矿大距离测量分解PPT课件

1、第一节第一节 钢尺量距原理与方钢尺量距原理与方法法 一、概述 传统上所谓的尺子量距方法。 钢尺量距基本工作：定线、丈量、计算。 钢尺量距方法： 一般量距方法、精密量距方法。 二、定线的方法：有目测法和经纬仪法。 定线，把分段点确定在待量直线上的工作。 1.目测法：二点法、趋近法、传递法。 2.经纬仪法：精密定线方法，有纵丝法和分中法。第1页/共29页1.目测法定线： 1) 二点法目测定线，二端为准，概量定点。一般在平地。 (1)在A、B端点上树立标杆； (2)一指挥者立B点标杆后瞄A点的标杆； (3)二位定点人员按整尺段从A概量至1号点，根据指挥确定1号点位置立在AB视线上； (4)按(3)的

2、做法依次把2、3、4 等分段点定在AB线上。第2页/共29页2.2.经纬仪法： 1)纵丝法：经纬仪望远镜十字丝纵丝为准 ，概量定点。 (1)在丈量直线一端A安置经纬仪，望远镜精确瞄准另一端B树立的目标，此时照准部在水平方向上不得转动； (2)沿BA方向按尺段长概量B1； (3)纵转望远镜瞄到1处附近，指挥1号分段点测钎定在十字丝的纵丝影像上。 (4)仿步骤(2)(3)，依次在AB线上定分段点2、3、4第3页/共29页三、钢尺一般丈量法 1.准备工作： 1)主要工具：钢尺、垂球、测钎、标杆等。钢尺完好，刻划清楚。 2)工作人员组成：主要工作人员是拉尺、读数、记录共2-3人。 3)场地：比较平坦，

3、已定线，并插有测钎。 2.丈量工作： 1)往测：从A丈量至B，逐段丈量整尺段n，尺段长为lo；最后丈量零尺段长q。长度为D往； 2)返测：从B丈量至A，返测全长长度为D返。 3.计算与检核： 1)计算 D往=n lo往 +q往 (3-35) D返=n lo返+q返 (3-36) 2)检核 D=D往-D返 (3-37)3832返往DDD3931DDDDk第4页/共29页四、精密量距方法 1.准备工作： 1)工具：钢尺、弹簧秤、温度计等。检验钢尺，且有尺长方程式。 l=lo+lo +(t-to)lo (3-41) 2)人员：主要5人。 3)场地：(1)经整理便于丈量；(2)定线后的分段点设有精确的

4、标志第5页/共29页2.精密量距。一尺段丈量方法： 1)拉尺。拉尺员拉挂有弹簧秤的钢尺，拉力指示为100N (30米) ，钢尺面刻划与分段点标志对齐。 2)读数。二位读数员依次读取分段点标志横线所对的钢尺刻划值。前端读数员读至cm，后端读数员读至0.5mm，如前端读数l前=29.9800m，后端读数l后=75.5mm。 3)记录。记录l前、 l后，计算尺段丈量值 l= l前- l后。 4)重复丈量。按步骤1)、2)、3)重复丈量和记录，计算获得l”、l”。 5)检核。l容=23mm。 6)记录温度t，抄录尺段高差h。4333 lllli第6页/共29页3.计算： 1)二项改化计算: (1)各尺

5、段尺长改正数li计算： (2)各尺段温度改正数计算： 二项改正后的尺段长为 2)平距化算： 2)计算与检核：443iooillll453ioii tlttl463i tiiillll47322iiihlD第7页/共29页五、钢尺量距的误差 钢尺丈量误差包括有钢尺本身误差、操作误差和外界影响误差。 1.钢尺本身误差：包括尺长误差和检定误差。一般地，这类误差少于0.5mm。 2.操作误差：包括温度误差、拉力误差、定线误差、垂曲误差、对点读数误差等。 3.外界影响误差：主要是风力、气温的影响，一般在阴天、微风的天气，外界环境对钢尺丈量的误差影响比较小。 第8页/共29页A-1-2-15-B 精密钢尺

6、丈量与计算的例子精密钢尺丈量与计算的例子 表表3-33-3尺 段起 讫丈量次数后端读数(mm)前端读数(m)尺段长度(m)尺长改正温度改正数改正后尺段长度高 差平距化算A-1123平均76.565.586.029.930029.920029.940029.853529.854529.854029.854012.425.82.129.86850.56729.8631-2123平均18.09.027.529.890029.880029.900029.872029.871029.872529.871812.427.42.729.88690.43529.88414-15123平均35.526.555.

