直線定向及距離測(cè)量教學(xué)講義

1、第五章 直線定向 確定地面上兩點(diǎn)之間的相對(duì)位置，僅知道兩點(diǎn)之間的水平距離是不夠的，還必須確定此直線與標(biāo)準(zhǔn)方向之間的水平夾角。確定直線與標(biāo)準(zhǔn)方向之間的水平角度積為直線定向。第一節(jié) 直線定向 一、標(biāo)準(zhǔn)方向的種類 1真子午線方向 通過地球表面某點(diǎn)的真子午線的切線方向，稱為該點(diǎn)的真子午線方向，真子午線方向是用天文測(cè)量方法或用陀螺經(jīng)緯儀測(cè)定的。 2磁于午線方向 磁子午線方向是磁針在地球磁場(chǎng)的作用下，磁針自由靜止時(shí)其軸線所指的方向。磁子午線方向可用羅盤儀測(cè)定。 3坐標(biāo)縱軸方向 第一章已述及，我國(guó)采用高斯平面直角坐標(biāo)系，每一6帶或3帶內(nèi)都以該帶的中央子午線為坐標(biāo)縱軸，因此，該帶內(nèi)直線定向，就用該帶的坐標(biāo)縱軸

2、方向作為標(biāo)準(zhǔn)方向。如假定坐標(biāo)系，則用假定的坐標(biāo)縱軸(x軸)作為標(biāo)準(zhǔn)方向。 二、表示直線方向的方法 測(cè)量工作中，常采用方位角來表示直線的方向。 由標(biāo)準(zhǔn)方向的北端起，順時(shí)針方向量到某直線的夾角，稱為該直線的方位角。 三、幾種方位角之間的關(guān)系 1真方位角與磁方位角之間的關(guān)系 由于地磁南北極與地球的南北極并不重合，因此，過地面上某點(diǎn)的真子午線方向與磁子午線方向常不重合，兩者之間的夾角稱為磁偏角，磁針北端偏于其子午線以東稱東偏，偏于其子午線以西稱西偏。直線的真方位角與磁方位角之間可用下式進(jìn)行換算 東偏取正值，西偏取負(fù)值。我國(guó)磁偏角的變化大約在十6到一10之間。 2真方位角與坐標(biāo)方位角之間的關(guān)系。 第一章

3、中述及，中央于午線在高斯平面上是一條直線，等角投影就是正形投影。所謂，正形投影，就是在極小的區(qū)域內(nèi)橢球面上的圖形投影后保持形狀相似。即投影后角度不變形。按投影帶不同通常分為6度帶和3度帶。作為該帶的坐標(biāo)縱軸，而其它于午線投影后為收斂于兩極的曲線，地面點(diǎn)m、n等點(diǎn)的真子午線方向與中央于午線之間的夾角，稱為子午線收斂角，角有正有負(fù)。在中央于午線以東地區(qū)，各點(diǎn)的坐標(biāo)縱軸偏在真子午線的東邊，為正值；在中央于午線以西地區(qū)，為負(fù)值。 真方位角與坐標(biāo)方位角之間的關(guān)系，可用下式進(jìn)行換算 3坐標(biāo)方位角與磁方位角的關(guān)系 若已知某點(diǎn)的磁偏角與子午線收斂角，則坐標(biāo)方位角與磁方位角之間的換算式為四、正、反坐標(biāo)方位角 測(cè)

4、量工作中的直線都是具有一定方向的。直線12的點(diǎn)1是起點(diǎn)，點(diǎn)2是終點(diǎn)；通過起點(diǎn)1的坐標(biāo)縱軸方向與直線12所夾的坐標(biāo)方位角12，稱為直線12的正坐標(biāo)方位角。過終點(diǎn)2的坐標(biāo)縱軸方向與直線21所夾的坐標(biāo)方位角，稱為直線12的反坐標(biāo)方位角(是直線21的正坐標(biāo)方位角)。正、反坐標(biāo)方位角相差180，即 由于地面各點(diǎn)的真(或磁)于午線收斂于兩極，并不互相平行，致使直線的反真(或磁)方位角不與正真(或磁)方位角差180，給測(cè)量計(jì)算帶來不便，故測(cè)量工作中均采用坐標(biāo)方位角進(jìn)行直線定向。 五、坐標(biāo)方位角的推算 為了整個(gè)測(cè)區(qū)坐標(biāo)系統(tǒng)的統(tǒng)一，測(cè)量工作中并不直接測(cè)定每條邊的方向，而是通過與已知點(diǎn)(其坐標(biāo)為已知)的連測(cè)，以推

