距离测量解析PPT学习教案

1、会计学1距离测量解析距离测量解析1 绪 论2 水准测量3 角度测量4 距离测量5 坐标测量6 地形图基本知识7 地形图测绘第1页/共45页8 地形图的应用9 工程放样的基本工作10 建筑工程测量11 线路工程测量12 桥梁工程测量13 地下工程测量 14 变形测量第2页/共45页 4 距 离 测 量第3页/共45页目目录录下下页页上上页页内容提要内容提要能力要求能力要求 本章主要介绍距离测量的基本原理和方法，包括钢尺量距、视距测量和光电测距。本章的教学重点为距离测量的方法；教学难点为距离测量的成果整理。 通过本章的学习，学生应该了解钢尺量距的一般方法，学会量距成果的整理；清楚视距测量的原理，掌

2、握用视距测量的方法进行水平距离和高差的测定；了解电磁波测距的基本原理。 第4页/共45页4.1 钢尺量距4.2 视距测量4.3 光电测距 习题与思考题目目录录下下页页上上页页第5页/共45页目目录录下下页页上上页页4.1钢尺量距钢尺量距第6页/共45页钢尺钢尺4.1钢尺量距钢尺量距目目录录下下页页上上页页第7页/共45页4.1钢尺量距钢尺量距目目录录下下页页上上页页第8页/共45页目估定线目估定线（由近及远，三点一线）（由近及远，三点一线） 在在A A、B B两点竖立标杆两点竖立标杆 甲站在甲站在A A点标杆后约点标杆后约12m12m处单眼目估处单眼目估ABAB视线，指视线，指挥乙左右移动标杆

3、，直至甲从挥乙左右移动标杆，直至甲从A A点沿标杆同侧看到点沿标杆同侧看到A A、2 2、B B三支标杆在同一直线上为止。三支标杆在同一直线上为止。多用于一般钢尺量距多用于一般钢尺量距4.1钢尺量距钢尺量距目目录录下下页页上上页页第9页/共45页A1325B4多用于一般量距和精密钢尺量距多用于一般量距和精密钢尺量距目目录录下下页页上上页页4.1钢尺量距钢尺量距第10页/共45页qLnDAB4.1钢尺量距钢尺量距目目录录下下页页上上页页第11页/共45页目目录录下下页页上上页页4.1钢尺量距钢尺量距第12页/共45页目目录录下下页页上上页页4.1钢尺量距钢尺量距第13页/共45页经过检定的钢尺长

4、度可用尺长方程示：经过检定的钢尺长度可用尺长方程示：000)(lttlllt精密钢尺量距（精密钢尺量距（1/10 0001/250 0001/10 0001/250 000）尺长方程：尺长方程： 钢尺膨胀系数 t 丈量时温度 t0 标准温度 尺长改正数 名义长度l0l 实际长度tl4.1钢尺量距钢尺量距目目录录下下页页上上页页第14页/共45页lttlt)(0htdllllDlllld0lhlh22目目录录下下页页上上页页4.1钢尺量距钢尺量距第15页/共45页量距精度评定量距精度评定 为了校核、提高精度，还要进行返测，用往、为了校核、提高精度，还要进行返测，用往、返测长度之差与全长平均数之比

5、，并化成分子为返测长度之差与全长平均数之比，并化成分子为1 1的分数来衡量距离丈量的精度。这个比值称为的分数来衡量距离丈量的精度。这个比值称为：返往平均DDDK-14.1钢尺量距钢尺量距目目录录下下页页上上页页第16页/共45页目目录录下下页页上上页页fdD4.2视距测量视距测量plfdfdDlpfd flpfDKpfcf通常情况下K=100，c=0lKlD100=4.2视距测量视距测量第17页/共45页vih-=目目录录下下页页上上页页4.2视距测量视距测量第18页/共45页NMl 由于十字丝上下丝间距离很短，故由于十字丝上下丝间距离很短，故 角很小，略为角很小，略为1717，近似地有：，近

6、似地有：MMMMO= NNO= NNO=90O=90。设。设 二、视准轴倾斜时的视距公式二、视准轴倾斜时的视距公式coscoscoslobaobooalNMl 有：有：4.2视距测量视距测量目目录录下下页页上上页页第19页/共45页倾斜距离倾斜距离S S为：为：cosKllKScoscos2KlSDviKlhviDh-2sin21-tan+=+=水平距离水平距离D D为：为： 高差高差h h为：为：二、视准轴倾斜时的视距公式二、视准轴倾斜时的视距公式目目录录下下页页上上页页4.2视距测量视距测量第20页/共45页三、视距测量的实施三、视距测量的实施（1 1）在）在A A点安置经纬仪，进行对中、