7、028.730028.720028.750028.694528.693528.695028.694312.030.73.728.71000.93228.69515-B123平均80.061.550.518.970018.950018.940018.890018.888518.889518.88937.930.52.418.89960.87318.879第9页/共29页第二节第二节 光学测距原理与方法光学测距原理与方法 一、概述 1.基本原理：根据几何光学原理，应用三角定理进行测距的技术。 余切定理可知A、B二点的距离D为 2.光学测距方式：光学测距的方式依角度和尺长的测量方法不同而异。 二、视

8、距法测量距离 视距法测距是利用测量仪器望远镜十字丝的上、下丝获得尺子刻划读数M、N，从而实现距离测量技术。52322ctglD第10页/共29页3.3.平视距测量方法平视距测量方法： 1)经纬仪望远镜视准轴处于水平状态瞄准直立的尺子(如木制标尺)； 2)利用望远镜读取上、下丝所截的尺面上刻划值M、N(l上、l下)； 3)按式(3-53)计算，按式(3-65)计算距离D。 l=N-M= l下-l上 (3-53) D=100l (3-65)第11页/共29页4.斜视距测量平距计算公式斜视距测量平距计算公式 A点安置经纬仪，B立尺； 测竖直角为， 读数为M、N(l上、l下) ， 计算： DAB=10

9、0(l上-l下)cos2 (3-69)第12页/共29页第三节第三节 光电测距原理光电测距原理 一、基本原理 光电测距，即是以光和电子技术测量距离。或者说，以光和电子测量距离的技术。 光束速度c经过了二倍的距离，即2D；同时，测距仪测出光束从发射到接收期间的时间t2D 。根据速度乘以时间得路程的原理，便可知，2D=ct2D， 实现式(3-1)的基本条件：t2D的测定，相位法、脉冲法 13212DctD第13页/共29页二、相位法测距原理 实质: :利用测定光波的相位移代替测定t2D实现距离的测量。 1光的调制： 使发射的光束成为一种光强度有规律明暗变化的调制光波。A-B-A 2距离D与相位移的

10、关系：4322ftD53221fcD13212DctD第14页/共29页3.测尺和尺段： =2(N+N) (3-6) D=u(N+N) u称为测尺，N称为整尺段，N称为尾尺段。 4.组合测距过程：D=uN 1)设测尺。相位法按上式采用多测尺组合测距过程。如采用u1、u2， 一般地设f115MHZ，精测尺u1=10m， f2150kHZ，粗测尺u2=1000m。832fcu103211fcu113222fcu53221fcD第15页/共29页2 )组合测距过程 D=uN (1)以u1测量距离得N1。例如N1=0.8654，把N1及u1代入式(3-9)得D1=8.654m。 (2)以u2测量距离得

11、N2。例如N2=0.9875，把N2及u2代入式(3-9)得D2=987.5m。 (3)组合完整的距离值。将u1、u2测量距离值组合为完整的距离值，如图，其中的7.5不显示，则组合的距离值是988.654m。第16页/共29页三、相位法测距仪的基本结构 1.调制信号发生器：发出调制信号对光源进行调制；同时发出参考信号er给测相装置。 2.光源：一般采用砷化镓发光二极管(GaAs，红外光) ，直接受调制信号控制发射调制光波(频率为f) 。 3.接收装置：接收反射回测距仪的调制光波，把接收的光转换为电信号em，该信号提供给测相装置。 4.测相装置：在测相装置通过对电信号em 、参考信号er进行相位

