光电测距.pptx

光电测距光电测距7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/29291龙岩学院龙岩学院知识点知识点知识点知识点(1)(1)(1)(1)电磁波测距基本原理；电磁波测距基本原理；电磁波测距基本原理；电磁波测距基本原理；(2)(2)(2)(2)相位式光电测距仪的工作原理相位式光电测距仪的工作原理相位式光电测距仪的工作原理相位式光电测距仪的工作原理 ；(3)(3)(3)(3)测距误差来源及其影响测距误差来源及其影响测距误差来源及其影响测距误差来源及其影响 ；(4)(4)(4)(4)观测结果的化算观测结果的化算观测结果的化算观测结果的化算 ；(5)(5)(5)(5)电子全站仪电子全站仪电子全站仪电子全站仪 。习题习题 第1页/共34页光电测距光电测距7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/29292龙岩学院龙岩学院一、一、一、一、电磁波测距基本原理电磁波测距基本原理电磁波测距基本原理电磁波测距基本原理 光电测距仪按仪器测程分类：光电测距仪按仪器测程分类：短短程程光光电电测测距距仪仪：测测程程在在3km3km以以内内，测测距距精精度度一一般般在在lcmlcm左左右右。如如我我国的国的HGC-1HGC-1、DCH-2DCH-2、DCH-3DCH-3、DCH-05DCH-05等精度均可达等精度均可达(5mm+5 10(5mm+5 10-6-6)。中中程程光光电电测测距距仪仪：测测程程在在3 315km15km左左右右的的仪仪器器称称为为中中程程光光电电测测距距仪仪，这这类类仪仪器器适适用用于于二二、三三、四四等等控控制制网网的的边边长长测测量量。如如我我国国的的JCY-2JCY-2、DCS-1DCS-1，精度可达，精度可达（lOmm+1 10lOmm+1 10-6-6）。）。远程激光测距仪：测程在远程激光测距仪：测程在15km15km以上的光电测距仪，精度一般可达以上的光电测距仪，精度一般可达(5mm+110(5mm+110-6-6），能满足国家一、二等控制网的边长测量。如我国），能满足国家一、二等控制网的边长测量。如我国研制成功的研制成功的JCY-3JCY-3型等。型等。第2页/共34页光电测距光电测距7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/29293龙岩学院龙岩学院光电测距仪按测距精度分光电测距仪按测距精度分每公里测距中误差每公里测距中误差分分3 3级级级级m mD D5mm,5mm,级级5mm m5mm mD D10mm,10mm,级级10mm m10mm mD D20mm20mm。第3页/共34页光电测距光电测距7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/29294龙岩学院龙岩学院相位式光电测距仪的基本公式相位式光电测距仪的基本公式式中：式中：测尺长度；测尺长度；整周数；整周数；不足一周的尾数不足一周的尾数 N值测定原理值测定原理直直接接测测尺尺频频率率方方式式：直直接接使使用用不不同同频频率率测测尺尺的的测测量量结结果果组组合合成成待待测测距离的方式，一般在仪器中设置距离的方式，一般在仪器中设置2 2个或个或3 3个固定不变的测距频率。个固定不变的测距频率。间接测尺频率方式：间接测尺频率方式：用差频作为测尺频率进行测距的方式用差频作为测尺频率进行测距的方式 。测测尺尺频频率率的的确确定定：一一般般将将用用于于决决定定仪仪器器测测距距精精度度的的测测尺尺频频率率称称精精测测尺频率；而将用于扩展测程的测尺频率称为粗测尺频率。尺频率；而将用于扩展测程的测尺频率称为粗测尺频率。第4页/共34页光电测距光电测距7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/29295龙岩学院龙岩学院 对对于于采采用用直直接接测测尺尺频频率率方方式式的的测测距距仪仪，精精测测尺尺频频率率的的确确定定，依依据据测测相相精精度度，主主要要考考虑虑仪仪器器的的测测程程和和测测量量结结果果的的准准确确衔衔接接，还还要要使使确定的测尺长度便于计算。