大地测量学基础1.(4)(控制)课件

1、第四章 电磁波测距 在大地测量中，为了推算国家大地控制点的坐标，必须测定网中少量边长作为起始边长，作为网中的尺度基准。因瓦基线尺量边60年代之前电磁波测距仪测距60年代之后1南京工业大学土木学院4.1电磁波测距基本原理4.1.1.电磁波测距基本原理公式：2南京工业大学土木学院4.1.2.相位式测距原理公式3南京工业大学土木学院4.1.3.电磁波测距仪的分类和分级测距原理：相位式测距仪（固定频率法、可变频率法）、脉冲式测距仪测程：长(数十km)、中(十余km)、短(3km)载波源：红外、激光、微波载波数：单频、双频反射目标：合作目标、漫反射目标精度：高精度、一般精度、低精度重要指标：精度、测程

2、4南京工业大学土木学院 另外,还可按精度指标分级.由电磁波测距仪的精度公式:当 时,则 为一公里的测距中误差。按此指标，我国现行城市测量规范将测距仪分为：、级，即级：级；级5南京工业大学土木学院同时记录出从 变到 时出现信号强度作周期性变化的次数，即整波数差 则： 解得： 或则：7南京工业大学土木学院4.2.2.固定频率法（1）分散的“直接测尺频率”例如： 用它测出6.43m 用它测出876m最后结果:876.43m。适用于短程测距8南京工业大学土木学院则：式中： 为相当测尺频率的测尺长度只要使 大于测程（即 ）则可以测到唯一确定的距离10南京工业大学土木学院 为解决扩大测程和提高精度的矛盾，

3、既得到距离的单值解，同时具有高精度和远测程，相位式测距仪一般采用一组测尺共同测距，即用精测频率测定余长以保证精度，设置多级频率(粗测频率)来解算 N (通常称为多级固定频率测距仪)而保证测程，从而解决“多值性”问题。 测尺频率15MHz1.5MHz150kHz15kHz1.5kHz测尺长度精 度10m1cm100m10cm1km1m10km10m100km100m11南京工业大学土木学院 由上表看出，各直接测尺频率彼此相差较大，而且测程愈长时，测尺频率相差愈悬殊，这使电路中放大器的增益和相移的稳定性难于一致，于是，有些远程相位式测距仪改用一组数值上比较接近的测尺频率，利用差频频率作为间接测尺频

4、率，可得到与直接测尺频率同样的效果。 上式表明，同一距离上用两个测尺频率测得不足一整周期的尾数 其差数12南京工业大学土木学院例如：精尺和粗尺频率 精尺和间接 测尺长度 精度 测尺频率 10m1cm 100m10cm1000m1m10000m10m100000m100m14南京工业大学土木学院4.2.3. JCY-2型测距仪距离初值计算15南京工业大学土木学院17南京工业大学土木学院18南京工业大学土木学院4.2.4. 精测和粗测数据的正确组合 由于噪音的影响，高频电路的干扰及测相电路本身的缺陷等，使测相带有一定的误差，造成精测和粗测数据组合时就可能在十米位发生错误。在下面表格中可以看出,如米

5、位有2m误差,就可能使显示的数字发生多10m或少10m的错误。19南京工业大学土木学院例1例2实际距离529.88691.05精测结果9.881.05粗测正确值529691实际粗测值531(+2m误差)689(-2m误差)显示数字539.88681.05差错多10m少10m20南京工业大学土木学院 如按下表的方法进行置中值运算，前面两个例子就可以避免产生10m的差错了置中是根据精测尺的米位数字进行加减运算的精测“米”位数0123456789置中运算加减数+4+3+2+10-1-2-3-4-5置中结果421南京工业大学土木学院例1例2实际距离529.88691.05精测结果9.881.05粗测正

6、确值529691置中结果524(-5运算)694(+3运算)置中后果526522696692误差范围2m误差2m误差显示结果529.88691.0522南京工业大学土木学院将上式对 求微分,并换成有限增量得一般大气条件下光的折射率 为空气膨涨系数,其值为24南京工业大学土木学院对于调制光在标准大气状态( ， 二氧化碳含量为 ）下的大气折射率可安下式计算：式中 为光的波长例如DCH2型测距仪，红外光的波长 代入上式得 ： 25南京工业大学土木学院 在测距仪的调试时，常通过电子线路补偿，使其为0，但实际上不可能严格为零，即存在剩余值，故有时又称为剩余加常数。当多次或用多种方法测定并确认仪器存在明显

7、的加常数时，应在测距成果中加入仪器加常数改正： ( , 均为负值)27南京工业大学土木学院2)乘常数改正 因测距仪的基准频率等因素产生的尺度参数成为乘常数。 设 为标准频率，假定无误差, 为实际工作频率,令频率偏差 28南京工业大学土木学院3)六段法测定仪器加常数的基本原理 29南京工业大学土木学院3.波道曲率改正 电磁波在近距离上的传播可看成是直线，但当距离较远时，因受大气垂直折射的影响，就不是一条直线，而是一条半径为的弧线，实际测得的距离就是弧线D，我们把弧长D化为弦长D的改正称为第一速度正。30南京工业大学土木学院 实际测距时，一般只是在测线两端测定气象元素，由此求出测线两端折射率的平均值，代替严格意义下的测线折射率的积分平均值。这种以测线两端点的折射率代替测线折射率而产生的改正，叫第二速度改正31南