(3.4)--4第四章 距离测量控制测量学.ppt

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1、公司公司徽标徽标 工工 程程 控控 制制 测测 量量 第四章第四章 距离测量距离测量第四章第四章 距离测量距离测量4.1 测距仪器的分类测距仪器的分类电磁波测距仪器分类电磁波测距仪器分类按测定按测定时间时间方法方法:脉冲式脉冲式、相位式相位式按测程按测程:长程、中程、短程长程、中程、短程按载波源按载波源:激光、红外光、微波激光、红外光、微波按载波数按载波数:单载波、双载波、三载波单载波、双载波、三载波按反射目标按反射目标:非协作、协作、有源反射器非协作、协作、有源反射器按仪器测距精度按仪器测距精度:I、级级第四章第四章 距离测量距离测量电磁波测距仪器精度电磁波测距仪器精度:测距中误差测距中误差

2、固定误差固定误差,主要由仪器加常数的测定误差、主要由仪器加常数的测定误差、测相误差等引起，与距离大小无关。测相误差等引起，与距离大小无关。比例误差，主要由仪器频率误差、大气折比例误差，主要由仪器频率误差、大气折射率误差引起，与距离大小有关。射率误差引起，与距离大小有关。第四章第四章 距离测量距离测量4.2 4.2 相位法测距相位法测距4.2.1相位法测距原理相位法测距原理基本原理与公式基本原理与公式第四章第四章 距离测量距离测量第四章第四章 距离测量距离测量 值的确定值的确定测尺长度大于距离时，可求得确定距离值。测尺长度大于距离时，可求得确定距离值。为扩大单值解测程就要选用长的测尺，即为扩大单

3、值解测程就要选用长的测尺，即选用较低的调制频率选用较低的调制频率,但精度随着降低。但精度随着降低。第四章第四章 距离测量距离测量为解决扩大测程与提高精度的矛盾，用长测为解决扩大测程与提高精度的矛盾，用长测尺尺(又称粗测尺又称粗测尺)保证测程，用短测尺保证测程，用短测尺(又称又称精测尺精测尺)保证精度，也解决保证精度，也解决“多值性多值性”问题。问题。测程较长时，各调制频率值相差很大，一般测程较长时，各调制频率值相差很大，一般测程大的相位式测距仪都采用一组数值上测程大的相位式测距仪都采用一组数值上比较接近的间接测尺频率，并利用其差频比较接近的间接测尺频率，并利用其差频频率作为粗测尺频率。频率作为

4、粗测尺频率。第四章第四章 距离测量距离测量4.2.2 ME5000测距仪测距测距仪测距 ME5000测距能力测距能力(0.2mm+0.210-6D),（D：km）单棱镜测程约单棱镜测程约4km，三棱镜测程约，三棱镜测程约8km。第四章第四章 距离测量距离测量ME5000测距步骤测距步骤测距步骤测距步骤(p57)第四章第四章 距离测量距离测量ME5000ME5000所测距离的气象改正所测距离的气象改正第四章第四章 距离测量距离测量4.2.3 Leica 全站仪测距全站仪测距高频测距高频测距TCA2003:（0.5,1mm+110-6D），测），测程（圆棱镜（程（圆棱镜（GPR1），），2500m

5、；360棱镜棱镜（GRZ4），），1300m；微型棱镜；微型棱镜（GMP101），），900m；反射片；反射片60mm60mm，200m）。）。TCRP1201+:（1.0,1mm+110-6D），），中文菜单显示。中文菜单显示。圆棱镜（圆棱镜（GPR1）GRZ4GMP101TM50第四章第四章 距离测量距离测量动态频率校正动态频率校正如果测距频率发生偏离或漂移，测尺就会不准，产如果测距频率发生偏离或漂移，测尺就会不准，产生比例误差，从而降低测距精度。生比例误差，从而降低测距精度。具有三种不同类型的精测频率：具有三种不同类型的精测频率：标称频率、标称频率、实实际频率、际频率、计算频率。能够适时

6、提取仪器内的温度计算频率。能够适时提取仪器内的温度变化参数，提供相应的计算频率代表实际发射频率变化参数，提供相应的计算频率代表实际发射频率进行距离解算。进行距离解算。第四章第四章 距离测量距离测量 IR、RL、ATR、GPS集合集合红外测距（红外测距（IR）、激光测距（）、激光测距（RL）、自动目标识）、自动目标识别（别（ATR）、）、GPS集合，协作、非协作目标。集合，协作、非协作目标。TCA2003将马达驱动、将马达驱动、IR、ATR集合集合;TCRP1201+将马达驱动、将马达驱动、IR、RL、ATR、导向、导向光集合光集合;TCR1201R400+/R1000+，无协作目标，无协作目标

7、，(2mm+210-6D，)，可借助仪器发射的可见红，可借助仪器发射的可见红色激光束及其光斑照准目标。色激光束及其光斑照准目标。TPS1200+系列与系列与GPS1200系统兼容，可升级为系统兼容，可升级为新型仪器新型仪器SmartStation。第四章第四章 距离测量距离测量4.2.4 苏光苏光RTS010全站仪测距全站仪测距第四章第四章 距离测量距离测量苏光苏光RTS010全站仪测距全站仪测距第四章第四章 距离测量距离测量苏光苏光RTS010全站仪测距全站仪测距第四章第四章 距离测量距离测量4.3距离测量的误差来源距离测量的误差来源4.3.1测距误差分析测距误差分析大气折射率对电磁波传播速