确定的测尺长度便于计算。例例如如我我国国的的HGC-1HGC-1型型及及长长征征DCH-1DCH-1型型红红外外测测距距仪仪，确确定定精精测测尺尺长长=10m=10m和粗测尺长和粗测尺长=1000m=1000m的精测尺频率和粗测尺频率。的精测尺频率和粗测尺频率。测尺频率可依下式确定：测尺频率可依下式确定：例如例如 测量测量386.574m的距离，用精测尺测得的距离，用精测尺测得6.574m，用粗测尺测，用粗测尺测得得386.5m,组合得组合得386.574m。第5页/共34页光电测距光电测距7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/29296龙岩学院龙岩学院 间接测尺频率的方式间接测尺频率的方式 直接测尺频率相差较大，测程越长，相差越悬殊，使直接测尺频率相差较大，测程越长，相差越悬殊，使电路中放大器的增益和相对稳定性难于一致。远程测距采用一电路中放大器的增益和相对稳定性难于一致。远程测距采用一组数值相近的测尺频率，利用其差频作为粗测频率，间接确定组数值相近的测尺频率，利用其差频作为粗测频率，间接确定N N值。值。若用若用2 2个测尺频率个测尺频率f1f1和和f2f2测量同一距离测量同一距离D,D,设所得整周数和设所得整周数和不足一周的尾数分别为不足一周的尾数分别为N1N1、N1N1、N2N2、N2N2，则有：，则有：返回本章目录两式相减并移项后得两式相减并移项后得第6页/共34页光电测距光电测距7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/29297龙岩学院龙岩学院令（令（f f1 1-f-f2 2)=f)=f1212,N,N1 1-N-N2 2=N=N1212,N N1 1-N N2 2=N N12,12,则上式变为：则上式变为：第7页/共34页光电测距光电测距7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/29298龙岩学院龙岩学院二、二、二、二、相位式光电测距仪的工作原理相位式光电测距仪的工作原理相位式光电测距仪的工作原理相位式光电测距仪的工作原理 相位式光电测距仪的工作原理相位式光电测距仪的工作原理第8页/共34页光电测距光电测距7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/29299龙岩学院龙岩学院相位式光电测距仪各主要部件的工作原理简介相位式光电测距仪各主要部件的工作原理简介 光源光源 相相位位式式测测距距仪仪的的光光源源，主主要要有有砷砷化化镓镓（GaAsGaAs）二二极极管管和和氦氦-氖氖（He-NeHe-Ne）气气体体激激光光器器。前前者者一一般般用用于于短短程程测测距距仪仪中中，后后者者用用于于中中远远程测距仪中。程测距仪中。调制器调制器 采采用用砷砷化化镓镓（GaAsGaAs）二二极极管管发发射射红红外外光光的的红红外外测测距距仪仪，发发射射光光强强直直接接由由注注入入电电流流调调制制，发发射射一一种种红红外外调调制制光光，称称为为直直接接调调制制，故故不不再再需需要要专专门门的的调调制制器器。但但是是采采用用氦氦氖氖激激光光等等作作光光源源的的相相位位式式测测距距仪仪，必必须须采采用用一一种种调调制制器器，其其作作用用是是将将测测距距信信号号载载在在光光波波上上，使使发发射光的振幅随测距信号电压而变化，成为一种调制光。射光的振幅随测距信号电压而变化，成为一种调制光。棱镜反射器棱镜反射器 在在使使用用光光电电测测距距仪仪进进行行精精密密测测距距时时，必必须须在在测测线线的的另另一一端端安安置置一个反射器，使发射的调制光经它反射后，被仪器接收器接收。一个反射器，使发射的调制光经它反射后，被仪器接收器接收。第9页/共34页光电测距光电测距7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/292910龙岩学院龙岩学院相位式光电测距仪各主要部件的工作原理简介相位式光电测距仪各主要部件的工作原理简介 光电转换器件光电转换器件 在在光光电电测测距距仪仪中中，接接收收器器的的信信号号为为光光信信号号。