测量学(五)课件

1、测量学第五章测距和直线方向，1，PPT学习交流，第五章测距和直线方向，距离测量是三项基本工作之一。 测距的方法主要有： 1 .钢尺(皮尺)测量距离.2.视距测量3 .光电测距必须确定地面点的平面位置，测量直线方向性，即直线方向性的视距测量图，3，PPT学习交流，利用调制波的波长测距，学习交流。、测距仪、反射棱镜、s、电磁波测距图、a、4、PPT学习交流第五章距离测量和直线方向性5.1钢尺距离测量5.3红外线测距仪和全站仪5.4直线方向性、5、PPT学习交流、5.1钢尺距离、1 .钢尺长度刻度和注释：毫米刻度，注释厘米，厘米，米。 零分隔的位置有差异，有分线尺和端点尺两种。 5.1.1距离测定用

2、工具：钢卷尺、花轴、钎焊、2 .花轴线性测定用(距离测定时测定直线距离的行进方向)3.钎焊距离测定时在地面上测定尺端的位置。6、PPT学习交流、端点尺刻线尺、测量钎料棒、皮尺测量纲、钢卷尺、7、PPT学习交流、5.1.2直线定线、3 .经纬仪定线：测量距离所要求的精度高的话，在其端点a设置经纬仪定线. 8、PPT学习交流、5.1.3测量方法(往复测量) n测量的整尺段数l 零尺段的长度。 往返测量差d=d到-D的返回距离的平均值d是=(从d到-D的返回)相对误差K=，1 .在平坦的地面上测量，9，PPT学习交流，2 .在倾斜的地面上测量，、d、h、台阶h用水平仪测量。 或者，水平距离：(2)在

3、倾斜的地面水平上，以10，PPT学习交流，相对精度达到1万1万4千。 3 .钢尺规距的精密方法、精密规距的措施：1.使用检定的钢尺2 .经纬仪线性3 .钉尺段桩(概量获得)，用水平仪测定桩间的台阶4 .在尺上施加固定张力，测定温度5 .测定距离的结果上加3个修正数。 11、PPT学习交流，三个修正数，5 . 1 . 4钢尺距离的成果整理，各尺级修正后的水平距离：总的水平距离：12，PPT学习交流，5.1.5钢尺检定，目的：求出钢尺两端点划线间的实际长度。 方法：用钢尺测量正确的标准长度，求出钢尺的长度修正数。 这个检定场也被称为“比尺场”。0钢尺名义长度(m) t0标准温度，一般为20； )尺

4、长修正值(mm) t 测量时的温度()钢的膨胀系数，1.210-5/； 1 .尺长方程式：=0d(t-t0)0)用0、13、PPT学习交流，例如用检定的30米的钢尺沿着倾斜面测量AB距离，数据如下表所示。 这个尺的尺长方程式如下。 请整理距离的成果。(注：水垢膨胀系数=0.00001150.0000125是水垢温度变化1度时的每单位长度的变化量。 )尺级长度和距离精度的计算，14，PPT学习交流，5.2视距测量5.2.1视距测量的概要视距测量是一种间接测距方法，即利用望远镜内十字线划板的视距离线和刻有厘米区域的视距尺度(地形塔尺度或普通水平尺度)，根据光学原理计算两点间的水平距离和其中测量距离

5、的相对误差约为1/300，比钢标尺距离低的测量台阶的精度比水平测量低的视距测量广泛应用于地形测量的破碎部测量。 15、PPT学习交流，5.2.2视准轴水平时的视距离计算式AB是测定距离，在a点设置经纬仪，在b点设置视距离尺度，设定望远镜的视距离等级，瞄准b点的视距离尺度，此时，与视距离尺度垂直。16、PPT学习交流、视线水平时的视线距离测定式：(1)水平距离式：(2)台阶式：(3) B点标高：17、PPT学习交流、5.2.3视线倾斜时的视线距离测定式、(1)水平距离式：(2)初始计算台阶： PPT学习交流，(1)在站a设置经纬仪，在测定器高I、测定点b设置视距尺，(2)照射视距尺，用上下视距线