5、算出各邊的坐標(biāo)方位角。a、b為已知點(diǎn)，ab邊的坐標(biāo)方位角ab為已知，通過連測(cè)求得ab邊與b1邊的連接角為，測(cè)出了各點(diǎn)的右(或左)角，現(xiàn)在要推算b1、12、23和34邊的坐標(biāo)方位角。所謂右(或左)角是指位于以編號(hào)順序?yàn)榍斑M(jìn)方向的右(或左)邊的角度。第二節(jié) 用羅盤儀測(cè)定磁方位角 一、羅盤儀的構(gòu)造 羅盤儀的種類很多，其構(gòu)造大同小異，主要部件有磁針、刻度盤和瞄準(zhǔn)設(shè)備等， 1磁針 磁針用人造磁鐵制成，其中心裝有鑲著瑪瑙的圓形球窩，在刻度盤的中心裝有頂針，磁針球窩支在頂點(diǎn)上。為了減輕頂針尖的磨損，裝置了杠扦和螺旋p，磁針不用時(shí)，用杠桿將磁針升起，使它與頂針分離，把磁針壓在玻璃蓋下。 2刻度盤 刻度盤為銅或

6、鋁的圓環(huán)，最小分劃為1或30，按逆時(shí)針方向從0注記到360。 3瞄準(zhǔn)設(shè)備 羅盤儀的瞄準(zhǔn)設(shè)備，現(xiàn)在大都采用望遠(yuǎn)鏡，老式儀器采用覘板)。 二、用羅盤儀測(cè)量定直線的磁方位角 觀測(cè)時(shí)，光將羅盤儀安置在直線的起點(diǎn)，對(duì)中，整平(羅盤盒內(nèi)一般均設(shè)有水準(zhǔn)器，指示儀器是否水平)，旋松螺旋p，放下磁針，然后轉(zhuǎn)動(dòng)儀器，通過瞄準(zhǔn)設(shè)備去瞄準(zhǔn)直線另一端的標(biāo)桿。待磁針靜止后，讀出磁針北瑞所指的讀數(shù)，即為該直線的磁方位角。 目前，有很多經(jīng)緯儀配有羅針，用來測(cè)定磁方位角。羅針的構(gòu)造與羅盤儀相似。觀測(cè)時(shí)，先安置經(jīng)緯儀于直線起點(diǎn)上，然后將羅針安置在經(jīng)緯儀支架上。旋轉(zhuǎn)經(jīng)緯儀大致指向磁北，制動(dòng)照準(zhǔn)部。撳下螺旋p，放下磁針，通過羅針觀測(cè)

7、量孔觀看磁針兩端的象，并旋轉(zhuǎn)經(jīng)緯儀的水平微動(dòng)螺旋，使其象上下重合。磁針的象上下重合說明望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸平行于碰北方向，已經(jīng)指北。再撥動(dòng)水平度盤位置變換輪，使水平度盤讀數(shù)為零，松開水平制動(dòng)螺旋，瞄準(zhǔn)直線另一端的標(biāo)桿，所得水平度盤讀數(shù)，即為該直線的磁方位角。 羅盤儀在使用時(shí)，不要使鐵質(zhì)物體接近羅盤，以免影響磁針位置的正確性。在鐵路附近及高壓線鐵塔下觀測(cè)時(shí)，磁針讀數(shù)會(huì)受很大影陶，應(yīng)該注意避免。測(cè)量結(jié)束后，必須旋經(jīng)螺旋只將磁針升起，避免頂針磨損，以保護(hù)磁針的靈敏性。 第三節(jié) 鋼尺量距一、地面上點(diǎn)的標(biāo)志 要丈量地面上兩點(diǎn)間的水平距離，就需要用標(biāo)志把點(diǎn)固定下來，標(biāo)志的種類應(yīng)根據(jù)測(cè)量的具體要求和使用年限來選擇采