为为了了将将此此信信号号送送到到相相位位器器进进行行相相位位比比较较，必必须须把把光光信信号号变变为为电电信信号号，对对此此要要采采用用光光电电转转换换器器件件来来完完成成这这项项工工作作。用用于于测测距距仪仪的的光光电电转转换换器器件件通通常常有有光光电电二二极管，雪崩光电二极管和光电倍增管。极管，雪崩光电二极管和光电倍增管。差频测相差频测相 目目前前相相位位式式测测距距仪仪都都采采用用差差频频测测相相，即即就就是是使使高高频频测测距距信信号号和和高高频频基基准准信信号号在在进进入入比比相相前前均均与与本本振振高高频频信信号号进进行行差差频频，成成为为测测距距和和基基准准低低频频信信号号。在在比比相相时时，由由于于低低频频信信号号的的频频率率大大幅幅度度降降低低（如如精精测测尺尺频频率率为为15MHz15MHz，混混频频后后低低频频为为4kHz4kHz时时，降降低低了了37503750倍倍），周周期期相相应扩大，即表象时间得到放大，这就大大地提高了测相精度。应扩大，即表象时间得到放大，这就大大地提高了测相精度。自动数字测相自动数字测相 随随着着集集成成电电路路和和数数字字技技术术的的发发展展，为为测测距距仪仪向向自自动动化化和和数数字字化化方方向向发发展展提提供供了了条条件件。目目前前许许多多中中、短短程程测测距距仪仪几几乎乎都都采采用用自自动动数数字测相技术以及距离的数字显示。字测相技术以及距离的数字显示。返回本章目录第10页/共34页光电测距光电测距7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/292911龙岩学院龙岩学院三、三、三、三、测距误差来源及其影响测距误差来源及其影响测距误差来源及其影响测距误差来源及其影响测距误差的主要来源测距误差的主要来源 ：上上式式中中的的各各项项误误差差影影响响，就就其其方方式式来来讲讲，有有些些是是与与距距离离成成比比例例的的。这这些些误误差差称称为为“比比例例误误差差”；另另一一些些误误差差影影响响与与距距离离长长短短无无关关。称称其其为为“固固定定误误差差”。对对于于式式中中偶偶然然性性误误差差的的影影响响，我我们们可可以以采采取取不不同同条条件件下下的的多多次次观观测测来来削削弱弱其其影影响响；而而对对系系统统性性误误差差影影响响则则不不然然，但但我我们们可可以以事事先先通通过过精精确确检检定定，缩缩小小这这类类误误差差的的数数值值，达达到到控控制制其其影响的目的。影响的目的。相位测距的基本公式为：相位测距的基本公式为：第11页/共34页光电测距光电测距7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/292912龙岩学院龙岩学院比例误差的影响比例误差的影响 ：光速值的误差影响光速值的误差影响 光速值对测距误差的影响甚微，可以忽略不计。光速值对测距误差的影响甚微，可以忽略不计。调制频率的误差影响调制频率的误差影响 调调制制频频率率的的误误差差，包包括括两两个个方方面面，即即频频率率校校正正的的误误差差（反反映映了了频频率率的的精精确确度度）和和频频率率的的漂漂移移误误差差（反反映映了了频频率率稳稳定定度度）。频频率率误误差差影影响响在在精精密密中中远远程程测测距距中中是是不不容容忽忽视视的的，作作业业前前后后应应及及时时进进行行频频率检校，必要时还得确定晶体的温度偏频曲线，以便给以频率改正。率检校，必要时还得确定晶体的温度偏频曲线，以便给以频率改正。大气折射率的误差影响大气折射率的误差影响 正正确确测测定定测测站站和和镜镜站站上上的的气气象象元元素素，并并使使算算得得的的大大气气折折射射系系数数与与传传播播络络径径上上的的实实际际数数值值十十分分接接近近，可可以以大大大大地地减减少少大大气气折折射射的的误误差影响，这对精密中、远程测距乃是十分重要的。差影响，这对精密中、远程测距乃是十分重要的。第12页/共34页光电测距光电测距7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/292913龙岩学院龙岩学院固定误差的影响固定误差的影响 ：测测相相误误差差，仪仪器器加加常常数数误误差差和和对对中中误误差差都都属属于于固固定定误误差差。