ch4距离测量与直线定向.pptx
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1、 确确定定两两点点间间距距离离的的工工作作称称为为距距离离测测量量。距距离离测测量量方方法法中中常常用的有钢尺量距、视距测量和电磁波测距等用的有钢尺量距、视距测量和电磁波测距等 第第4章章 距离测量距离测量1 1、钢尺量距方便、直接,且使用的工具成本低;、钢尺量距方便、直接,且使用的工具成本低;2 2、视距测量利用经纬仪或水准仪望远镜中的视距、视距测量利用经纬仪或水准仪望远镜中的视距丝和视距尺按几何光学原理进行测距;丝和视距尺按几何光学原理进行测距;3 3、电磁波测距是用仪器发射及接收红外光、激光、电磁波测距是用仪器发射及接收红外光、激光或微波等,按其传播速度及时间确定距离。或微波等,按其传播
2、速度及时间确定距离。ch4距离测量与直线定向共46页,您现在浏览的是第1页!5.1 钢尺量距钢尺量距1.钢卷尺钢卷尺尺长与规格:尺长与规格:20米、米、30米、米、50米,钢质,涂塑或不涂塑。米,钢质,涂塑或不涂塑。刻度与注记:毫米刻度,注记厘米、分米、米。零分刻度与注记:毫米刻度,注记厘米、分米、米。零分划位置有不同,分划位置有不同,分刻线尺和端点尺刻线尺和端点尺两种。两种。一般量距方法一般量距方法 量距相对精度量距相对精度12000 15000 精密量距方法精密量距方法 量距相对精度量距相对精度110000 1400002.花杆花杆 定线用(量距时标定直线量距的前进方向)定线用(量距时标定
3、直线量距的前进方向)3.测钎测钎 量距时在地面标定尺段端点位置。量距时在地面标定尺段端点位置。5.1.1 量距用的工具量距用的工具:ch4距离测量与直线定向共46页,您现在浏览的是第2页!端点尺端点尺 刻线尺刻线尺皮尺皮尺 测绳测绳钢卷尺钢卷尺测钎测钎 花杆花杆ch4距离测量与直线定向共46页,您现在浏览的是第3页!距离用下式计算:距离用下式计算:D=nl+l 式中:式中:l尺段的长度;尺段的长度;n量的整尺段数;量的整尺段数;l零尺段长度。零尺段长度。往返丈量较差往返丈量较差 D=D往往-D返返距离平均值距离平均值 D平平=(D往往+D返返)相对误差相对误差 K=1.在平坦地面丈量在平坦地面
4、丈量5.1.3 丈量方法(往返丈量丈量方法(往返丈量)v 整尺法量距整尺法量距v 串尺法量距串尺法量距ch4距离测量与直线定向共46页,您现在浏览的是第4页!量距相对精度可达量距相对精度可达1 1万万 1 4万。万。精密量距时采取的措施:精密量距时采取的措施:1.用检定过的钢尺;用检定过的钢尺;2.经纬仪定线;经纬仪定线;3.钉尺段桩钉尺段桩(概量得概量得),用水准仪测量桩间高差;,用水准仪测量桩间高差;4.对钢尺施加固定拉力,并测量温度;对钢尺施加固定拉力,并测量温度;5.对量距结果加三项改正数。对量距结果加三项改正数。3.钢尺量距的精密方法钢尺量距的精密方法ch4距离测量与直线定向共46页
5、,您现在浏览的是第5页!目的:求得钢尺两端点刻划间的实际长度。目的:求得钢尺两端点刻划间的实际长度。方法:用钢尺对一段精确的标准长度进行丈量,从而求得方法:用钢尺对一段精确的标准长度进行丈量,从而求得 钢尺的钢尺的尺长改正数尺长改正数。该检定场地也称为该检定场地也称为“比尺场比尺场”。L比尺场示意图作法:作法:“比尺场比尺场”为理想的砼条形场地,埋有尺段标志。将为理想的砼条形场地,埋有尺段标志。将 待检定的待检定的钢尺,用精密量距的方法,对该标准距离钢尺,用精密量距的方法,对该标准距离L 进行丈量。通过对量距结果进行丈量。通过对量距结果的整理,得出该钢尺的的整理,得出该钢尺的 尺长方程式尺长方
6、程式。钢钢 0尺名义长尺名义长(m);t0 标准温度,一般取标准温度,一般取20;d 尺长改正值尺长改正值(mm);t 丈量时温度丈量时温度()钢的膨胀系数,钢的膨胀系数,1.210-5/;5.1.5 钢尺检定钢尺检定1.尺长方程式:尺长方程式:=0+d+(t-t0)0ch4距离测量与直线定向共46页,您现在浏览的是第6页!五、钢尺量距的误差来源及减弱措施五、钢尺量距的误差来源及减弱措施 1 定线误差及影响 2 钢尺不水平引起的误差 3 温度变化引起的误差 4 拉力误差的影响 5 垂曲误差 6 尺长误差 7 丈量误差ch4距离测量与直线定向共46页,您现在浏览的是第7页!5.2.2 视准轴水平