6、分别在尺上读取，计算视距间隔n(n=底线读取值-上线读取值)。 也可以将中线对准机器的高度读取垂直角，然后将上线对准相邻的整数划线直接读取视距间隔，5.2.4视距测量观测和计算方法，19，PPT学习交流，(3)转动垂直盘指标水准管微动，以垂直盘指标水准管气泡为中心，读取垂直盘的读取值有纵盘指标的自动归零装置的机器，在打开自动归零装置后进行读取，根据5.2.4视距测量的观测和计算方法，(4)视距公式，计算水平距离、台阶和立尺点的标高。20、PPT学习交流，而概要电磁波测距，EDM是以电磁波(光波或微波)为载波来传输测距信号并测量两点距离的方法。 EDM具有测量距离长、精度高、作业快、工作强度低、

7、几乎不受地形制约等优点。 1948年，瑞典AGA公司(现在改名为Geotronics捷创力公司)开发了世界上第一个电磁波测距仪。 采用白炽灯发射的光波作为载波，应用了大量电子管元件。 机器相当笨重，功耗很大。 为了避免白天的太阳光对测距信号的干扰，只能在夜间工作，测距操作和计算也很复杂。 5.3电磁波测距和全站仪，21，PPT学习交流，1960年在世界上首次研制出红宝石激光和氦氖激光，1962年成功研制出砷化镓半导体激光。 与白炽灯相比，激光的优点是发散角小，透射力强，传输距离远，不受太阳光干扰，几乎全天工作。 1967年AGA公布了世界上第一个商品化的激光测距仪AGA-8。 该装置采用5mw

8、的氦-氖激光作为发光元件，白天的测量距离是40km，夜间的测量距离是60km，测距精度(5mm 1ppm )，本体重量是23kg。 我国武汉地震大队也于1969年研制了JCY-1型激光测距仪，1974年研制生产了JCY-2型激光测距仪。 该装置采用2.5mw的氦氖激光作为发光元件，白天的测量距离是20km，测距精度(5mm 1ppm )，主体重量是16.3kg。 22、PPT学习交流，随着半导体技术的发展，60年代末70年代初开始以砷化镓发光二极管作为发光元件的红外测距仪在世界上流行起来。 与激光测距仪相比，红外线测距仪具有体积小、重量轻、功耗小、测距快、自动化程度高等优点。 由于红外光的发散

9、角大于激光，所以红外测距仪的测量距离一般在15km以下。 目前红外线测距仪已经制造成电子经纬仪和计算机硬件和软件，形成全站仪，向利用自动化、智能化、蓝牙技术实现测量数据无线传输的方向迅速发展。23、PPT学习交流、二、电磁波测距仪分类1 .根据采用的载波(光源)分为微波测距仪激光测距仪红外线测距仪(infrared EDM instrument ) 2 .测距仪(5km) 测距仪(515km) 测距仪( 15km )，3 .精度I级测距仪(md5mm)ii级测距仪(5md10mm)iii级测距仪(mD 10mm )，4 .测距原理脉冲式； 相位式，24，PPT学习交流，5.3.1红外线测距的测

10、距原理，基本式：c0光在真空中的速度ng光在大气中传输的折射率t光波在AB之间往返的时间，25，PPT学习交流，直接测量时-这种类型的测距仪被称为脉冲式测距仪，其精度间接测量时-用测量相位的方法来测量距离，这种机器被称为相位式测距仪。 现在的精密光电测距仪不是直接测定的方法，而是采用间接测定的方法。电磁波测距方式，26，PPT学习交流，脉冲测距原理假定时钟的振荡频率，设振荡周期为计数器记录的振荡次数为n，脉冲光波在ab2点之间往返的时间为：27，PPT学习交流，2 .相位式测距原理用测量相位的方法测量距离这将连续波(精密光波测距仪称为光波)作为“输送装置”(称为载波)，经由调制器使载波的振幅或

11、频率根据调制波的变化而周期性地变化。 在测距时，通过测量由于调制波往复地传播被测量距离而产生的相位变化，间接地确定传播时间t，并获得被测量距离d。28、PPT交流、相位式测距原理、调制波的调制频率f、角频率、周期t、波长：中，若将调制波往返距离d而一次产生的相位变化设为调制信号的一周期相位变化为2，则调制波的传播时间t为基本式： 代入29学习交流，学习相位式测距原理，以调制信号为正弦信号的2的整数倍N2和小于2的零头部分，即：代入前式：30，PPT，学习交流，相位式测距原理，将： -单位长度、“光测尺”、“电子尺”改写为：改写为上式相位式测距仪用长度为LS的“尺”测量了距离，并测量了n个尺段加

