视距测量与光电测距

《地形测量》学习情境三——图根平面控制测量

子情境7：视距测量与光电测距内容提要：1.视距测量

2.光电测距

3.全站仪简介知识目标：1.掌握经纬仪视距测量的原理和方法

2.掌握电磁波测距的基本原理和方法

3.了解全站仪的基本功能能力目标：1.熟练使用经纬仪进行距离和高差测量2.熟练使用光电测距仪和全站仪进行距离测量

3.会使用全站仪进行角度、距离测量7.1

视距测量

视距测量是利用经纬仪、水准仪望远镜内的视距丝装置，根据光学原理同时测定距离和高差的一种方法。（1）视距测量具有操作方便、速度快、一般不受地形限制等优点。（2）普通视距测量精度较低，仅能达到1/200--1/300的精度。（3）视距测量能满足碎部点测定的精度要求，所以被广泛地应用于地形图测绘中。

7.1.1视距测量的原理进行视距测量，要用到视距丝和视距尺。视距丝即望远镜内十字丝分划板上的上下两根短丝，它与中丝平行且等距离。视距尺是有刻划的尺子，和水准尺基本相同。nm视距丝十字丝

1.视线水平时的水平距离和高差公式ABnmpn′m′MN11121314lmnlFfδdDhvi

令则有：式中：K----视距乘常数，通常K=100；c----视距加常数，常数c值接近零。故水平距离为:A、B两点间的高差h为:

式中i----仪器高（m）；v----十字丝中丝在视距尺上的读数，即中丝读数（m）。

已知测站点高程HA，则B点高程为：

2.视线倾斜时的水平距离和高差公式ABEMNM′N′φll′L＝Kl′Dhh′iivA、B两点间的高差h为：式中h′——高差主值（也称初算高差）。HAHB视线倾斜时水平距离的计算公式为：视线倾斜时高差的计算公式为：7.1.2视距测量的施测与计算1．视距测量的施测（1）在A点安置经纬仪，量取仪器高，在B点竖立视距尺。（2）盘左（或盘右）位置，转动照准部瞄准B点视距尺，分别读取上、下、中三丝读数，并算出尺间隔l。（3）转动竖盘指标水准管微动螺旋，使竖盘指标水准管气泡居中，读取竖盘读数，并计算垂直角α。测站：

测站高程：仪器高：

仪器：测点下丝读数上丝读数

中丝读数v/m竖盘读数L°′″垂直角°′″水平距离D/m粗算高差h′/m高差h/m高程H/m备注尺间隔lm

2.视距测量记录与计算手簿A+45.37m1.45mDJ612.2370.6631.451.574874112+21848157.14+6.35+6.35+51.72盘左位置22.4451.5552.000.890951736-5173688.24-8.18-8.73+36.64例：以“视距测量记录”表中的已知数据和测点1的观测数据为例，计算A、1两点间的水平距离和1点的高程。7.1.3

视距测量的误差来源及消减方法1．用视距丝读取尺间隔的误差读取视距尺间隔的误差是视距测量误差的主要来源，因为视距尺间隔乘以常数，其误差也随之扩大100倍。读数时注意消除视差，认真读取视距尺间隔。2．垂直角测定误差从视距测量原理可知，垂直角误差对于水平距离影响不显著，而对高差影响较大，故用视距测量方法测定高差时应注意准确测定垂直角。3．标尺倾斜误差标尺立不直，前后倾斜时将给视距测量带来较大误差，其影响随着尺子倾斜度和地面坡度的增加而增加。标尺必须严格铅直（尺上应有水准器），特别是在山区作业时。4．外界条件的影响（1）大气垂直折光影响。（2）空气对流使成像不稳定产生的影响。7.2

电磁波测距7.2.1电磁波测距的基本原理通过测量仪器发射的信号在待测距离上往、返传播的时间t，来计算距离。B测距仪反光棱镜7.2.2电磁波测距的分类（1）按测程分：短程、中程、远程。（2）按传播时间t的测定方法分：脉冲法测距、相位法测距。（3）按测距仪所使用的光源分：普通光源、红外光源、激光光源。（4）按测距精度分：Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级。

如：红外测距仪是用红外光作为载波传输测距信号以测量两点间距离的一种方法。红外测距仪三棱镜组三棱镜7.2.3测距仪的使用

1.常数预置（1）设置棱镜常数。一般情况，原配棱镜为0，国产棱镜多为-30mm。（2）置乘常数。输入气温、气压或利用有关公式计算出数值后，再输入。

2.倾斜改正有：可由测距仪自动改正。7.2.3光电测距的误差

测距仪测距误差可表示为：式中，A——固定误差；B——比例误差系数。

如：某测距仪出厂时的标称精度：±（5＋5×10-6D）mm，简称“5+5”

经纬仪与测距仪配接莱卡全站仪莱卡测量机器人3.测距仪的发展测距仪的军事应用7.3全站仪简介全站型电子速测仪具有电子测角、电子测距和微处理器自动显示、计算、存贮、数据交换等功能。

1.全站仪的特点功能丰富、操作简单、强大的内存管理、自动化数据采集、望远镜镜头更轻巧、特殊测量程序、中文界面和菜单2.全站仪的功能介绍（以南方NTS340为例）距离相关设置距离测量主要的全站仪生产厂商瑞士徕卡Leica威特Wild德国蔡司Zeiss日本尼康Nikon日本索佳SokkishaTC系列TPS系列ETL－1DT－05DTM700DTMASET系列日本拓普康Topcon日本宾得Pentax瑞典捷创力Geotronices中国南方SouthGTS系列PTS－VGDM系列ET系列NTS系列南方半站仪南方全站仪南方Win全站仪徕卡TPS700全站仪徕卡TC2003全站仪宾得全站仪拓普康GTS332全站仪尼康DTM532C/552C全中文全站仪尼康DTM352C/332C全中文全站仪蔡司EltaS系列伺服型全站仪蔡司EltaC系列信息全站仪3.全站仪使用的注意事项（1）日光下测量应避免将物镜直接瞄准太阳。若在太阳下作业应安装滤光器。（2）避免在高温和低温下存放仪器，亦应避免温度骤变（使用时气温变化除外）。（3）仪器不使用时，应将其装入箱内，置于干燥处，注意防震、防尘和防潮。（4）若仪器工作处的温度与存放处的温度差异太大，应先将仪器留在箱内，直至它适应环境温度后再使用仪器。（5）仪器长期不使用时，应将仪器上的电池卸下分开存放。电池应每月充电一次。（6）仪器运输应将仪器装于箱内进行，运输时应小心避免挤压、碰撞和剧烈震动，长途运输最好在箱子周围使用软垫。（7）仪器安装至三脚架或拆卸时，要一只手先握住仪器，以防仪器跌落。（8）外露光学件需要清洁时，应用脱脂棉或镜头纸轻轻擦净，切不可用其它