在在精精密的短程测距时，这类误差将处于突出的地位。密的短程测距时，这类误差将处于突出的地位。对中误差对中误差 在在控控制制测测量量中中，一一般般要要求求对对中中误误差差在在3mm3mm以以下下，要要求求归归心心误误差差在在5mm5mm左左右右。但但在在精精密密短短程程测测距距时时，由由于于精精度度要要求求高高，必必须须采采用用强强制归心方法，最大限度地削弱此项误差影响。制归心方法，最大限度地削弱此项误差影响。仪器加常数误差仪器加常数误差 经经常常对对加加常常数数进进行行及及时时检检测测，予予以以发发现现并并改改用用新新的的加加常常数数来来避避免这种影响。免这种影响。测相误差测相误差 包包括括测测相相设设备备本本身身的的误误差差 ，幅幅相相误误差差 ，照照准准误误差差 ，信信噪噪比比引起的误差引起的误差.周期误差周期误差 。返回本章目录第13页/共34页光电测距光电测距7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/292914龙岩学院龙岩学院四、光电测距仪的检定四、光电测距仪的检定一、测距仪的检视一、测距仪的检视 外观检视及功能检查。外观检视及功能检查。外观检视：仪器、配件是否齐全，型号是否相配。外表有无碰损、外观检视：仪器、配件是否齐全，型号是否相配。外表有无碰损、脱漆、锈蚀。脱漆、锈蚀。功能检查：成像质量；制动及微动是否灵活、平稳；电源及供电功能检查：成像质量；制动及微动是否灵活、平稳；电源及供电 系统是否正常，计数、显示系统及各键、钮功能是正系统是否正常，计数、显示系统及各键、钮功能是正 常。常。二、发射、接收、照准三轴关系正确性的检验与校正二、发射、接收、照准三轴关系正确性的检验与校正三三、内部符合精度的检定内部符合精度的检定 内部符合精度：仪器多次测量同一距离，各观测值之间的离散程内部符合精度：仪器多次测量同一距离，各观测值之间的离散程 度。度。第14页/共34页光电测距光电测距7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/292915龙岩学院龙岩学院四、精测频率的检定四、精测频率的检定 1.1.频率准确度的检定；频率准确度的检定；2.2.温度温度-频率特征的检定；频率特征的检定；3.3.频率开机特性的检定；频率开机特性的检定；4.4.频率重现性的检定。频率重现性的检定。五、周期误差的检定五、周期误差的检定 检定设备检定设备 检定方法检定方法 数据处理数据处理六、仪器常数的检定六、仪器常数的检定 六段比较法：六段比较法：在比较基线场进行检定观测；在比较基线场进行检定观测；观测数据处理。观测数据处理。七、综合精度的检定七、综合精度的检定 第15页/共34页光电测距光电测距7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/292916龙岩学院龙岩学院测距作业及有关规定测距作业及有关规定 1.测距边的选设；测距边的选设；2.测距作业技术规定；测距作业技术规定；3.测距作业中的注意事项；测距作业中的注意事项；四、四、四、四、观测结果的化算观测结果的化算观测结果的化算观测结果的化算第16页/共34页光电测距光电测距7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/292917龙岩学院龙岩学院四、四、四、四、观测结果的化算观测结果的化算观测结果的化算观测结果的化算频率改正频率改正 ：频频率率变变化化对对距距离离的的影影响响是是系系统统性性的的。通通常常，精精测测尺尺频频率率可可通通过过检检测测，用用补补偿偿的的办办法法调调整整到到规规定定的的标标准准值值，这这时时频频率率改改正正就就不不必必加加了了。但但是是，考考虑虑到到搬搬运运振振动动，晶晶体体老老化化等等原原因因会会导导致致频频率率变变化化，因因此此作作业业前前后后常常常常要要进进行行频频率率对对比比，发发现现频频率率变变化化过过大大时时，就就要要考考虑虑对测得的距离加上频率改正。对测得的距离加上频率改正。气象改正气象改正 ：气气象象改改正正数数随随温温度度和和气气压压的的变变化化而而变变化化，因因此此气气象象元元素素（温温度度和气压）最好是取测线上的平均值来计算。