7、时的视距计算公式视准轴水平时的视距计算公式 AB为待测距离为待测距离,在在A点安置经纬仪点安置经纬仪,B点竖立视点竖立视距尺距尺,设望远镜视线水平设望远镜视线水平,瞄准瞄准B点的视距尺点的视距尺,此时视此时视线与视距尺垂直。线与视距尺垂直。ch4距离测量与直线定向共46页,您现在浏览的是第8页!5.2.3 视线倾斜时的视距测量公式视线倾斜时的视距测量公式(1)水平距离公式水平距离公式:(2)高差公式高差公式:ch4距离测量与直线定向共46页,您现在浏览的是第9页!(3)转动竖盘指标水准管微)转动竖盘指标水准管微动螺旋使竖盘指标水准管气动螺旋使竖盘指标水准管气泡居中,读取竖盘读数,算泡居中,读取
8、竖盘读数,算出竖直角。对有竖盘指标自出竖直角。对有竖盘指标自动归零装置的仪器,应打开动归零装置的仪器,应打开自动归零装置后再读数;自动归零装置后再读数;(4 4)根据视距公式,计根据视距公式,计算水平距离和高差及立尺算水平距离和高差及立尺点的高程。点的高程。ch4距离测量与直线定向共46页,您现在浏览的是第10页!t该仪器采用该仪器采用5mw5mw的氦的氦-氖激光器作发光元件,白天测程为氖激光器作发光元件,白天测程为40km40km,夜间测程达,夜间测程达60km60km,测距精度,测距精度(5mm+1ppm)(5mm+1ppm),主机重量,主机重量23kg23kg。t我国的武汉地震大队也于我
9、国的武汉地震大队也于19691969年研制成功了年研制成功了JCY-1JCY-1型激光型激光测距仪,测距仪,19741974年又研制并生产了年又研制并生产了JCY-2JCY-2型激光测距仪。该仪型激光测距仪。该仪器采用器采用2.5mw2.5mw的氦的氦-氖激光器作发光元件,白天测程为氖激光器作发光元件,白天测程为20km20km,测距精度测距精度(5mm+1ppm)(5mm+1ppm),主机重量,主机重量16.3kg16.3kg。19601960年世界上成功研制出了台红宝石激光器和台氦年世界上成功研制出了台红宝石激光器和台氦-氖激氖激光器,光器,19621962年砷化镓半导体激光器研制成功。年
10、砷化镓半导体激光器研制成功。与白炽灯比较,激光的优点是发散角小、穿透力强、传输与白炽灯比较,激光的优点是发散角小、穿透力强、传输的距离远、不受太阳光干扰、基本上可以全天侯作业。的距离远、不受太阳光干扰、基本上可以全天侯作业。19671967年年AGAAGA公司推出了世界上台商品化的激光测距仪公司推出了世界上台商品化的激光测距仪AGA-8AGA-8。ch4距离测量与直线定向共46页,您现在浏览的是第11页!二、电磁波测距仪分类二、电磁波测距仪分类1.按其所采用的载波(光源)可分为:按其所采用的载波(光源)可分为:微波测距仪微波测距仪(microwave EDM instrument);激光测距仪
11、激光测距仪(laser EDM instrument);红外测距仪红外测距仪(infrared EDM instrument);2.按测程分为:按测程分为:短程测距仪短程测距仪(5km)中程测距仪中程测距仪(515km)远程测距仪远程测距仪(15km)4.按测距原理分为:按测距原理分为:脉冲式;脉冲式;相位式相位式3.按精度分为:按精度分为:级测距仪级测距仪(mD 5mm)级测距仪级测距仪(5 mD 10mm)级测距仪级测距仪(mD 10mm)ch4距离测量与直线定向共46页,您现在浏览的是第12页!直接测时直接测时-该类测距仪称该类测距仪称为为脉冲式测距仪脉冲式测距仪,该仪器因,该仪器因其精