8、用。點(diǎn)的標(biāo)志可分為臨時(shí)性和永久性兩種。臨時(shí)性標(biāo)志可采用木樁打入地中，樁頂略高于地面，并在樁頂釘一小釘或畫一個(gè)十字表示點(diǎn)的位置，如圖4-1a)所示。永久性標(biāo)志可用石樁或混凝土樁，在石樁頂刻十字或在混凝土樁頂埋入刻有十字的鋼柱以表示點(diǎn)位，如圖4-1b)所示。為了能明顯的看到遠(yuǎn)處目標(biāo)，可在樁頂?shù)狞c(diǎn)位上豎立標(biāo)桿，標(biāo)桿的頂端系一紅白小旗，標(biāo)桿也可用標(biāo)桿架或拉繩將標(biāo)桿豎立在點(diǎn)上，如圖4-2所示。二、丈量工具 通常使用的量距工具為鋼尺、皮尺、竹尺和測(cè)繩，還有測(cè)釬、標(biāo)桿和垂球等輔助工具。 皮尺如圖4-3b)所示， 鋼尺如圖4-3a)所示，由帶狀薄鋼條制成，有手柄式和皮盒式兩種。長(zhǎng)度有20m、30m、50m幾種

9、。尺的最小刻劃為1cm或5mm或1mm。按尺的零點(diǎn)位置可分為端點(diǎn)尺和刻線尺兩種。端點(diǎn)尺是從尺的端點(diǎn)開始，如圖4-4a)所示。端點(diǎn)尺適用于從建筑物墻邊開始丈量?？叹€尺是從尺上刻的一條橫線作為起點(diǎn)，如圖4-4b)所示。使用鋼尺時(shí)必須注意鋼尺的零點(diǎn)位置，以免發(fā)生錯(cuò)誤。 標(biāo)桿又稱花桿，長(zhǎng)為2m或3m，直徑為34cm，用木桿或玻璃鋼管或空心鋼管制成，桿上按20cm間隔涂上紅白漆，桿底為錐形鐵腳，用于顯示目標(biāo)和直線定線，如圖4-5a)所示。 測(cè)釬用粗鐵絲制成，長(zhǎng)為30cm或40cm，上部彎一個(gè)小圈，可套入環(huán)內(nèi)，在小圈上系一醒目的紅布條，一般一組測(cè)釬有6根或11根。在丈量時(shí)用它來標(biāo)定尺端點(diǎn)位置和計(jì)算所量過的

10、整尺段數(shù)。垂球是由金屬制成的，似圓錐形，上端系有細(xì)線，是對(duì)點(diǎn)的工具。有時(shí)為了克服地面起伏的障礙，垂球常掛在標(biāo)桿架上使用. 四、丈量方法 1在平坦地面上丈量 要丈量平坦地面上a、b兩點(diǎn)間的距離，其做法是：先在標(biāo)定好的a、b兩點(diǎn)立標(biāo)桿，進(jìn)行直線定線，如圖4-8a)所示，然后進(jìn)行丈量。丈量時(shí)后尺手拿尺的零端，前尺手拿尺的末端，兩尺手蹲下，后尺手把零點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)a點(diǎn)，喊“預(yù)備”，前尺手把尺邊近靠定線標(biāo)志釬，兩人同時(shí)拉緊尺子，當(dāng)尺拉穩(wěn)后，后尺手喊“好”，前尺手對(duì)準(zhǔn)尺的終點(diǎn)刻劃將一測(cè)釬豎直插在地面上，如圖4-8b)所示。這樣就量完了第一尺段。 圖4-8 距離丈量示意圖 圖4-9 距離丈量示意圖用同樣的方法，繼續(xù)

11、向前量第二、第三第n尺段。量完每一尺段時(shí)，后尺手必須將插在地面上的測(cè)釬拔出收好，用來計(jì)算量過的整尺段數(shù)。最后量不足一整尺段的距離，如圖4-9所示。當(dāng)丈量到b點(diǎn)時(shí)，由前尺手用尺上某整刻劃線對(duì)準(zhǔn)終點(diǎn)b，后尺手在尺的零端讀數(shù)至，量出零尺段長(zhǎng)度l。 上述過程稱為往測(cè)，往測(cè)的距離用下式計(jì)算：d=nl+l (4-1)式中：l整尺段的長(zhǎng)度； 丈量的整尺段數(shù)； l零尺段長(zhǎng)度。 接著再調(diào)轉(zhuǎn)尺頭用以上方法，從至進(jìn)行返測(cè)，直至點(diǎn)為止。然后再依據(jù)(4-1)式計(jì)算出返測(cè)的距離。一般往返各丈量一次稱為一測(cè)回，在符合精度要求時(shí)，取往返距離的平均值作為丈量結(jié)果。量距記錄表見表4-1。 2在傾斜地面上丈量 當(dāng)?shù)孛嫔杂袃A斜時(shí)，可

