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高精度测距仪高等教育出版社建筑工程测量（第三版）李仲4.4全站仪第四章距离测量与直线定向第三节光电测距仪简介4.3光电测距仪简介光电测距仪是用光波作为载波的测距仪器。它具有测距精度高、速度快和不受地形影响等优点，已广泛用在工程测量中。光电测距仪有多种分类方法：按其所用的光源，可分为普通光源、红外光源和激光光源三类；按其测程，可分为短程（3km以内）、中程（3～15km）和长程（15km以上）三类；按其光波在测段内传播时间的测定方法，又可分为脉冲法和相位法两类。工程测量中，多用相位法短程红外测距仪。4.3光电测距仪简介一、相位法测距的基本原理设用相位法测距仪量A、B两点间的距离D（如图4.10），在A的时间为t，光速为c，则AB的距离为:点安置测距仪，在B点安置反射镜。测距仪发射的调制光波，射向反射镜后被射回仪器的接收系统。若光波往返于A、B间4.3光电测距仪简介如果将光波在测线上按往、返距离展开，如图4.11，显然，可见：式中c/f为调制光波的波长，以λ表示，光波回到A点时的相位比发出时延迟了一个φ角。设调制光波的频率为f，则4.3光电测距仪简介考虑φ为光波的N个整周期相位与不足一个整周期的尾数△φ之和，故：（4-13）4.3光电测距仪简介若把λ/2看作一把“光尺”的长度，则和钢尺量距一样，（4-13）但是，测相的相位计无法测定?中的整周期相位2πN部分，式（4.13）表明，AB的距离为N个整尺段的长度和不足一个整尺段的余长之和。4.3光电测距仪简介只能测其余角△?。也就是说，相位法测距仪只能测D＜如测1000m的某段距离时，可用λ1/2=10m和λ/2的距离。因此，需在测距仪中设置多个调制频率测同一段距离。λ2/2=1000m的两把“光尺”（相应的调制频率分别为f1≈1.5MHZ和f2≈150kHz）分别测量，如图4.12所示。4.3光电测距仪简介前者测量相当于△φ1的距离，即给出小于10m的毫米位、厘两者测得的距离衔接起来，便得到完整的距离。米位、分米位和米位，后者测量相当于△φ2的距离，但只给出10m以上的位。4.3光电测距仪简介衔接工作由仪器内部的逻辑电路自动完成。一般测距仪中都设有多个光尺频率，目的就在于用高频测尺保证测距精度，用低频光尺保证测程。4.3光电测距仪简介二、光电测距中的改正计算1、仪器加常数、乘常数如图4.13所示，由于仪器的发射和接收等效面与仪器中心不一致，反射镜的等效反射面与反射镜中心也不一致，加上光波在仪器内部光4.3光电测距仪简介路走过的光程d，测距仪测得的距离，实际上是发光管等效面至反射镜等效面的距离D′与内光路的光程d之差，即D″。待测距D与实测距离D″相差一个常数K，称为仪器加常数。仪器使用一段时间后，由于晶体老化，光尺的4.3光电测距仪简介实际频率相对于它的设计频率有偏移，使所测距离中存在随距离变化的系统误差，其比例因子称为仪器乘常数。2、气象改正数仪器的加、乘常数应定期测定，然后预置在仪器里，以便测距时测距仪自动改正所测距离。仪器的光尺长度是在标准气象参数下推算出来的。测距时的气象参数与仪器设定的标准气象参数不一致，4.3光电测距仪简介使测距值含有系统误差。因此，测距时尚需测定大气的温式中△D——D