第五章 大地测量的基本技术与方法(4)PPT课件
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2
2、电磁波测距仪分类
1）．按测程分：短程（3km以下）、中程（数公里至十余公里）、 远程（几十公里）。
2）．按传播时间t的测定方法分：脉冲法测距、相位法测距。 3）．按测距仪所使用的载波源分：光源（红外光源、激光光源）、
微波。 4）．按测距精度分：Ⅰ级（mD≤5㎜）、Ⅱ级（ 5㎜<mD≤10㎜ ）、
直读数时反光。
测微轮 换像手轮
④、DJ2的读数方法 一般采用对径重合读数法——转动测微轮，使上下分划线精确重合后 读数。
DJ2经纬仪度盘最小刻划
值为20′
测微尺总的读数为10′，分
为600小格，最小刻划为1″。
读数时先调测微轮，使度盘上
下刻划对齐。
右图读数：
度盘：
59º10′
测微尺：Ⅰ 03′06. ″0
346
347
度盘读数： 166º36' 测微器读数：Ⅰ 68.9g
Ⅱ 69.0g
166º38´17."9
166
167
69
68
70
③ 、J2光学经纬仪的构造
竖直读盘 反光镜
如图与J6相比，增加了： 1、测微轮——读数时，对
径分划线影像符合。 2、换像手轮——水平读数
和竖直读数间的互换。 3、竖直读盘反光镜——竖
(3)徕卡的动态角度扫描系统及其测角原理 整个测角系统由绝对式光栅度盘及其驱动系统，与仪器基座固连在 一起的固定光栅探测器及与照准部固连在一起的活动光栅探测器等部 件组成。下图中Ls为固定光栅探测器，LR为活动光栅探测器。
一般光栅度盘上刻有1024条光栅条纹相邻两条纹角距（光栅度 盘的单位角值φ0 ）为：
第五章 大地测量的基本技术 与方法(4)
四 大地测量仪器
（一）精密角度测量仪器 1 精密光学经纬仪：DJ07，DJ1，DJ2，T3等；
（1）精密光学经纬仪的主要特点 ① 角度标准设备：双面（对径）读数 ② 目标照准设备：望远镜经消色差处理。 ③ 有强制归心机构，精密光学对中器，快速安平机构 ④ 制造材料优质。
N3精密水准仪微倾螺旋装置
a
N3水准仪测微装置
当平行玻璃板与水平视线正交时，水准标尺上读数应为a，a在两相 邻 分划148与149之间，此时测微分划上读数为5mm，而不是0。转动测 微螺旋，平行玻璃 板作前俯，使水平视线向下平移与就近的148分划 重合，这时测微分划尺上的读数为6.50 mm，而水平视线的平移量应为 6.50mm-5mm，最后读数为：
012022410.5652
n0
光栅度盘外侧对径处各装一个固定光栅探测器Ls，光栅度盘内侧 对径处各装一个活动光栅探测器LR， Ls 与LR之间的夹角即为所测角 的大小。
（四）、GPS接收机
（五）、超站仪（Smart Station）： 全站仪与GPS 接收机的结合.