7、整平，量取仪器高点安置经纬仪，进行对中、整平，量取仪器高（2 2）用望远镜瞄准）用望远镜瞄准B B点上的视距标尺，读取上丝、中丝点上的视距标尺，读取上丝、中丝 和下丝读数，和下丝读数，（3 3）用微动螺旋使竖盘指标水准管气泡居中或打开竖盘）用微动螺旋使竖盘指标水准管气泡居中或打开竖盘 补偿器，读取竖盘读数；补偿器，读取竖盘读数；（4 4）计算尺间隔及竖直角，并按照公式计算水平距离和）计算尺间隔及竖直角，并按照公式计算水平距离和 高差。高差。 由于视距测量多应用于精度要求不高的测量工作中，由于视距测量多应用于精度要求不高的测量工作中，在角度测量时一般仅观测半个测回即可。在角度测量时一般仅观测半个

8、测回即可。 目目录录下下页页上上页页4.2视距测量视距测量第21页/共45页三、视距测量的实施三、视距测量的实施目目录录下下页页上上页页4.2视距测量视距测量第22页/共45页四、视距测量注意事项四、视距测量注意事项 （1 1）作业前要对仪器的乘常数）作业前要对仪器的乘常数K K值进行检验，值进行检验，K K值应在值应在1001000.10.1以内，否则应加入改正值。以内，否则应加入改正值。 （2 2）作业时要将视距标尺竖直，最好采用有水）作业时要将视距标尺竖直，最好采用有水准器的视距标尺，如果使用塔尺，应注意检查各节准器的视距标尺，如果使用塔尺，应注意检查各节尺的接头是否准确尺的接头是否准确

9、 。 （3 3）观测时应仔细对光，消除视差，使成像清）观测时应仔细对光，消除视差，使成像清晰。读数时尽量不变动眼睛位置，认真估读。晰。读数时尽量不变动眼睛位置，认真估读。 目目录录下下页页上上页页4.2视距测量视距测量第23页/共45页四、视距测量注意事项四、视距测量注意事项 （4 4）要严格按规范要求控制视距，在距离较远）要严格按规范要求控制视距，在距离较远或竖直角较大时，要注意指标水准管气泡的居中。或竖直角较大时，要注意指标水准管气泡的居中。 （5 5）为了减少垂直折光的影响，观测时应使视）为了减少垂直折光的影响，观测时应使视线离开地面线离开地面1m1m以上。另外选择合适的天气作业，也以上

10、。另外选择合适的天气作业，也可以减弱空气对流、风等外界环境对测量结果的影可以减弱空气对流、风等外界环境对测量结果的影响。响。 4.2视距测量视距测量目目录录下下页页上上页页第24页/共45页目目录录下下页页上上页页4.3光电测距光电测距第25页/共45页电磁波测距仪分类电磁波测距仪分类按载波源分类：按载波源分类：光电测距仪光电测距仪 微波测距仪微波测距仪4.3光电测距光电测距目目录录下下页页上上页页第26页/共45页按仪器测程分类：按仪器测程分类：（1 1）短程光电测距仪短程光电测距仪：测程在：测程在3km3km以内，测距精度一般在以内，测距精度一般在lcmlcm左右。左右。（2 2）中程光电

11、测距仪中程光电测距仪：测程在：测程在3 315km15km左右的仪器称为中左右的仪器称为中程光电测距仪，精度可达程光电测距仪，精度可达（l0mm+1l0mm+11010-6-6），用于二、三），用于二、三、四等控制网的边长测量、四等控制网的边长测量（3 3）远程激光测距仪远程激光测距仪：测程在：测程在15km15km以上的光电测距仪，精以上的光电测距仪，精度一般可达度一般可达(5mm+1(5mm+11010-6-6），能满足国家一、二等控制网），能满足国家一、二等控制网的边长测量。的边长测量。电磁波测距仪分类电磁波测距仪分类目目录录下下页页上上页页4.3光电测距光电测距第27页/共45页ABD

12、ctD21 一、光电测距基本原理一、光电测距基本原理 在在A A点安置光电测距仪，在点安置光电测距仪，在B B点设置反射棱镜，光电测点设置反射棱镜，光电测距仪发出的光束经棱镜反射后，又返回到测距仪。距仪发出的光束经棱镜反射后，又返回到测距仪。 通过测定光波在通过测定光波在ABAB之间传播的时间之间传播的时间t t，根据光波在大气，根据光波在大气中的传播速度中的传播速度c c，按下式计算距离，按下式计算距离D D：4.3光电测距光电测距目目录录下下页页上上页页第28页/共45页二、脉冲式测距仪的基本原理二、脉冲式测距仪的基本原理 直接测定仪器所发射的脉冲信号往返于被测直接测定仪器所发射的脉冲信号