和气压）最好是取测线上的平均值来计算。第17页/共34页光电测距光电测距7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/292918龙岩学院龙岩学院波道弯曲改正波道弯曲改正 ：由于波道弯曲引起的弧长化为弦长的波道几何改正。由于波道弯曲引起的弧长化为弦长的波道几何改正。由由于于实实际际大大气气折折射射系系数数仅仅用用测测线线两两端端的的中中值值，而而没没有有采采用用严严格格沿沿波道上的积分平均值，因此产生了所谓折射系数的代表性改正。波道上的积分平均值，因此产生了所谓折射系数的代表性改正。归心改正归心改正：包包括括高高差差而而引引起起的的倾倾斜斜改改正正，测测线线超超出出参参考考椭椭球球面面而而引引起起的的投投影影改改正，弦长化为弧长的改正。正，弦长化为弧长的改正。倾斜改正和投影改正倾斜改正和投影改正：第18页/共34页光电测距光电测距7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/292919龙岩学院龙岩学院椭球面上水平距离的计算椭球面上水平距离的计算：设参考椭球面上的水平距离以设参考椭球面上的水平距离以 表示，则：表示，则：式中式中 为仪器常数，为仪器常数，为仪器周期误差改正。为仪器周期误差改正。应应当当指指出出，以以上上各各项项改改正正并并非非每每项项都都要要计计算算，根根据据仪仪器器情情况况，边边的的长长短短和和测测边边精精度度要要求求，有有些些项项实实际际上上不不存存在在或或本本身身过过小小而而无无需需计计算算。属属于于各各测测回回不不同同的的改改正正计计算算，必必须须在在各各测测回回内内分分别别计计算算，而而其其余余的的改改正正项项各各测测回回都都是是一一样样的的。则则可可在在最最后后一一次次计计算。算。返回本章目录第19页/共34页光电测距光电测距7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/292920龙岩学院龙岩学院五、五、五、五、电子全站仪电子全站仪电子全站仪电子全站仪 全站仪的概念全站仪的概念 ：把把电电子子测测距距、电电子子测测角角和和微微处处理理机机结结合合成成一一个个整整体体、能能自自动动记记录录、存存储储并并具具备备某某些些固固定定计计算算程程序序的的电电子子速速测测仪仪 ，因因该该仪仪器器在在一一个个测测站站点点能能快快速速进进行行三三维维坐坐标标测测量量、定定位位和和自自动动数数据据采采集集、处处理理、存存储储等等工工作作，较较完完善善地地实实现现了了测测量量和和数数据据处处理理过过程程的的电电子子化化和和一一体体化化，所所以以称称“全全站站型型电电子子速速测测仪仪”，通通常常又又称称为为“电电子子全全站站仪仪”或或简简称称“全站仪全站仪”。第20页/共34页光电测距光电测距7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/292921龙岩学院龙岩学院全站仪的基本组成及结构全站仪的基本组成及结构 ：全站仪的基本组成全站仪的基本组成 补偿部分补偿部分测角部分测角部分测距部分测距部分CPUCPUI/OI/O接接 口口中央处理器中央处理器输入输出输入输出电电 源源显显 示示 屏屏键键 盘盘第21页/共34页光电测距光电测距7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/292922龙岩学院龙岩学院全站仪的基本结构全站仪的基本结构 组组合合式式全全站站仪仪：组组合合式式结结构构的的全全站站仪仪是是由由测测距距头头、光光学学经经纬纬仪仪及及电电子计算部分拼装组合而成。子计算部分拼装组合而成。整整体体式式全全站站仪仪:整整体体式式结结构构的的全全站站仪仪是是在在一一个个机机器器外外壳壳内内含含有有电电子子测测距距、测测角角、补补偿偿、记记录录、计计算算、存存储储等等部部分分，将将发发射射、接接收收、瞄瞄准准光光学学系系统统设设计计成成同同轴轴，共共用用一一个个望望远远镜镜，角角度度和和距距离离测测量量只只需需一一次次瞄准，测量结果能自动显示并能与外围设备双向通讯。瞄准，测量结果能自动显示并能与外围设备双向通讯。