12、上LS小于1个的长度后的距离。 组合多个“尺”实现测距技术过程。 设计、测尺、粗测尺、测距。31、PPT学习交流、相位式测距原理、调制频率和测尺长度的关系、32、PPT学习交流、5.3.2光电测距仪的组成、33、PPT学习交流、5.3.2光电测距仪的组成、34、PPT学习交流、5.3.4全站仪及其使用，(1)全站仪全站仪的功能(3)全站仪及其基本应用、35 PPT学习交流、南方NTS全站仪、TOPCON GTS全站仪、36、PPPT学习交流、Leica全站仪、37、PPT学习交流、(1)全站仪全站仪(全站仪)是结合电子测角、光电测距、微机及其软件的智能型光电测量仪。 全站仪的基本功能是测量水平

13、角、垂直角和距离。 全站仪具有同时进行角度测量(水平角、垂直角)和距离测量(倾斜距离s、平行距离d、台阶h )的特征，测距系统的光轴表示与测角系统的基准轴同轴(三轴同一)的测量点的角度(方向值)、距离、台阶或三维坐标。后方交叉、放样、偏心测量、悬垂测量、两面38、PPT学习交流、全站仪的特征、大容量的内部存储器，以数据文件形式实现存储已知点和观测点的点数、代码、三维坐标的全站仪和电脑的数据通信的高精度全站仪的测量角达到0.5秒级， 结合测距精度达到(0.1mm 0.1PPM )的计算机而构成的智能观测系统，可以实现全自动瞄准、观测、记录、存储和数据传输，被称为测量机器人。 39、PPT学习交流

14、，三轴同一望远镜是全站仪的望远镜，照射目标的瞄准轴，光电测距的红外光发射光轴和受光光轴同轴，其光路如图。 因此，在测量时使望远镜对准目标棱镜的中心，就可以同时测量水平角、垂直角和倾斜距离，40、PPT学习交流，测量仪器整体的发展过程，测量仪器整体的发展过程：光学经纬仪电子经纬仪速度全站仪。 全站仪的发展过程：1.普通型全站仪2 .功能型全站仪3 .磁卡型全站仪4 .记忆式全站仪5 .全自动智能全站仪全站仪制造商：瑞士：莱卡、苏佳SOKKIA、复古、尼康中国：南方、苏州、北京、41、PPT学习交流，(二)全站仪的功能、对边测量、悬垂测量、后方交叉、放样、偏心测量、面积计算等高级测量功能。 42、

15、PPT学习交流、全站仪的功能，1、如对边测量图所示，分别瞄准两个目标点的棱镜进行观测，发现两个棱镜间的平均距离(HD )、斜距离(s )、台阶(v )和梯度(% )。 对边宽度测量可以连续进行。v，43，PPT交流，全站仪的功能，2，悬垂测量图，不能设置反射棱镜的目标(高压电线， 桥梁桁架)的高度，在目标的正上方或正下方设置棱镜，输入棱镜的高度h1，瞄准棱镜进行观测后，瞄准目标后，可以显示目标的高度h，44，PPT交流， 学习全站仪的功能3，如后方交叉测量图所示，全站仪设置于某定点，观测两个以上已知点的棱镜，输入各已知点的三维坐标和仪器的高度和棱镜的高度，全站仪能够显示定点的三维坐标。 如、45，PPT学习交流，4，三维坐标测定图那样，在已知点a设置全站仪，在待机点p设置棱镜，输入a点的已知坐标和器械高度和棱镜高度后，前后看已知点b，输入b点坐标(后视已知点为了设置方位角将、a、p、b、全站仪的功能、46、PPT学习交流、全站仪的功能、5、放样测量中设置的角度和边的长度(或坐标值)输入全站仪，在放样过程中显示和显示角度和边的长度的实测值和放样值的差有些电子全站仪可以用图形显示棱镜的上下左右前后的移动方向。，47，PPT学习交流，学习全站仪的功能，6，偏心测量图那样，在服务点不能设置棱镜的情况下，将棱镜设置在待机点的左