12、把尺一端稍許抬高，就能按整尺段依次水平丈量，如圖4-10a)所示，分段量取水平距離，最后計(jì)算總長(zhǎng)。若地面傾斜較大，則使尺子一端靠高地點(diǎn)樁頂，對(duì)準(zhǔn)端點(diǎn)位置，尺子另一端用垂球線緊靠尺子的某分劃，將尺拉緊且水平。放開垂球線，使它自由下墜，垂球尖端位置，即為低點(diǎn)樁頂。然后量出兩點(diǎn)的水平距離，如圖4-10b)所示。 在傾斜地面上丈量，仍需往返進(jìn)行，在符合精度要求時(shí)，取其平均值做為丈量結(jié)果。圖4-10 平坦地區(qū)與傾斜地面丈量示意圖五、丈量成果處理與精度評(píng)定 為了避免錯(cuò)誤和判斷丈量結(jié)果的可靠性，并提高丈量精度，距離丈量要求往返丈量。用往返丈量的較差d與平均距離d平之比來衡量它的精度，此比值用分子等于的分?jǐn)?shù)形

13、式來表示，稱為相對(duì)誤差，即：=d往-d返 (4-2)d平=(d往+d返) (4-3) k= = (4-4) 如相對(duì)誤差在規(guī)定的允許限度內(nèi)，即kk允，可取往返丈量的平均值作為丈量成果。如果超限，則應(yīng)重新丈量只到符合要求為止。 例 用鋼尺丈量?jī)牲c(diǎn)間的直線距離，往量距離為217.30m，返量距離為217.38m，今規(guī)定其相對(duì)誤差不應(yīng)大于允許值，問：(1)所丈量成果是否滿足精度要求？(2)按此規(guī)定，若丈量100米的距離，往返丈量的較差最大可允許相差多少毫米？ 解：由題意知：d平=(d往+d返) =（217.30+217.38）=217.34(m) d=d往-d返 =217.30-217.38= -0.

14、08(m) k=kk允= 所丈量成果滿足精度要求。又由k=知 d=kd平 =100 =0.05（m） d50（mm）即往返丈量的較差最大可相差50(mm)。 第四節(jié) 鋼尺量距的精密方法 一、鋼尺精密量距的方法 1定線 欲精密丈量直線ab的距離，首先清除直線上的障礙物，然后安置經(jīng)緯儀于a點(diǎn)上，瞄準(zhǔn)b點(diǎn)，用經(jīng)緯儀進(jìn)行定線。用鋼尺進(jìn)行概量，在視線上依次定出此鋼尺一整尺略短的a1、12、23等尺段。在各尺段端點(diǎn)打下大木樁，樁頂高出地面35cm。在樁頂釘一白鐵皮。利用a點(diǎn)的經(jīng)緯儀進(jìn)行定線，在各白鐵皮上劃一條線，使其與ab方向重合，另劃一條線垂直與ab方向，形成十字，作為丈量的標(biāo)志。 2量距 用檢定過的鋼

15、尺丈量相鄰兩木樁之間的距離。丈量組一般由5人組成，2人拉尺，2人讀數(shù)，1人指揮兼記錄和讀溫度。丈量時(shí)，拉伸鋼尺置于相鄰兩木樁頂上，并使鋼尺有刻劃線一側(cè)貼切十字線。后尺手將彈簧秤掛在尺的零端，以便施加鋼尺檢定時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)拉力(30m鋼尺，標(biāo)準(zhǔn)拉力為10kg)；鋼尺拉緊后，前尺手以尺上某整分劃對(duì)準(zhǔn)十字線交點(diǎn)時(shí)，發(fā)出讀數(shù)口令“預(yù)備”，后尺手回答“好”。在喊好的同一瞬間，兩端的讀尺員同時(shí)根據(jù)十字交點(diǎn)讀取讀數(shù)，估讀到05mm記入手簿。每尺段要移動(dòng)鋼尺位置丈量三次，三次測(cè)得的結(jié)果的較差視不同要求而定，一般不得超過23mm，否則要重量。如在限差以內(nèi)，則取三次結(jié)果的平均值，作為此尺段的觀測(cè)成果。每量一尺段都要讀記