组合式全站仪 整体式全站仪 第22页/共34页光电测距光电测距7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/292923龙岩学院龙岩学院全站仪的精度及等级全站仪的精度及等级全站仪的精度全站仪的精度全全站站仪仪是是由由光光电电测测距距、电电子子测测角角、电电子子补补偿偿、微微机机数数据据处处理理为为一一体体的的综综合合型型测测量量仪仪器器，其其主主要要精精度度指指标标是是测测距距精精度度和和测测角角精精度度。如如SET500SET500全全站站仪仪的的标标称称精精度度为为：测测角角精精度度=5=5；测测距距精度精度=（3+2ppmD3+2ppmD）mmmm。全站仪的等级全站仪的等级国家计量检定规程（国家计量检定规程（JJG100JJG1009494）将全站仪准确度等级分划为四）将全站仪准确度等级分划为四个等级。个等级。第23页/共34页光电测距光电测距7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/292924龙岩学院龙岩学院电脑全站仪的主要特点电脑全站仪的主要特点 1 1）电电脑脑操操作作系系统统。电电脑脑全全站站仪仪具具有有像像通通常常PCPC机机一一样样的的DOSDOS操操作系统。作系统。2 2）大大屏屏幕幕显显示示。可可显显示示数数字字，文文字字，图图像像，也也可可显显示示电电子子气气泡泡居居中中情情况况，以以提提高高仪仪器器安安置置的的速速度度与与精精度度，并并采采用用人人机机对对话式控制面板。话式控制面板。3 3）大大容容量量的的内内存存。一一般般内内存存在在IM IM 以以上上，其其中中主主内内存存有有640K640K。数据内存。数据内存320K320K，程序内存，程序内存512K512K，扩展内存，扩展内存512K512K。4 4）采采用用国国际际计计算算机机通通用用磁磁卡卡。所所有有测测量量信信息息都都可可以以文文件件形形式式记记入入磁磁卡卡或或电电子子记记录录簿簿，磁磁卡卡采采用用无无触触点点感感应应式式，可可以以长长期期保留数据。保留数据。5 5）自自动动补补偿偿功功能能。补补偿偿器器装装有有双双轴轴倾倾斜斜传传感感器器，能能直直接接检检测测出出仪仪器器的的垂垂直直轴轴,在在视视准准轴轴方方向向和和横横轴轴方方向向上上的的倾倾斜斜量量，经经仪仪器器处处理理计计算算出出改改正正值值并并对对垂垂直直方方向向和和水水平平方方向向值值加加以以改改正正，提高测角精度。提高测角精度。6 6）测距时间快，耗电量少。）测距时间快，耗电量少。第24页/共34页光电测距光电测距7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/292925龙岩学院龙岩学院全站仪操作应注意事项全站仪操作应注意事项 理解全站仪的概念理解全站仪的概念了解工作原理了解工作原理明确测量功能明确测量功能熟悉操作步骤熟悉操作步骤合理设置仪器参数合理设置仪器参数正确选择测量模式正确选择测量模式掌握应用技术掌握应用技术 第25页/共34页光电测距光电测距7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/292926龙岩学院龙岩学院距离测量距离测量 距距离离测测量量必必须须选选用用与与全全站站仪仪配配套套的的合合作作目目标标，即即反反光光棱棱镜镜。由由于于电电子子测测距距为为仪仪器器中中心心到到棱棱镜镜中中心心的的倾倾斜斜距距离离，因因此此仪仪器器站站和和棱棱镜镜站站均均需需要要精精确确对对中中、整整平平。在在距距离离测测量量前前应应进进行行气气象象改改正正、棱棱镜镜类类型型、棱棱镜镜常常数数改改正正、测测距距模模式式的的设设置置和和测测距距回回光光信信号号的的检检查查，然然后后才才能能进进行行距距离离测测量量。仪仪器器的的各各项项改改正正是是按按设设置置仪仪器器参参数数，经经微微处处理理器器对对原原始始观观测测数数据据计计算算并并改改正正后后，显显示示观观测测数数据据和和计计算算数数据据的的。只只有有合合理理设设置置仪仪器器参参数，才能得到高精度的观测成果。数，才能得到高精度的观测成果。