（四）、精密水准测量仪器 1、微倾精密水准仪 1）、 N3精密水准仪
Ⅲ级(10㎜<mD≤20㎜) 。
3、测距误差及标称精度 测距仪测距误差可表示为：
m D 2 A 2 ( B D ) 2 简 :m 写 D ( A B 为 D )
式中，A——固定误差；B——比例误差系数。 如：某测距仪出厂时三）、全站仪（Total Station） 1、全站仪(total station)的发展
a＝148cm十(6．50mm一5mm) 即a＝148．650cm一5mm。 由上述可知，每次读数中应减去常数(初始数)5mm．但因在水准测 量中计算高差 时能自动抵消这个常数，所以在水准测量作业时，读数 、记录、计算过程中部可以不考虑。
2）、 Ni004精密水准仪
3）、国产S1型精密水准仪
2、精密水准尺（因瓦水准尺）
1）、编码度盘及其读数系统 电子测角仪器的度盘及其读数系统与光学经纬仪有本质区别为
进行自动化数字电子测角，必须用角-码光电转换系统来代替光学 经纬仪的光学读数系统。这套光电转换系统包括电子扫描度盘及相 应的电子测微读数系统。光电转换系统可以采用编码绝对式电子测 角。
将光学圆盘上刻制n（如 n=4）个码道，再将码道等分成2n （如16）个码区（则度盘分辨率为2π/2n=22.5°），然后在每个 码区将码道由里向外赋予二进制代码，每个代码表示一个方向值。
电子测角是用光传感器来识别和获取度盘位置信息的，因此度盘各码 道的码区有透光和不透光部分，如图5—16中涂黑与不涂黑部分。在上图 中，在编码度盘的一侧安置电源，如发光二极管或红外半导体二极管， 度盘的另一侧直接对着光源安置光传感器，如光电晶体
2）光栅度盘及其测角原理
仪器内安装刻有光栅的玻璃度盘（可旋转） 和与度盘严格平行的固定光栅平面，二者的光 栅相错一固定小角，如果两光栅的相对移动是 沿x方向从一条格线移到相邻的另一条格线，则 干涉条纹将在y方向上移动一整周，即光强由暗 到明，再由明到暗变化一个周期,于是干涉条纹 移动的总周数将等于所通过的格线数。反之， 如果数出和记录光感器所接收的光强曲线总周 数，便可测得移动量，再经过电信号转换，最 后得到角度值。
只讲每种仪器的精度和使用的方法
（2）、精密光学经纬仪（T3）的基本构造及读数方法 ①、T3精密光学经纬仪基本构造
②、T3精密光学经纬仪读数方法 T3度盘最小分划值为4′，测微器总读数为2′，分成600小格，
每小格值为0.2″。 读数前先调测微轮，使上下刻划对齐，取两次读得的格数之和作
为测微读数秒值，如图：
Ⅱ 03′06. ″2
59º13′06. ″1
138 139 240
2
58 59 60
30
1 3
（二）、电磁波测距仪（Electronic Distance Measuring） 1、电磁波测距（EDM）的基本原理
测距仪(EDM instrument)
反光棱镜(reflector)
B S 1 Ct
optical theodolite—electronic theodolite
Steel tape ——— EDM
徕卡TPS700系 列卓越中文全 站仪
拓普康GTS 332W 全站仪
索佳10系列全站仪
尼康DTM801 系列全站仪
宾得全站仪 PTS V2
南方NTS 202 205全站仪
2、全站仪测角原理
2、电磁波测距仪分类
1）．按测程分：短程（3km以下）、中程（数公里至十余公里）、 远程（几十公里）。
2）．按传播时间t的测定方法分：脉冲法测距、相位法测距。 3）．按测距仪所使用的载波源分：光源（红外光源、激光光源）、
微波。 4）．按测距精度分：Ⅰ级（mD≤5㎜）、Ⅱ级（ 5㎜<mD≤10㎜ ）、
直读数时反光。
测微轮 换像手轮
④、DJ2的读数方法 一般采用对径重合读数法——转动测微轮，使上下分划线精确重合后 读数。
DJ2经纬仪度盘最小刻划
值为20′
测微尺总的读数为10′，分
为600小格，最小刻划为1″。
读数时先调测微轮，使度盘上
下刻划对齐。
右图读数：
度盘：
59º10′
测微尺：Ⅰ 03′06. ″0
346
347
度盘读数： 166º36' 测微器读数：Ⅰ 68.9g
Ⅱ 69.0g
166º38´17."9
166
167
69
68
70
③ 、J2光学经纬仪的构造
竖直读盘 反光镜
如图与J6相比，增加了： 1、测微轮——读数时，对
径分划线影像符合。 2、换像手轮——水平读数
和竖直读数间的互换。 3、竖直读盘反光镜——竖
(3)徕卡的动态角度扫描系统及其测角原理 整个测角系统由绝对式光栅度盘及其驱动系统，与仪器基座固连在 一起的固定光栅探测器及与照准部固连在一起的活动光栅探测器等部 件组成。下图中Ls为固定光栅探测器，LR为活动光栅探测器。
一般光栅度盘上刻有1024条光栅条纹相邻两条纹角距（光栅度 盘的单位角值φ0 ）为：
第五章 大地测量的基本技术 与方法(4)
四 大地测量仪器
（一）精密角度测量仪器 1 精密光学经纬仪：DJ07，DJ1，DJ2，T3等；
（1）精密光学经纬仪的主要特点 ① 角度标准设备：双面（对径）读数 ② 目标照准设备：望远镜经消色差处理。 ③ 有强制归心机构，精密光学对中器，快速安平机构 ④ 制造材料优质。
N3精密水准仪微倾螺旋装置
a
N3水准仪测微装置
当平行玻璃板与水平视线正交时，水准标尺上读数应为a，a在两相 邻 分划148与149之间，此时测微分划上读数为5mm，而不是0。转动测 微螺旋，平行玻璃 板作前俯，使水平视线向下平移与就近的148分划 重合，这时测微分划尺上的读数为6.50 mm，而水平视线的平移量应为 6.50mm-5mm，最后读数为：
012022410.5652
n0
光栅度盘外侧对径处各装一个固定光栅探测器Ls，光栅度盘内侧 对径处各装一个活动光栅探测器LR， Ls 与LR之间的夹角即为所测角 的大小。
（四）、GPS接收机
（五）、超站仪（Smart Station）： 全站仪与GPS 接收机的结合.