13、往返于被测距离的传播时间以获得距离。距离的传播时间以获得距离。4.3光电测距光电测距目目录录下下页页上上页页第29页/共45页取样棱镜电子门时标脉冲振荡器计数及显示系统光脉冲发射器反射光反射光光电接收器返回光返回光二、脉冲式测距仪的基本原理二、脉冲式测距仪的基本原理4.3光电测距光电测距目目录录下下页页上上页页第30页/共45页 通过测量连续的调制信号在待测距离上往返传播产生通过测量连续的调制信号在待测距离上往返传播产生的相位变化来间接测定传播时间，从而求得被测距离。的相位变化来间接测定传播时间，从而求得被测距离。三、相位式测距仪的基本原理三、相位式测距仪的基本原理4.3光电测距光电测距目目录

14、录下下页页上上页页第31页/共45页三、相位式测距仪的基本原理三、相位式测距仪的基本原理4.3光电测距光电测距目目录录下下页页上上页页第32页/共45页式中： 测尺长度； 整周数； 不足一周的尾数 2/2/fcLN2/N三、相位式测距仪的基本原理三、相位式测距仪的基本原理)()2/(2NNLNfcD4.3光电测距光电测距目目录录下下页页上上页页第33页/共45页测尺频率、长度及测距精度之间的关系测尺频率、长度及测距精度之间的关系 测尺频率测尺频率15MH15MHZ Z1.5MHZ1.5MHZ150KHZ150KHZ15KHZ15KHZ1.5KHZ1.5KHZ测尺长度测尺长度精精 度度10m10

15、m1cm1cm100m100m10cm10cm1km1km1m1m10km10km10m10m100km100km100m100m （1 1）不同的调制频率对应不同的测尺长，可见，调制频）不同的调制频率对应不同的测尺长，可见，调制频率越大，测尺长度越短，测距精度就越高。率越大，测尺长度越短，测距精度就越高。 （2 2）当测尺长度）当测尺长度L L大于距离大于距离D D时，则时，则N=0N=0，此时可求得确定，此时可求得确定的距离值，因此，为了扩大单值解的测程，就必须选用较长的距离值，因此，为了扩大单值解的测程，就必须选用较长的测尺，即选用较低的调制频率。的测尺，即选用较低的调制频率。N N值的

16、确定值的确定目目录录下下页页上上页页4.3光电测距光电测距第34页/共45页 为了解决扩大测程与提高精度的矛盾，可以采用一组测为了解决扩大测程与提高精度的矛盾，可以采用一组测尺共同测距，以短测尺（又叫精测尺）保证精度，用长测尺尺共同测距，以短测尺（又叫精测尺）保证精度，用长测尺（又叫粗测尺）保证测程。（又叫粗测尺）保证测程。 对于短程测距仪，一般都采用两个测尺频率。对于短程测距仪，一般都采用两个测尺频率。现要测定现要测定386.43m386.43m的距离，该如何选用频率测尺的距离，该如何选用频率测尺？测尺频率测尺频率15MHZ15MHZ1.5MHZ1.5MHZ150KHZ150KHZ15KHZ

17、15KHZ1.5KHZ1.5KHZ测尺长度测尺长度精精 度度10m10m1cm1cm100m100m10cm10cm1km1km1m1m10km10km10m10m100km100km100m100mN N值的确定值的确定目目录录下下页页上上页页4.3光电测距光电测距第35页/共45页1.1.标称精度标称精度 光电测距仪出厂时一般用标称精度（仪器说明光电测距仪出厂时一般用标称精度（仪器说明书中技术规格所载明的测距中误差）来标明仪器的书中技术规格所载明的测距中误差）来标明仪器的测距精度。测距中误差的数学表达式为：测距精度。测距中误差的数学表达式为： 四、测距仪的标称精度四、测距仪的标称精度)(b