12、度较低,通常只用于精其精度较低,通常只用于精度较低的远距离测量、地形度较低的远距离测量、地形测量和炮瞄雷达测距。测量和炮瞄雷达测距。间接测时间接测时-用测定相位用测定相位的方法来测定距离,此类仪的方法来测定距离,此类仪器称为相位式测距仪。器称为相位式测距仪。现有的精密光电测距仪都现有的精密光电测距仪都不采用直接测时的方法,而不采用直接测时的方法,而采用间接测时。采用间接测时。电磁波测电磁波测距方式距方式电磁波测距方式电磁波测距方式ch4距离测量与直线定向共46页,您现在浏览的是第13页!2.相位式相位式测距原理测距原理 用测定相位的方法来测定距离,此类仪器称为用测定相位的方法来测定距离,此类仪
13、器称为相位式测距仪。相位式测距仪。它是用一种连续波(精密光波测距仪采用光波)它是用一种连续波(精密光波测距仪采用光波)作为作为“运输工具运输工具”(称为载波),通过一个调(称为载波),通过一个调制器使载波的振幅或频率按照调制波的变化做制器使载波的振幅或频率按照调制波的变化做周期性变化。周期性变化。测距时,通过测量调制波在待测距离上往返传测距时,通过测量调制波在待测距离上往返传播所产生的相位变化,间接地确定传播时间播所产生的相位变化,间接地确定传播时间t t,进而求得待测距离,进而求得待测距离D D。ch4距离测量与直线定向共46页,您现在浏览的是第14页!相位式测距原理相位式测距原理设调制信号
14、为正弦信号,包含设调制信号为正弦信号,包含22的整倍数的整倍数N2N2,和不足和不足22的尾数部分的尾数部分,即:,即:代入前面公式代入前面公式:ch4距离测量与直线定向共46页,您现在浏览的是第15页!5.3.2 5.3.2 光电测距仪的组成光电测距仪的组成ch4距离测量与直线定向共46页,您现在浏览的是第16页!(一)(一)全站仪概述全站仪概述(二)(二)全站仪的功能全站仪的功能 (三)(三)几种全站仪及其基本应用几种全站仪及其基本应用5.3.4 全站仪及其使用全站仪及其使用ch4距离测量与直线定向共46页,您现在浏览的是第17页!Leica Leica 全站仪全站仪ch4距离测量与直线定
15、向共46页,您现在浏览的是第18页!(一)(一)全站仪概述全站仪概述全站仪全站仪(total station)是由电子测角、光电测是由电子测角、光电测距、微型机及其软件组合而成的智能型光电测距、微型机及其软件组合而成的智能型光电测量仪器。全站仪的基本功能是量仪器。全站仪的基本功能是测量水平角、竖测量水平角、竖直角和距离。直角和距离。t同时进行角度测量同时进行角度测量(水平角、竖直角水平角、竖直角)和距离测量和距离测量(斜斜距距S、平距平距D、高差、高差h).t测距系统光轴与测角系统视准轴同轴(三轴同一);测距系统光轴与测角系统视准轴同轴(三轴同一);t显示测点的角度显示测点的角度(方向值方向值
16、)、距离、高差或三维坐标;、距离、高差或三维坐标;t拥有后方交会、放样、偏心测量、悬高测量、对边测量、拥有后方交会、放样、偏心测量、悬高测量、对边测量、面积计算等高级测量功能。面积计算等高级测量功能。t拥有较大容量的内部存储器,以数据文件形式存储已知点拥有较大容量的内部存储器,以数据文件形式存储已知点和观测点的点号、编码、三维坐标;和观测点的点号、编码、三维坐标;t实现全站仪与计算机的数据通讯;实现全站仪与计算机的数据通讯;t 高精度全站仪测角达高精度全站仪测角达0.5秒级,测距精度达秒级,测距精度达(0.1mm+0.1PPM);t 与计算机联合组成的智能观测系统能实现全自动瞄准、与计算机联合
17、组成的智能观测系统能实现全自动瞄准、观测、记录、存储和数据的传输,被称为测量机器人。观测、记录、存储和数据的传输,被称为测量机器人。特点:特点:ch4距离测量与直线定向共46页,您现在浏览的是第19页!测量仪器总的发展过程测量仪器总的发展过程光学经纬仪光学经纬仪 电子经纬仪电子经纬仪 速测全站仪速测全站仪 全站仪。全站仪。全站仪的发展过程:全站仪的发展过程:1.1.普通型全站仪普通型全站仪2.2.功能型全站仪功能型全站仪3.3.磁卡型全站仪磁卡型全站仪4.4.内存式全站仪内存式全站仪 5.5.全自动智能全站仪全自动智能全站仪全站仪生产厂家:全站仪生产厂家:瑞士:徕卡瑞士:徕卡LeicaLeic
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