载波 三载波
5、按反射目标，测距仪分为
漫反射目标 合作目标 有源反射器
控制LO测GO量
一、电磁波测距仪的分类
还可按测距仪精度指标分，我国现行城市测量规范将 测距仪划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级，即： Ⅰ级：mD≤5mm，Ⅱ级： 5mm ＜mD≤10mm， Ⅲ级： 10mm ＜ mD≤20mm
控制LO测GO量
二、相位式光电测距仪的基本原理
1、基本原理 2、基本公式 3、N值的确定
控制LO测GO量
二、相位式光电测距仪的基本原理 1、基本原理
控制LO测GO量
相位式光电测距仪各主要部件的工作原理简介
➢光源
相位式测距仪的光源，主要有砷化镓（GaAs）二极管和氦-氖 （He-Ne）气体激光器。前者一般用于短程测距仪中，后者用于中 远程测距仪中。
➢差频测相
目前相位式测距仪都采用差频测相，即就是使高频测距信号和高 频基准信号在进入比相前均与本振高频信号进行差频，成为测距和 基准低频信号。在比相时，由于低频信号的频率大幅度降低（如精 测尺频率为15MHz，混频后低频为4kHz时，降低了3750倍）， 周期相应扩大，即表象时间得到放大，这就大大地提高了测相精度。
❖ 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。
❖ 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），能满足国家一、二等控制 网的边长测量。
控制LO测GO量
一、电磁波测距仪的分类
3、按载波源，测距仪分为 光波 微波
mD=A+BD A：固定误差，单位mm。主要由仪器加常数的测定误差、对 中误差、测相误差引起。与测量距离无关。全站仪的固定误差 一般为1-5mm。 BD：比例误差。主要由仪器频率误差、大气折射误差引起。 其中B的单位“ppm”，全站仪该值由生产厂家提供，用来表 征比例误差中比例的大小，是个固定值，一般在1-5ppm之间； D的单位是km，由用户实际测量的距离值确定。
D=（1/2)vt
c 式中 电磁波在大气中的传播速度
t 电磁波在测线上的往返 传播时间 图4-1
D 待测距离
控制LO测GO量
一、电磁波测距仪的分类
1、按测定t的方法，测距仪分为
脉冲式测距仪 相位式测距仪
脉冲式测距仪：直接测定仪器发出的脉冲信号往返于被测距离 的传播时间，进而求得距离值的一类测距仪。
在使用光电测距仪进行精密测距时，必须在测线的另一端安置 一个反射器，使发射的调制光经它反射后，被仪器接收器接收。
控制LO测GO量
➢光电转换器件
在光电测距仪中，接收器的信号为光信号。为了将此信号送到相 位器进行相位比较，必须把光信号变为电信号，对此要采用光电转 换器件来完成这项工作。用于测距仪的光电转换器件通常有光电二 极管，雪崩光电二极管和光电倍增管。