12、比较测定 N和N， 在处理方法上利用自动数字测相电子电路技术把相位移 转换成距离D直接显示出来。 5.反射器：精密测距的合作目标。 6.电源第17页/共29页第四节第四节 红外测距仪及其使红外测距仪及其使用用 一、红外测距仪的类型 红外测距仪，是以发射红外光的光源装备的光电测距仪。 1.1.类型：按测程：短程测距仪，中程测距仪，远程测距仪，超远程测距仪。按基本功能的类型有： 1)专用型：只用于测量距离。 2)半站型：测距仪与光学经纬仪组合在一起，称为半站型仪器。 3)全站型：测距仪与光电经纬仪组合的仪器，或者测距仪与光电经纬仪结合为一体化仪器，称为全站型仪器，简称全站器。第18页/共29页二、

13、D3000红外测距仪的技术指标 1.测距精度： m=(a+bD) m=(5mm+5ppm.Dkm ) 2.测程：在满足测距精度的条件下测距仪可能测得的最大距离。 1.2km3.2km。与大气状况及反射器棱镜数有关。 三、D3000红外测距仪主要设备 1.测距仪主机：外貌：前面板，操作面板。第19页/共29页 2.反射器 单棱镜、三棱镜反射器第20页/共29页直角棱镜反射器有三个特点： 1)反射器的入射光线和反射光线的方向相反，且线径互相平行。 利于瞄准目标 2)可以根据测程的长短增减棱镜的个数。 3)反射器有本身的规格参数。反射器与测距仪配合使用，不要随意更换。 测程短 1km 测程长3km第

14、21页/共29页3.蓄电池、充电器 4.气象仪器第22页/共29页四、D3000红外测距仪的一般使用 1.基本操作(半站型) 1)经纬仪和反射器的安置。 2)测距仪的安置。 (1)安装电池。(2)把测距仪装载在经纬仪的支柱上。 3)瞄准反射器。 (1)经纬仪瞄准反射器。觇牌中心。 (2)测距仪瞄准反射器。 4)开机检查。 5)测距。正常测距、跟踪测距、连续测距、平均测距。 6)测量气象元素。 7)关机收测。 2.红外测距仪使用中的注意问题： 测线环境要求：大气透明度比较好，测线没有障碍物；测线上只架设一个反射器，不得存在多个反射器；测线上没有强烈光源，太阳光不得对射测距仪。第23页/共29页第

15、五节第五节 光电测距成果处理光电测距成果处理 一、仪器改正。主要内容：加常数改正。 测距仪在一条已知边的测距结果总与已知边相差的一个固定值，就是测距仪的加常数，用k表示。 k值可通过检定测距仪(包括反射器)得到。 二、气象改正。 1.气象改正原理公式 2.气象改正实用公式：测距仪光源不同，参考气象元素不同，按原理公式推证的实用公式也不同。 1)D3000红外测距仪的气象改正的实用公式 气压单位kpa，温度单位摄氏，Dtp单位毫米，Dokm以单位公里。183nnDDootp19316.27312.79396.278tpDDokmtp第24页/共29页三、平距化算 1.概念 一般情况下，光电测距边

16、两端点不可能同高程，光电测距边是一条倾斜边。把倾斜的测距边化算为端点同高程的直线距离的工作，称为平距化算。 2.平距化算的辅助参数： 1)地球曲率影响参数：C=16.19Dkm。 2)折光角：k=0.13， r=2.10Dkm 3)竖直角：263222DRRABRBAC273222DRkkRDkRAB第25页/共29页3.平距化算的几个公式 1)平均型平距化算公式。 DA B = A B c o s ( + C - ) （3-28） DAB=Dcos( +14.09”Dkm) (3-29) 2)测站型平距化算公式。 DA B = A B s i n ( Z - 2 C + ) (3-30) DA B =Dsin(Z-30.30 Dk m) (3-31) 3)镜站型平距化算公式。 DAB= ABsin(Z+ ) (3-32) DAB= Dsin(Z+2.10 Dkm) (3-33)第26页/共29页 A点安置经纬仪，B立尺； 测竖直角为， 读数为M、N(l上、l下) ， 计算： DAB=100(l上-l下)cos2 (3-69)第27页/共29页解答参考 13按下表成果处理。光电测距得到的倾斜距离D=1265.543m,竖直角=33641,气压P=98.6kpa,空气温度t=31.3,仪器的加常数k=-29mm,已知气象改正公式是tpDDkmtp16.27394.793