第26页/共34页光电测距光电测距7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/292927龙岩学院龙岩学院全站仪在高程测量的应用全站仪在高程测量的应用 全站仪三角高程测量的技术指标全站仪三角高程测量的技术指标 注：注：1.D1.D为测距边长度，以千米（为测距边长度，以千米（kmkm）为单位）为单位 2.2.边长大于边长大于400m400m时，应考虑球气差的影响时，应考虑球气差的影响第27页/共34页光电测距光电测距7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/292928龙岩学院龙岩学院基本原理基本原理 图图中中是是高高程程已已知知的的水水准准点点，是是待待测测点点，是高程路线的转点，是高程路线的转点，1,2,3,41,2,3,4为全站仪的设站位置。为全站仪的设站位置。因因为为用用全全站站仪仪可可以以直直接接读读取取全全站站仪仪中中心心到到棱棱镜镜中中心心的的高高差差，因此有：，因此有：第28页/共34页光电测距光电测距7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/292929龙岩学院龙岩学院同理可得：同理可得：用全站仪代替水准仪进行高程测量应满足的条件用全站仪代替水准仪进行高程测量应满足的条件:（1 1）全全站站仪仪的的设设站站次次数数为为偶偶数数，否否则则不不能能把把转转点点棱棱镜镜高高抵抵消消掉；掉；（2 2）起始点和终点的棱镜高，应保持相等；）起始点和终点的棱镜高，应保持相等；（3 3）转点上的棱镜高在仪器搬动过程中保持不变；）转点上的棱镜高在仪器搬动过程中保持不变；（4 4）仪器在一个测站的观测过程中高度保持不变。）仪器在一个测站的观测过程中高度保持不变。第29页/共34页光电测距光电测距7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/292930龙岩学院龙岩学院精度分析精度分析 垂直角和水平距离观测误差对观测高差的影响垂直角和水平距离观测误差对观测高差的影响 地球曲率和大气折光的影响地球曲率和大气折光的影响 水水准准测测量量要要求求前前后后视视距距相相等等主主要要是是为为了了抵抵消消角角误误差差，同同时时也也为为了了削削弱弱地地球球曲曲率率及及大大气气折折光光的的影影响响，用用全全站站仪仪代代替替水水准准仪仪测测量量时时，可可以以设设置置大大气气折折光光系系数数（一一般般取取0.120.12），有有仪仪器器自自动动对对地地球球曲曲率率及及大大气气折折光光的的影影响响进进行行改改正正。如如果果把把视视距距控控制制在在200200左左右，前后视距差在右，前后视距差在3 3之内，影响可以忽略不计。之内，影响可以忽略不计。第30页/共34页光电测距光电测距7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/292931龙岩学院龙岩学院棱镜沉降、仪器沉降、棱镜倾斜的误差棱镜沉降、仪器沉降、棱镜倾斜的误差 与与水水准准仪仪测测量量类类似似，用用全全站站仪仪代代替替水水准准仪仪进进行行高高程程测测量量时时同同样样存存在在棱棱镜镜沉沉降降、仪仪器器沉沉降降的的影影响响，观观测测时时必必须须采采取取一一定定的的措措施施来减弱或消除。来减弱或消除。棱棱镜镜沉沉降降主主要要发发生生在在仪仪器器的的转转站站过过程程中中，提提高高观观测测速速度度、采采用用往返观测的方法也可以抵消部分影响。往返观测的方法也可以抵消部分影响。仪仪器器沉沉降降主主要要发发生生在在一一个个测测回回的的观观测测过过程程中中，在在一一个个测测站站上上要要变变换换仪仪器器高高观观测测两两个个测测回回，第第二二测测回回和和第第一一测测回回采采用用相相反反的的观观测测次次序序，即即“后后前前前前后后”或或“前前后后后后前前”，可可以以有有效效的的减弱仪器沉降的影响。减弱仪器沉降的影响。觇觇标标倾倾斜斜的的影影响响与与水水准准测测量量时时水水准准尺尺的的倾倾斜斜相相似似，只只要要仔仔细细检检验验对对中中杆杆上上的的圆圆水水准准气气泡泡，在在立立杆杆时时保保证证气气泡泡居居中中就就可可以以消消除除此此影影响。响。