8、度的影响大气折射率对电磁波传播速度的影响仪器常数（加常数和乘常数）的影响仪器常数（加常数和乘常数）的影响第四章第四章 距离测量距离测量第四章第四章 距离测量距离测量4.3.2测距精度测距精度仪器的测距精度估算仪器的测距精度估算内符合精度内符合精度外符合精度外符合精度第四章第四章 距离测量距离测量控制网的测距精度控制网的测距精度单位权中误差单位权中误差任意边测距中误差任意边测距中误差平均测距中误差平均测距中误差第四章第四章 距离测量距离测量4.3.3加常数和乘常数的测定加常数和乘常数的测定用六段解析法测定加常数用六段解析法测定加常数6测段测段不需预先知道测线精确长度，只需要通过仪器本身测量并平差

9、即可求得加常数现场视频第四章第四章 距离测量距离测量21个测段个测段(全组合全组合)用六段比较法测定加、乘常数用六段比较法测定加、乘常数在基线场，用仪器对已知长度基线进行观测，在基线场，用仪器对已知长度基线进行观测，将观测值与基线值进行比较，求得加、乘常将观测值与基线值进行比较，求得加、乘常数。数。第四章第四章 距离测量距离测量4.3.4周期误差的测定周期误差的测定周期误差的概念周期误差的概念主要来源于仪器内部固定的串扰信号。主要来源于仪器内部固定的串扰信号。串扰信号产生附加相移串扰信号产生附加相移,引起的周期误差的周期对引起的周期误差的周期对应于精测尺长度。应于精测尺长度。将周期误差振幅压低

10、到测距中误差的将周期误差振幅压低到测距中误差的50以内。以内。第四章第四章 距离测量距离测量周期误差改正周期误差改正当周期误差振幅大于测距中误差的当周期误差振幅大于测距中误差的50时，应在时，应在测距成果中加入周期误差改正测距成果中加入周期误差改正.改正数计算公式改正数计算公式为周期误差改正数，其正负号由正弦函数值决定；A为周期误差的振幅；为初相角；为被测距离的尾数相对应的相位角。第四章第四章 距离测量距离测量周期误差的测定周期误差的测定-平台法（平台法（50-100m）每次移动测尺长度的1/40第四章第四章 距离测量距离测量4.4 距离测量与归算距离测量与归算4.4.1测距的实施测距的实施仪

11、器及辅助工具的检校仪器及辅助工具的检校测距边的选择：测距边的选择：地表覆盖、电线、电磁场、倾角地表覆盖、电线、电磁场、倾角测距作业要求测距作业要求对中误差不大于对中误差不大于2mm;气象条件稳定时测量气象条件稳定时测量;选用选用通风干湿温度计和高原型空盒气压表通风干湿温度计和高原型空盒气压表,气象测量符气象测量符合要求合要求;距离和垂直角对向观测。距离和垂直角对向观测。DHM2型机械通风型机械通风-干湿温度计干湿温度计DYM3型空盒气压表型空盒气压表DHM2型机械通风型机械通风-干湿温度计干湿温度计DYM3型空盒气压表型空盒气压表DYM3型空盒气压表型空盒气压表第四章第四章 距离测量距离测量测

12、距技术要求测距技术要求第四章第四章 距离测量距离测量4.4.2距离的归算距离的归算仪器中心与棱镜中心间的光波弧长仪器中心与棱镜中心间的光波弧长控制点之间水平距离控制点之间水平距离大地线弧长大地线弧长高斯平面水平距离高斯平面水平距离仪器误差的改正仪器误差的改正距离初值距离初值-弧长弧长加常数改正、乘常数改正加常数改正、乘常数改正周期误差改正周期误差改正第四章第四章 距离测量距离测量大气折射误差的改正大气折射误差的改正大气折射率是大气温度、压力等气象元素的大气折射率是大气温度、压力等气象元素的函数，通常称为气象改正。函数，通常称为气象改正。气象代表性误差改正气象代表性误差改正未采用全测线折射率积分

13、的平均值，对工程控制网影响较小，可忽略！第四章第四章 距离测量距离测量几何改正几何改正弧长归算为斜距弧长归算为斜距斜距归算为平距斜距归算为平距测区平均高程面上的平距测区平均高程面上的平距平距归算为椭球面上的弧长平距归算为椭球面上的弧长 r波道曲率半径测区平均高程异常第四章第四章 距离测量距离测量投影改正投影改正u2测距仪器的精度表达式是什么?其中各符号的含义是什么?u4测距仪器的测尺频率、测尺长度、测距精度之间有什么关系?u 测距仪器的仪器常数指什么?它主要是什么原因产生的?u 电磁波测距的误差来源有哪些?u 什么叫测距仪器的内符合精度和外符合精度?u 如何用六段解析法测定测距仪器设备的加常数?u 全站仪测距时如何实施有关的仪器误差和大气折射误差改正?u 距离几何改正的高程面有哪些?如何计算?u 怎样理解工程控制测量中关于距离的几何改正和投影改正问题?第四章第四章 距离距离测量量思考题思考题