（四）、精密水准测量仪器 1、微倾精密水准仪 1）、 N3精密水准仪
Ⅲ级(10㎜<mD≤20㎜) 。
3、测距误差及标称精度 测距仪测距误差可表示为：
m D 2 A 2 ( B D ) 2 简 :m 写 D ( A B 为 D )
式中，A——固定误差；B——比例误差系数。 如：某测距仪出厂时三）、全站仪（Total Station） 1、全站仪(total station)的发展
a＝148cm十(6．50mm一5mm) 即a＝148．650cm一5mm。 由上述可知，每次读数中应减去常数(初始数)5mm．但因在水准测 量中计算高差 时能自动抵消这个常数，所以在水准测量作业时，读数 、记录、计算过程中部可以不考虑。
2）、 Ni004精密水准仪
3）、国产S1型精密水准仪
2、精密水准尺（因瓦水准尺）
1）、编码度盘及其读数系统 电子测角仪器的度盘及其读数系统与光学经纬仪有本质区别为
进行自动化数字电子测角，必须用角-码光电转换系统来代替光学 经纬仪的光学读数系统。这套光电转换系统包括电子扫描度盘及相 应的电子测微读数系统。光电转换系统可以采用编码绝对式电子测 角。
将光学圆盘上刻制n（如 n=4）个码道，再将码道等分成2n （如16）个码区（则度盘分辨率为2π/2n=22.5°），然后在每个 码区将码道由里向外赋予二进制代码，每个代码表示一个方向值。
电子测角是用光传感器来识别和获取度盘位置信息的，因此度盘各码 道的码区有透光和不透光部分，如图5—16中涂黑与不涂黑部分。在上图 中，在编码度盘的一侧安置电源，如发光二极管或红外半导体二极管， 度盘的另一侧直接对着光源安置光传感器，如光电晶体
2）光栅度盘及其测角原理
仪器内安装刻有光栅的玻璃度盘（可旋转） 和与度盘严格平行的固定光栅平面，二者的光 栅相错一固定小角，如果两光栅的相对移动是 沿x方向从一条格线移到相邻的另一条格线，则 干涉条纹将在y方向上移动一整周，即光强由暗 到明，再由明到暗变化一个周期,于是干涉条纹 移动的总周数将等于所通过的格线数。反之， 如果数出和记录光感器所接收的光强曲线总周 数，便可测得移动量，再经过电信号转换，最 后得到角度值。
只讲每种仪器的精度和使用的方法
（2）、精密光学经纬仪（T3）的基本构造及读数方法 ①、T3精密光学经纬仪基本构造
②、T3精密光学经纬仪读数方法 T3度盘最小分划值为4′，测微器总读数为2′，分成600小格，
每小格值为0.2″。 读数前先调测微轮，使上下刻划对齐，取两次读得的格数之和作
为测微读数秒值，如图：
Ⅱ 03′06. ″2
59º13′06. ″1
138 139 240
2
58 59 60
30
1 3
（二）、电磁波测距仪（Electronic Distance Measuring） 1、电磁波测距（EDM）的基本原理
测距仪(EDM instrument)
反光棱镜(reflector)
B S 1 Ct
optical theodolite—electronic theodolite
Steel tape ——— EDM
徕卡TPS700系 列卓越中文全 站仪
拓普康GTS 332W 全站仪
索佳10系列全站仪
尼康DTM801 系列全站仪
宾得全站仪 PTS V2
南方NTS 202 205全站仪
2、全站仪测角原理