第31页/共34页光电测距光电测距7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/292932龙岩学院龙岩学院竖直度盘指标差的影响竖直度盘指标差的影响 水水准准测测量量时时主主要要存存在在角角误误差差的的影影响响，为为了了消消除除角角误误差差对对水水准准测测量量的的影影响响一一般般要要求求前前后后视视距距相相等等。用用全全站站仪仪观观测测时时，类类似似的的误误差差是是竖竖直直度度盘盘指指标标差差，如如果果只只用用正正镜镜或或倒倒镜镜观观测测，该该项项误误差差的的影影响响不不容容忽忽视视。但但是是只只要要采采用用正正倒倒镜镜观观测测，就就可可以以抵抵消消指指标标差差的影响。的影响。竖直度盘指标差的影响竖直度盘指标差的影响 水水准准测测量量时时主主要要存存在在角角误误差差的的影影响响，为为了了消消除除角角误误差差对对水水准准测测量量的的影影响响一一般般要要求求前前后后视视距距相相等等。用用全全站站仪仪观观测测时时，类类似似的的误误差差是是竖竖直直度度盘盘指指标标差差，如如果果只只用用正正镜镜或或倒倒镜镜观观测测，该该项项误误差差的的影影响响不不容容忽忽视视。但但是是只只要要采采用用正正倒倒镜镜观观测测，就就可可以以抵抵消消指指标标差差的影响。的影响。第32页/共34页光电测距光电测距7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/292933龙岩学院龙岩学院垂直轴倾斜误差的影响垂直轴倾斜误差的影响 全全站站仪仪能能够够进进行行垂垂直直轴轴倾倾斜斜的的自自动动补补偿偿，并并且且补补偿偿后后的的精精度度能能达达到到0.10.1，影响甚微。因此，垂直轴倾斜误差的影响可以忽略不计，影响甚微。因此，垂直轴倾斜误差的影响可以忽略不计。垂线偏差的影响垂线偏差的影响 在在山山区区和和丘丘陵陵地地区区用用全全站站仪仪代代替替水水准准仪仪进进行行高高程程测测量量有有显显著著的的优优点点，但但由由于于垂垂线线偏偏差差的的变变化化较较大大，使使得得测测点点之之间间所所观观测测的的高高差差不不等等于于这这两两点点之之间的正常高高差，因此，必须加一个垂线偏差改正。间的正常高高差，因此，必须加一个垂线偏差改正。在在平平原原地地区区，前前视视和和后后视视的的平平均均垂垂线线偏偏差差基基本本相相等等，故故垂垂线线偏偏差差的的影影响响等等于于零零。在在丘丘陵陵地地区区，垂垂线线偏偏差差的的最最大大值值为为22，在在几几百百米米左左右右的的范范围围内内它它的的变变化化不不大大，取取0.2(0.2(最最大大值值的的十十分分之之一一)，=300=300，对对高高差差的的影影响响为为0.290.29；在在山山区区，垂垂线线偏偏差差的的最最大大值值为为1010，在在几几百百米米左左右右的的范范围围内内它它的的变变化化量量也也取取最最大大值值的的十十分分之之一一(1)(1)，=300=300，则则对对高高差差的的影影响响为为1.451.45。在在大大山山区区，垂垂线线偏偏差差的的最最大大值值为为2020，在在几几百百米米左左右右的的范范围围内内它它的的变变化化量量也也取取最最大大值值的的十十分分之之一一（22）,=300=300，则则对对高高差差的的影影响响为为2.912.91。综综上上所所述述，垂垂线线偏偏差差对对高高程程的的影影响响在在山山区区和和大大山山区区是是很很大大的的，因因此此，在这些地区测量时，应该适当的减小视线的长度。在这些地区测量时，应该适当的减小视线的长度。返回本章目返回本章目录录第33页/共34页光电测距光电测距7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/292934龙岩学院龙岩学院习习 题题1 1电磁波测距仪有哪些分类方法？各是如何分类的电磁波测距仪有哪些分类方法？各是如何分类的?2 2电磁波测距仪表示标称精度的公式有哪些？电磁波测距仪表示标称精度的公式有哪些？3 3为为什什么么电电磁磁波波测测距距仪仪一一般般都都采采用用两两个个以以上上的的测测尺尺频频率率？利利用用单单一频率能否进行距离测量？为什么？一频率能否进行距离测量？为什么？4 4相相位位式式测测距距仪仪测测距距的的求求距距基基本本公公