距離測量-光電測距儀測距(水利水電工程測量課件)

距離測量—光電測距儀測距(水利水電工程測量課件)2024-01-14匯報人：AACATALOGUE目錄引言光電測距儀的基本組成與工作原理光電測距儀的操作與使用光電測距儀在水利水電工程測量中的應(yīng)用光電測距儀的誤差來源與精度分析光電測距儀的發(fā)展趨勢與展望CHAPTER引言01水利水電工程是國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分，其測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性對于工程的設(shè)計、施工和運營管理至關(guān)重要。水利水電工程測量的重要性隨著科技的不斷發(fā)展，光電測距儀作為一種先進的測量工具，在水利水電工程測量中得到了廣泛應(yīng)用，提高了測量的精度和效率。光電測距儀的應(yīng)用目的和背景光電測距儀利用光電轉(zhuǎn)換技術(shù)，通過測量光信號在空氣中的傳播時間來計算距離。其主要由發(fā)射器、接收器和計時器等部分組成。發(fā)射器發(fā)出光信號，經(jīng)目標(biāo)反射后被接收器接收，計時器記錄光信號往返時間，從而計算出距離。原理根據(jù)測量原理和使用方式的不同，光電測距儀可分為脈沖式測距儀和相位式測距儀兩種。脈沖式測距儀通過測量脈沖信號的往返時間來計算距離，適用于遠距離測量；相位式測距儀則通過測量連續(xù)波信號的相位差來計算距離，適用于近距離高精度測量。分類光電測距儀的原理及分類CHAPTER光電測距儀的基本組成與工作原理02產(chǎn)生測距光脈沖，一般采用半導(dǎo)體激光器或發(fā)光二極管。光源驅(qū)動電路光學(xué)系統(tǒng)為光源提供脈沖電流，控制光源發(fā)射測距光脈沖。將光源發(fā)出的光脈沖準(zhǔn)直、擴束，并射向目標(biāo)。030201發(fā)射系統(tǒng)接收目標(biāo)反射回來的光脈沖，并將其會聚到光電器件上。接收光學(xué)系統(tǒng)將接收到的光脈沖轉(zhuǎn)換為電信號。光電器件對光電器件輸出的微弱電信號進行放大，以便后續(xù)處理。放大電路接收系統(tǒng)測量測距光脈沖往返時間，一般采用高精度石英晶體振蕩器作為計時基準(zhǔn)。計時器控制計時器的啟動和停止，確保準(zhǔn)確測量光脈沖的往返時間?？刂齐娐酚嫊r系統(tǒng)

測距原理脈沖法測距通過測量測距光脈沖從發(fā)射到接收的時間間隔，結(jié)合光速值計算出距離。相位法測距通過測量發(fā)射光波與接收光波之間的相位差來計算距離，適用于短距離高精度測量。激光干涉測距利用激光干涉原理進行距離測量，具有極高的測量精度，但受環(huán)境因素影響較大。CHAPTER光電測距儀的操作與使用03儀器的安置與對中選擇通視良好、便于安置儀器和觀測的地點作為測站。將腳架穩(wěn)固地安置在測站上，調(diào)節(jié)腳架高度使觀測者操作方便。通過目估或粗略測量，使儀器大致對準(zhǔn)測站點。使用對中器進行精確對中，使儀器精確對準(zhǔn)測站點。選擇測站安置腳架粗對中精對中粗平精平瞄準(zhǔn)目標(biāo)調(diào)焦與照準(zhǔn)整平與瞄準(zhǔn)01020304通過調(diào)節(jié)腳螺旋使圓水準(zhǔn)器氣泡居中，實現(xiàn)儀器的粗略整平。使用管水準(zhǔn)器進行精確整平，使儀器視線精確水平。通過望遠鏡瞄準(zhǔn)目標(biāo)，使目標(biāo)清晰地成像在十字絲平面上。調(diào)節(jié)望遠鏡焦距和照準(zhǔn)部，使目標(biāo)像清晰且十字絲準(zhǔn)確對準(zhǔn)目標(biāo)。觀測準(zhǔn)備開始觀測多次觀測數(shù)據(jù)記錄觀測與記錄檢查儀器設(shè)置和參數(shù)，確保觀測條件良好。進行多次觀測以減小誤差和提高精度。啟動測距儀進行測量，記錄觀測數(shù)據(jù)。詳細記錄每次觀測的數(shù)據(jù)和相關(guān)信息，如測站點、目標(biāo)點、距離、角度等。檢查觀測數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性，剔除異常值。數(shù)據(jù)檢查對觀測數(shù)據(jù)進行必要的處理，如求平均值、計算標(biāo)準(zhǔn)差等。數(shù)據(jù)處理將處理后的數(shù)據(jù)以圖表或報告的形式輸出，供后續(xù)分析和使用。成果輸出妥善存儲和備份觀測數(shù)據(jù)和處理結(jié)果，以便后續(xù)使用和參考。