全站仪的测量原理优秀课件

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三、电子测角中的轴系补偿与改正
轴系补偿与改正开关的不同设置对测角的影响
补偿 改正
垂直角
水平角
基准线
on
on
V+i+L
Hz+C+k+T
铅垂线
on
off
V+i+L
Hz
铅垂线
off
on
V+i
Hz+C+k
垂直轴
off
off
V+i
Hz
垂直轴
i — 垂直度盘指标差， L — 补偿器零点指标差， C — 视准差 k — 水平轴倾斜对水平角的影响，T — 垂直轴倾斜对水平角的影响
光栅度盘 增量式 不保留 积累 简单
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三、电子测角中的轴系补偿与改正
新型液态双轴自动补偿系统
补偿：（1） 垂直轴倾斜对垂直度盘读数的影响 （2） 垂直轴倾斜对水平度盘读数的影响
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三、电子测角中的轴系补偿与改正
轴系改正： （1） 视准轴误差（C）的改正 （2） 垂直度盘指标差（I）的改正
（3） 水平轴倾斜误差（i）的改正
全站仪的测量原理
§2.1 全站仪的测角原理
普通光学经纬仪难以满足测角自动显示、自动记录 和自动传输数据的要求。 •世界上第一台电子经纬仪(electronic theodolite)于 1968年研制成功，80年代初生产出商品化的电子经 纬仪。 • 采用光电扫描度盘，利用光电转换原理和微处理器 将角度方向值变为电信号，从而完成自动化测角的 全过程，实现角度测量的自动显示、自动记录和自 动传输数据。
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四、自动目标识别与照准
自动目标识别的类型： 1）配合式目标识别； 2）自主式目标识别。
徕卡ATR自动目标照准： 1）搜索过程； 2）目标照准过程； 3）测量过程。
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2.2 全站仪的测距原理
电磁波测距是用电磁波（光波或微波）作为载波 传输测距信号以测量两点间距离的一种方法。
根据载波的不同可分为： 1、光电测距 （可见光、红外光、激光） 2、微波测距 （无线电波、微波）
可分为： 脉冲式（直接测定时间）
相位式（间接测定时间）
1、脉冲式
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。
t2D
qT0
q f0
f ：脉冲的振荡频率 0
q：计数器计得的时钟
脉冲个数
计数器只能记忆整数个时钟脉冲，不 足一周期的时间被丢掉了。测距精度较 低，一般在“米”级，最好的达“分米”级。
3、全站仪的等级
国家计量检定规程（JJG100－94）将全站仪准 确度等级分划为四个等级。
4、距离计算： 1）仪器常数改正（测距仪的乘常数R和加常数K）
加常数K=L– L´（mm） 乘常数R的单位是mm/km
对于观测值为L´的距离，其常数改正值为：
LkKRL
2）气象改正
某测距仪的气象改正公式为：
脉冲测距原理图
2、相位式
相位式光电测距仪是将发射光强调制成 正弦波的形式，通过测量正弦光波在待测距 离上往、返传播的相位移来解算时间。
将返程的正弦波以棱镜站为中心对称 展开后的图形：
2N
由于 2 f t2D
，所以
t
2N 2f
则：D2cf (N 2 )＝ 2 （ N ＋ N ）
式中
N＝
2
，
0N1
Lt
27.9 86 0.387P2L
10.0036t61
式中：ΔLt——气象改正值，单位为mm； P——测站气压，单位为mmHg， 1 mmHg=133.322Pa； t——测站温度，单位为°C； L——距离，单位为km 。
3） 倾斜改正
DLcos
L——经过常数改正和气象改正后的斜距； α——经纬仪测定的测线竖直角。
动态扫描的绝对式测角系统。
全站 仪的 测角 原理
静态度盘测角 动态度盘测角
编码度盘测角 光栅度盘测角
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一、编码度盘测角原理
扇Hale Waihona Puke 型码盘条码型码盘5
光栅度盘测角系统测角原理 w d
二、编码度盘与光栅度盘测角特点比较
比较项目 测角方式 关机后角度信息 误差与躁声 制造工艺
编码度盘 绝对式 保留 不积累 复杂
总述
• 电子经纬仪与光学经纬仪外形结构相似，但其测角 读数系统采用的是光电扫描度盘和自动显示系统。 根据光电扫描度盘获取电信号的原理不同，电子经 纬仪电子测角系统也不同，主要有以下三种： 1.编码度盘测角系统——即采用编码度盘及编码测微 器的绝对式测角系统； 2.光栅度盘测角系统——即采用光栅度盘及莫尔干涉条 纹技术的增量式测角系统； 3.动态测角系统——即采用计时测角度盘并实现光电
2、测距仪的精度：m D (a b 1 6 0 D )
式中：mD — 测距中误差，单位为mm； a — 固定误差，单位为mm； b — 比例误差； D — 以km为单位的距离。
某短程红外测距仪的精度为 m D (5 m 5 m 1 6 0 D )
当距离D为0.6km时，测距精度是mD=±8mm。 ( 106通常写作ppm)
电磁波测距的优点： 1、测程远、精度高。 2、受地形限制少。 3、作业快、工作强度低等优点。
公路工程测量中应用较多的是中短程红外 光电测距仪。
一）测距原理
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：
D
1 2
ct2D
式中：c — 光波在空气中的传播速度
二）测距方法 光电测距仪按照t2D的不同测量方式，
取 C3108m，则不同的调制频率ƒ对应的 测尺长见下表：
调制频率ƒ
测尺长 2
15MHZ 7.5MHZ 1.5MHZ 150KHZ 75KHZ
10m
20m 100m 1km
2km
调制频率越大，测尺长度越短。
相位式测距仪的基本工作原理图：
1、由发射系统发射一个调制光波，同时至检相器；
2、调制光波在待测距离上传播，反射镜反射后，经接
收系统进入检相器；
3、检相器将发射信号与接收信号进行相位比较，测出
相位差 ；
4、每微改处变理频器率计f算后显的示调结制果光。波，测出一个
，组合后经
三）测程及测距仪的精度：
1、测程：测距仪一次所能测的最远距离。
短程测距仪 — 测程小于5km； 中程测距仪 — 测程在5km-30km； 远程测距仪 — 测程在30km以上。