第4章距离测量详解.ppt

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跨河量距 间接法 基线——直接丈量的边 基线精度高于待测边精度要求 钢尺量距的一般方法 测量精度要求在厘米级的距离丈量: 平坦地面上的钢尺量距: (1)直线定线; (2)测量n个尺段; (3)量出不足一个整尺段的长度△l; (4)计算出总长度 D = nl0 + △l 精密丈量方法 A丈量前的准备:清理、平整场地;经纬仪定线;钢尺概量,打木桩(3-5cm;2-3cm;50cm);桩顶划线;尺段(木桩)高差测量(较差5mm或10mm) B精密丈量: 丈量方法两人拉尺、两人读尺、一人记录兼测温度; 始端用弹簧秤施加标准拉力(30m:98N,50m:147N) 读数估读0.5mm,3次/尺段,长度差2mm。 温度测量1次/尺段,估读0.5° 钢尺量距的成果整理 【例】 某尺段实测距离为29.8655m,量距所用钢尺的尺长方程式为:lt=30+0.005+0.0000125×30(t-20)m,丈量时温度为30℃,所测高差为0.238m,求水平距离。 解:①尺长改正 ②温度改正 ③倾斜改正 ④水平距离为 与标准尺比长 例:已知标准尺1号在拉力98N下平量尺长方程式为: 温度变化引起的误差:当温度变化为8oC时,可使尺长变化1/10000,一般丈量根据温差,精密丈量用点温度计 对点与投点误差:具有较强的偶然性——仔细操作 风的影响:风吹可使钢尺旁向弯曲,这种影响将距离量长,误差具有累积性质——无风天气 计错整尺段数、读错数、记录错误等 4.4 光电测距 1、概述 测距仪分类 (1)、脉冲式测距 由测距仪发出的光脉冲经反射棱镜反射后,又回到测距仪而被接收系统接收,测出这一光脉冲往返所需时间间隔t的钟脉冲的个数,进而求得距离D。 该方法直接测定脉冲信号在A、B间的往返传播时间 t ,测距精度主要取决于测定时间t的精度。例如,要保证±1cm的测距精度,时间要精确至6.7×10-11s,这在时间测量上很难做到。 目前脉冲测距仪的测距精度一般能达到±0.5m,测距精度较低,不适用于工程测量。 (2)、相位式测距 通过测量连续的调制光波在待测距离上往返传播所产生的相位变化来间接测定传播时间,从而求得被测距离。 红外光电测距仪就是典型的相位式测距仪,它使用砷化钾(GaAs)发光二极管作为光源,能连续发光,具有体积小、亮度高、功耗小等特点。测距仪上的砷化钾发光二极管加上频率为 f 的交变电压,它发出的光强就随所注入的交变电流而变化,这种光称为调制光。 与钢尺量距不同,仪器的相位计只能记录相位尾数Δφ,不能记录距离大于调制波长的相位移整周期数n,为了得到距离的单值解,可将调制波频率降低,使调制波的波长大于待测距离的二倍。 但是,仪器的测相精度只有1/1000,距离越长,距离测量误差的绝对值越大。 4、光电测距仪的精度 光电测距仪的精度常用下式表示: 加常数a 测距仪的机械中心与调制波发射和接收的等效面不一致;反射棱镜的机械中心与等效反射面不一致。仪器的加常数改正值与距离无关。 乘常数b 乘常数主要是由调制频率偏离设计值引起的。乘常数改正值与所测距离成正比。 气象改正 仪器的测尺长度λ/2是在一定的气象条件下推算出来的。 λ与大气折射率有关,而折射率与气象条件有关。 野外实际测距时的气象条件不同于制造仪器时确定仪器测尺频率所选取的基准(参考)气象条件,故测距时的实际测尺长度就不等于标称的测尺长度,使测距值产生与距离长度成正比的系统误差。所以在测距时应同时测定当时的气象元素:温度、气压、湿度,利用厂家提供的气象改正公式计算距离改正值。 全站仪 全站仪具有测距、测角、记录、计算和储存等多项功能,其主要特点是: 基本测量 (a)、角度测量:在这个模式下可进行零方向和水平角的设置,并测定水平角(可进行正、倒镜切换)和竖直角。 (b)、距离测量:可进行棱镜常数和气象改正的设置;有精测、跟踪和粗测三种模式,并可完成平距、斜距、高差测量;进行施工放样时,能显示测量的距离和预置的放样距离之间的差值。 (c)、坐标测量:根据坐标系统,输入仪器(测站点)坐标和仪器高、棱镜高,仪器将会自动转换和显示未知点(棱镜点)在该坐标系统中的坐标,并可以在电源关闭后保存测站点坐标。 电磁波测距仪按测程的不同,可分为: 短程(<3km) 中程(3~15km) 远程(>15km)

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