测量学上课教案资料

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r n 106 dn dN
dH dH
kR r
4.9 测距成果归算
4.9.1 概述
改正计算分为三类：（1）仪器系统误差改正；（2）大气折 射率变化所引起的改正；（3）归算改正。
仪器系统误差改正包括加常数、乘常数改正和周期误差改正。
归算改正主要有倾斜改正、归算到参考椭球面上的改正、投 影到高斯平面上的改正。
测尺频率 15MHZ 1. 5MHZ 150kHZ 15kHZ 1. 5kHZ
测尺长度
10m
100m
1km
10km 100km
精度
1cm
10cm
1m
10m
10来自百度文库m
为解决扩大测程与提高精度的矛盾，可以采 用一组测尺共同观测，以短测尺（又称精测尺）保 证精度，用长测尺（粗测尺）保证测程。
设仪器中采用两把测尺配合测距，其中精测
为
1
1
1
mD 2 Cmt2D 2 CT0 2 f0 C
由上式可知，时钟脉冲的频率越大，
测距误差就越小。
4 .脉冲法测距对光脉冲的要求
（1）具有足够的强度； （2）具有良好的方向性； （3）具有良好的单色性； （4）具有很窄的脉冲宽度。
三、相位法光电测距
1 .原理 相位式光电测距仪是将发射光波调制成
正弦波，通过测量正弦波在待测距离上往返 传播的相位来解算距离。
工作原理图
载波源
调制器
反
显示器
混频器 Ⅱ
比相 器
混频器 Ⅰ
高频电波 射
接受器 器
e1 em sin t
e2 em sin(t t2D )
t2D
t2D
D 1C 1C C 2 2 2f 4f
2N
D C (2N ) C (N ) (N N )
第4章 电磁波测距仪及其距离测量
一、光电测距的基本原理
电磁波测距（简称ＥＤＭ）是用电磁波作为载体传输测距信号 来测定两点间距离的一种方法。
如图所示光电测距通过测量光波在待测距离D上往返传播
一次所需的时间 t2D 来计算待测距离。
对于一台测距仪来说，波长为常数，影响光速的大气折射率只随 大气温度及气压而变化，这就要求在光电测距作业中，实时测 定现场的温度和气压，并对所测的距离施加气象改正。
1）周期误差的定义
2）周期误差的来源：仪器 内部串扰信号，引起附加的 相位位移。
3）消除或削弱方法：加大 测距信号；加入周期误差改 正数。
K e2 e1
tan 1
sin cos
K
1
arc tan
sin
cos
K
Vi Asin(0 i )
（2）周期误差的测定方法 1）观测 采用“平台法”，平台长
q t2D qT0 f0 T0 1/ f0
2 . 脉冲式测距仪的基本结构
电源
激光器
发射望 远镜
放大整 形
光电 元件
接收望
滤
远镜
光
片
时间测 量
显示器
3. 精度
由于电子计数器只能记忆整数个时
钟脉冲,小于一个时钟脉冲周期 T0 的时间 被计数器丢掉了,这就使计数器测得的 t2D
最大有一个时钟脉冲周期 T0 的误差,也 即 mt2D T0 。应用误差传播定律可得电 子计数器的计数误差对测距误差的影响
（1）仪器常数的定义 1）加常数 2）乘常数
（2）用六段解析法测定加常数 1）基本原理
2）加常数K的计算
（3）用比较法测定加、乘常数
4.8 电磁波在大气中的传播
4.8.1 一般概念
两个问题：（1）确定具体现实工作条件下的电磁波传播的实 际速度；（2）顾及波道弯曲。
4.8.3 电磁波的传播速度 4.8.4 电磁波的波道弯曲
法的不根同据，测光量电光测波距在仪待可测分距为离脉上冲往式返和一相次位传式播两时种间。t2D 测量方
D
1 2
Ct2D
C C0 n
n f (,t, p)
二、脉冲式光电测距 1 . 原理
脉冲式光电测距仪是将发射光波的光强调制 成一定频率的尖脉冲，通过测量发射的尖脉冲在待 测距离上往返传播的时间来计算距离。
V1 (V001 K ) Asin(0 1) (D001 D1z )
V2 (V001 K ) Asin(0 2 ) (D001 d D2z )
V40 (V001 K ) Asin(0 40 ) (D001 39d D40z )
4.7.2 仪器常数的测定
4f
2f
2 2
u
2
D u(N N )
2 . N 值的确定
由前面的公式可知，当测尺长度u 大于距离D 时，
则 N 0 ，此时可求得确定的距离值，即：
D u uN 2
因此，为了扩大单值解的测程，就必须选用较 长的测尺，即选用较低的调制频率。可以看出仪器 的测相误差对测距误差的影响随测尺长度的增大而 增大。
频率为 f1 ，相应的测尺长度为
频
u1
C 2 f1
；粗测尺的
率为 f2 ，相应的测尺长度为
同一距离，则有：
u2
C 2 f2
，若两者测
D u1(N1 N1) D u2 (N2 N2 )
K u2 f1 u1 f2
N1
N1
u2 u1
(N2
N 2
)
K
(N2
N 2
)
上式中K 为测尺放大系数
K u2 f1 u1 f2
4.9.2 速度改正
（1）第一速度改正（气象改正）
很多仪器可自动输入气象参数自动改正，有些仪器可通过传
例：一台测程为1km的相位式测距仪，设置有10m
和1000m两个测尺，用其测某段距离为：
s
2
粗
N
粗
1000 05871
587 1m
s
2
N精 精
10 06486
6
486m
其最终结果为 586 486m 。精、粗测尺结果组
合有测距仪内微处理器自动完成，并输送到显示窗显示。
4.7 光波测距仪的检验
主要项目有： （1）功能检视 （2）三轴关系正确性的检校 （3）发光管相位均匀性（照准误差）的测定 （4）幅相位误差的测定 （5）周期误差的测定 （6）加常数的测定 （7）乘常数的 测定 （8）内外部符合精度的检验 （9）适应性能的检测 （10）测程的检测
4.7.1 周期误差的测定
（1）周期误差的概念
度略大于精测尺长，每次移动 距离为精测尺长的四十分之一。
2）计算
D001 V001 D1z V1 K Asin(0 1)
D001 V001 d D2z V2 K Asin(0 2 )
D001 V001 39d D40z V40 K Asin(0 40 )