18、DamDa a固定误差，与所测距离无关，固定误差，与所测距离无关， 每进行一次测距，数值大小固定的误差因素。每进行一次测距，数值大小固定的误差因素。b b比例误差，随着距离的增加数值也会变化的误差。比例误差，随着距离的增加数值也会变化的误差。D D测距边长。测距边长。目目录录下下页页上上页页4.3光电测距光电测距第36页/共45页2.2.测距仪的精度分级测距仪的精度分级测距仪器精度等级测距中误差mm55101120四、测距仪的标称精度四、测距仪的标称精度目目录录下下页页上上页页4.3光电测距光电测距第37页/共45页1.1.基本构造基本构造五、光电测距仪的基本构造及使用五、光电测距仪的基本构造

19、及使用 ND3000测距仪 目目录录下下页页上上页页4.3光电测距光电测距第38页/共45页2.2.使用使用首先，将测距仪和反射镜分别安置在测线两端；首先，将测距仪和反射镜分别安置在测线两端；然后，接通电源，照准反射镜，开始测距；然后，接通电源，照准反射镜，开始测距；为了避免粗差并减少照准误差影响，可进行若干为了避免粗差并减少照准误差影响，可进行若干个测回的观测。个测回的观测。 一测回的含义是指照准目标一次，读数一测回的含义是指照准目标一次，读数2 24 4次次 五、光电测距仪的基本构造及使用五、光电测距仪的基本构造及使用4.3光电测距光电测距目目录录下下页页上上页页4.3光电测距光电测距目目

20、录录下下页页上上页页第39页/共45页六、光电测距仪使用注意事项六、光电测距仪使用注意事项1. 1. 应对仪器的比例误差进行严格检验，并在测距成果中加应对仪器的比例误差进行严格检验，并在测距成果中加以改正；以改正；2. 2. 应使用经鉴定（鉴定改为检定）的温度计和压力计测定应使用经鉴定（鉴定改为检定）的温度计和压力计测定气象元素，以确保测距精度；气象元素，以确保测距精度；3. 3. 应对仪器进行严格对中；应对仪器进行严格对中；4. 4. 测距仪如在大气严重扰动环境中作业（如炎热的中午）测距仪如在大气严重扰动环境中作业（如炎热的中午）精度要下降，此时应选用平均值测量方式，适当增加平均次精度要下降

21、，此时应选用平均值测量方式，适当增加平均次数，直到读数的毫米位稳定后记录距离值；数，直到读数的毫米位稳定后记录距离值；5. 5. 在横跨河流、沼泽地区和树林、山谷或仰俯角很大的条在横跨河流、沼泽地区和树林、山谷或仰俯角很大的条件下测量，应尽量减小气象代表性误差带来的影响。首先选件下测量，应尽量减小气象代表性误差带来的影响。首先选择在微风、阴天或早、晚时间作业，或增加气象参数观测；择在微风、阴天或早、晚时间作业，或增加气象参数观测；6. 6. 测站和置棱镜处的周围不能有其他光源或良好反光物，测站和置棱镜处的周围不能有其他光源或良好反光物，以避免这些物体反射的信号进入接收系统，产生干扰信号；以避免

22、这些物体反射的信号进入接收系统，产生干扰信号； 目目录录下下页页上上页页4.3光电测距光电测距第40页/共45页 7. 7. 测距仪还应避开高压线、变压器等强电场干扰；测距仪还应避开高压线、变压器等强电场干扰； 8. 8. 任何时候都不允许物镜直对太阳，以免强光损坏反射、任何时候都不允许物镜直对太阳，以免强光损坏反射、 接收二极管；接收二极管； 9. 9. 作业时应打伞遮阳，避免强光暴晒；任何时候仪器不得作业时应打伞遮阳，避免强光暴晒；任何时候仪器不得 淋雨，以免发生短路烧毁电子元件；淋雨，以免发生短路烧毁电子元件；10.10.运输中避免撞击和振动，迁站时要停机断电装机；运输中避免撞击和振动，

23、迁站时要停机断电装机；11.11.应进行正常的保养和检修；应进行正常的保养和检修；12.12.仪器应存放在通风干燥处；仪器应存放在通风干燥处；13.13.停止使用期间应每停止使用期间应每1 12 2个月通电一次，每次个月通电一次，每次1 13h3h。 目目录录下下页页上上页页4.3光电测距光电测距第41页/共45页七、成果整理七、成果整理1. 1. 加常数与乘常数改正加常数与乘常数改正 （1 1）加常数改正）加常数改正 仪器加常数仪器加常数K K是仪器常数是仪器常数K1K1和棱镜常数和棱镜常数K2K2之和。之和。 K1 K1是仪器竖轴中心线至机内距离起算参考面的距离；是仪器竖轴中心线至机内距离起算参考面的距离； K2 K2是棱镜基座中心轴线至等效反射面的距离。