數(shù)據(jù)存儲與備份數(shù)據(jù)處理與成果CHAPTER光電測距儀在水利水電工程測量中的應(yīng)用04利用光電測距儀進行高精度距離測量，建立水利水電工程控制網(wǎng)，為后續(xù)測量工作提供基準(zhǔn)。建立控制網(wǎng)在控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上，進行導(dǎo)線測量，將控制點連接起來，形成完整的測量網(wǎng)絡(luò)。導(dǎo)線測量通過光電測距儀測量高差，建立高程控制網(wǎng)，為地形測量和工程放樣提供高程基準(zhǔn)。高程控制控制測量斷面測量對河流、渠道等水利工程進行斷面測量，獲取斷面形狀和尺寸信息。地形圖測繪利用光電測距儀進行地形點的高程和坐標(biāo)測量，結(jié)合其他測量數(shù)據(jù)，繪制地形圖。水下地形測量利用光電測距儀結(jié)合水下探測設(shè)備，對水下地形進行測量和繪制。地形測量根據(jù)設(shè)計圖紙和測量數(shù)據(jù)，利用光電測距儀進行施工放樣，指導(dǎo)工程施工。施工放樣對水利水電工程中的設(shè)備、構(gòu)件等進行安裝定位，確保工程的準(zhǔn)確性和安全性。安裝定位在變形監(jiān)測中，利用光電測距儀進行監(jiān)測點的放樣和定位。變形監(jiān)測點放樣工程放樣建筑物變形監(jiān)測利用光電測距儀對建筑物進行變形監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)和處理潛在的安全隱患。滑坡、泥石流等災(zāi)害監(jiān)測結(jié)合其他監(jiān)測手段，利用光電測距儀對滑坡、泥石流等災(zāi)害進行實時監(jiān)測和預(yù)警?；鶞?zhǔn)網(wǎng)監(jiān)測對水利水電工程中的基準(zhǔn)網(wǎng)進行定期監(jiān)測，確保其穩(wěn)定性和可靠性。變形監(jiān)測CHAPTER光電測距儀的誤差來源與精度分析05123由于儀器設(shè)計、制造和裝配等原因引起的誤差。儀器結(jié)構(gòu)誤差包括望遠鏡調(diào)焦誤差、照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器誤差等。光學(xué)系統(tǒng)誤差光電轉(zhuǎn)換器件性能不穩(wěn)定或老化引起的誤差。光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)誤差儀器誤差大氣密度分布不均勻?qū)е鹿饩€傳播路徑發(fā)生彎曲，從而產(chǎn)生測距誤差。大氣溫度梯度變化會引起大氣折射率的改變，進而影響測距精度。大氣折射誤差大氣溫度梯度大氣密度不均勻測相方法誤差不同的測相方法（如相位比較法、相位干涉法等）會帶來不同的誤差。信號質(zhì)量影響信號質(zhì)量差（如信噪比低、波形失真等）會導(dǎo)致測相精度降低。測相誤差03儀器校準(zhǔn)與檢驗定期對光電測距儀進行校準(zhǔn)和檢驗，以減小加常數(shù)和乘常數(shù)誤差的影響。01加常數(shù)誤差與測距儀內(nèi)部光路長度有關(guān)的固定誤差。02乘常數(shù)誤差與測距儀內(nèi)部光路長度和反射相移有關(guān)的比例誤差。加常數(shù)和乘常數(shù)誤差CHAPTER光電測距儀的發(fā)展趨勢與展望06高精度測距技術(shù)隨著科技的不斷進步，新型光電測距儀將更加注重高精度測距技術(shù)的發(fā)展，提高測量精度和穩(wěn)定性。多功能集成未來光電測距儀將實現(xiàn)更多功能的集成，如測角、測高、測速等，以滿足不同領(lǐng)域的需求。便攜性與輕量化為了滿足野外作業(yè)和便攜使用的需求，新型光電測距儀將更加注重便攜性和輕量化設(shè)計。新型光電測距儀的研制與開發(fā)與全站儀的融合全站儀具有多種測量功能，未來將與光電測距儀進一步融合，提高測量效率和精度。與激光掃描儀的聯(lián)合應(yīng)用激光掃描儀能夠快速獲取三維空間數(shù)據(jù)，與光電測距儀聯(lián)合應(yīng)用將實現(xiàn)更加全面、準(zhǔn)確的測量。與GPS/GNSS的集成光電測距儀將與GPS/GNSS等衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)快速、準(zhǔn)確的定位與測量。光電測距儀與其他測量儀器的集成與融合借助人工智能、機器學(xué)習(xí)等技術(shù)，光電測距儀將實現(xiàn)智能化測量