測繪基礎(chǔ) 課件 4.3 -光電測距

學(xué)會光電測距電磁波測距儀第一部分電磁波測距儀用電磁波（光波或微波）作為載波傳輸測距信號以測量兩點間距離的一種方法測距儀分類:

電磁波測距儀按測距儀裝備的光源分類1、光電測距儀（可見光、紅外光、激光）2、微波測距儀

（無線電波、微波）按測程分類短程測距儀（測程小于5km）中程測距儀（測程5km-30km）遠(yuǎn)程測距儀（測程30km以上)電磁波測距儀

一級：小于5mm二級：5—10mm三級：10—20mm式中A——儀器標(biāo)稱精度中的固定誤差，以mm為單位；B——儀器標(biāo)稱精度中的比例誤差系數(shù)，以mm/km為單位；D——測距邊長度，以km為單位。某短程紅外測距儀的精度為當(dāng)距離D為0.6km時，測距精度是mD=±8mm。

(通常寫作ppm)例：電磁波測距儀的優(yōu)點1、測程遠(yuǎn)、精度高2、受地形限制少等優(yōu)點3、作業(yè)快、工作強度低電磁波測距儀工程測量中應(yīng)用較多的是短程紅外光電測距儀測距原理第二部分光電測距儀是通過測量光波在待測距離D上往、返傳播的時間t2D，計算待測距離D：式中：C

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光波在空氣中的傳播速度測距方法第三部分光電測距儀按照t2D的不同測量方式，可分為脈沖式（直接測定時間）相位式（間接測定時間）測距方法一、脈沖式光電測距儀將發(fā)射光波的光強調(diào)制成一定頻率的尖脈沖，通過測量發(fā)射的尖脈沖在待測距離上往返傳播的時間來計算距離脈沖測距原理圖計數(shù)器只能記憶整數(shù)個時鐘脈沖，不足一周期的時間被丟掉了；測距精度較低，一般在“米”級，最好的達(dá)“分米”級：脈沖的振蕩頻率q：計數(shù)器計得的時鐘脈沖個數(shù)測距方法二、相位式光電測距儀將發(fā)射光強調(diào)制成正弦波的形式，通過測量正弦光波在待測距離上往、返傳播的相位移來解算時間。將返程的正弦波以棱鏡站為中心對稱展開后的圖形：測距方法由于：所以：則：式中：?。簞t不同的調(diào)制頻率?對應(yīng)的測尺長見下表：調(diào)制頻率越大測尺長度越短測距方法測距方法例如，一臺測程為1km的相位式光電測距儀設(shè)置有10m、1000m兩個測尺，有表4可以查出其對應(yīng)的調(diào)制頻率為15MHZ，150KHZ，假設(shè)某段距離為586.486，則：用1000m的粗測尺測量的距離為：用10m的精測尺測量的距離為：精粗測尺測距組合過程為：587.1

粗測尺測距結(jié)果6.486

精測尺測距結(jié)果586.486m

組合結(jié)果精粗測尺測距組合的過程有測距儀內(nèi)的微處理自動完成，并輸送到顯示窗顯示，無須用戶干涉三、氣象改正與棱鏡常數(shù)距離測量時，距離值會受測量時大氣條件的影響為了顧及大氣條件的影響，距離測量時須使用氣象改正參數(shù)修正測量成果溫度（t）儀器周圍的空氣溫度氣壓（P）儀器周圍的大氣壓PPM值計算并顯示氣象改正值測距方法測距方法大氣改正的計算大氣改正值由大氣溫度、大氣壓力、海拔高度、空氣濕度推算出來的改正值與空氣中的氣壓或溫度有關(guān)計算方式如上：(計算單位：米)注：當(dāng)T20℃和P1013hPa時是儀器設(shè)置的一個標(biāo)準(zhǔn)值，此時的大氣改正為0ppm測距方法由于光在反射棱鏡中傳播的速度比在空氣中傳播的速度慢，棱鏡中增加的時長，會對距離增大一個常量。這個增大的數(shù)值就是棱鏡常數(shù)棱鏡常數(shù)PSM:-30PSM:0測距方法棱鏡常數(shù)光電測距的注意事項(1)

防止日曬雨淋，在儀器使用和運輸中應(yīng)注意防震。(2)

嚴(yán)防陽光及強光直射物鏡，以免損壞光電器件。(3)

儀器長期不用時，應(yīng)將電池取出。

(4)

測線應(yīng)離開地面障礙物一定高度，避免通過發(fā)熱體和較寬水面上空，避開強電磁場干擾的地方。(5)

鏡站的后面不應(yīng)有反光鏡和強光源等背景干擾。(6)

應(yīng)在大氣條件比較穩(wěn)定和通視良好的條件下觀測。全站儀及其使用第四部分全站儀——集測距裝置、測角裝置和微處理器為一體，能自動測量和計算，并通過電子手簿或直接實現(xiàn)自動記錄、存儲和輸出的測量儀器，稱為全站式電子速測儀，簡稱全站儀。全站儀主要品牌瑞士徠卡系列日本索佳系列日本拓普康系列日本尼康系列日本賓得系列美國天寶系列德國菜司系列瑞典捷創(chuàng)力系列國產(chǎn)南方系列全站儀的基本結(jié)構(gòu)全站儀的基本結(jié)構(gòu)1.測前的準(zhǔn)備工作1）安置儀器

2）開機(jī)水平角測量（1）按角度測量鍵，使全站儀處于角度測量模式，照準(zhǔn)第一個目標(biāo)A。（2）設(shè)置A方向的水平度盤讀數(shù)為0°00′00″。置零（0SET）

（3）照準(zhǔn)第二個目標(biāo)B，此時顯示的水平度盤讀數(shù)即為兩方向間的水平夾角。步驟同用經(jīng)緯儀操作，配置度盤時，可以用“置盤”（HSET）（3）量儀器高、棱鏡高并輸入全站儀。距離測量（1）設(shè)置棱鏡常數(shù)。（2）設(shè)置大氣改正值或氣溫、氣壓值。（4）距離測量照準(zhǔn)目標(biāo)棱鏡中心，按測距鍵，距離測量開始，測距完成時顯示斜距、平距、高差。精測模式是最常用的測距模式，測量時間約2.5S，最小顯示單位1mm；跟蹤模式，常用于跟蹤移動目標(biāo)或放樣時連續(xù)測距，最小顯示一般為1cm，每次測距時間約0.3S；粗測模式，測量時間約0.7S，最小顯示單位1cm或