16、溫度一次，估讀到05。 按上述由直線起點(diǎn)丈量到終點(diǎn)是為往測(cè)，往測(cè)完畢后立即返測(cè)，每條直線所需丈量的次數(shù)視量邊的精度要求而定。 3測(cè)量樁頂高程 上述所量的距離，是相鄰樁頂間的傾斜距離，為了改算成水平距離，要用水準(zhǔn)測(cè)量方法測(cè)出各樁頂?shù)母叱?，以便進(jìn)行傾斜改正。水準(zhǔn)測(cè)量宜在量距前或量距后往、返觀測(cè)一次，以資檢核。相鄰兩樁頂往、返所測(cè)高差之差，一般不得超過10mm；如在限差以內(nèi)，取其平均值作為觀測(cè)成果。 4尺段長(zhǎng)度的計(jì)算 精密量距中，每一尺段長(zhǎng)需進(jìn)行尺長(zhǎng)改正、溫度改正及傾斜改正，求出改正后的尺段長(zhǎng)度。計(jì)算各改正數(shù)如下： (1)尺長(zhǎng)改正 鋼尺在標(biāo)準(zhǔn)拉力、標(biāo)準(zhǔn)溫度下的檢定長(zhǎng)度l，與鋼尺的名義長(zhǎng)度l0往往不一

17、致，其差lll0數(shù) ，即為整尺段的尺長(zhǎng)改正。任一尺段l 的尺長(zhǎng)改正數(shù)為 ld(ll0)l/l0 (2)溫度改正 設(shè)鋼尺在檢定時(shí)的溫度為t0，丈量時(shí)的溫度為t ，鋼尺的線膨脹系數(shù)為，則某尺段l 的溫度改正為 lt(t t0 )l (3)傾斜改正 設(shè)l為量得的斜距，h為尺段兩端間的高差，現(xiàn)要將l改算成水平距離d，故要加傾斜改正數(shù) lhh2/2l 傾斜改正數(shù)永遠(yuǎn)為負(fù)值。 二、距離丈量的注意事項(xiàng) 1影響量距成果的主要因素 ()尺身不平。 （）定線不直。 定線不直使丈量沿折線進(jìn)行，如圖4-11中的虛線位置，其影響和尺身不水平的誤差一樣，在起伏較大的山區(qū)或直線較長(zhǎng)或精度要求較高時(shí)應(yīng)用有關(guān)儀器定線。圖4-1

18、1 定線誤差示意圖 （）拉力不均。 鋼尺的標(biāo)準(zhǔn)拉力多是100n，故一般丈量中只要保持拉力均勻即可。 （）對(duì)點(diǎn)和投點(diǎn)不準(zhǔn)。 丈量時(shí)用測(cè)釬在地面上標(biāo)志尺端點(diǎn)位置，若前、后尺手配合不好，插釬不直，很容易造成35mm誤差。如在傾斜地區(qū)丈量，用垂球投點(diǎn)，誤差可能更大。在丈量中應(yīng)盡力做到對(duì)點(diǎn)準(zhǔn)確，配合協(xié)調(diào)，尺要拉平，測(cè)釬應(yīng)直立，投點(diǎn)要準(zhǔn)。 （）丈量中常出現(xiàn)的錯(cuò)誤。 主要有認(rèn)錯(cuò)尺的零點(diǎn)和注字，例如6誤認(rèn)為9；記錯(cuò)整尺段數(shù)；讀數(shù)時(shí)，由于精力集中于小數(shù)而對(duì)分米、米有所疏忽，把數(shù)字讀錯(cuò)或讀顛倒；記錄員聽錯(cuò)、記錯(cuò)等。為防止錯(cuò)誤就要認(rèn)真校核，提高操作水平，加強(qiáng)工作責(zé)任心。 2注意事項(xiàng) （）丈量距離會(huì)遇到地面平坦、起伏

19、或傾斜等各種不同的地形情況，但不論何種情況，丈量距離有三個(gè)基本要求：“直、平、準(zhǔn)”。直，就是要量?jī)牲c(diǎn)間的直線長(zhǎng)度，不是折線或曲線長(zhǎng)度，為此定線要直，尺要拉直；平，就是要量?jī)牲c(diǎn)間的水平距離，要求尺身水平，如果量取斜距也要改算成水平距離；準(zhǔn)，就是對(duì)點(diǎn)、投點(diǎn)、計(jì)算要準(zhǔn)，丈量結(jié)果不能有錯(cuò)誤，并符合精度要求。 （）丈量時(shí)，前后尺手要配合好，尺身要置水平，尺要拉緊，用力要均勻，投點(diǎn)要穩(wěn)，對(duì)點(diǎn)要準(zhǔn)，尺穩(wěn)定時(shí)再讀數(shù)。 （）鋼尺在拉出和收卷時(shí)，要避免鋼尺打卷。在丈量時(shí)，不要在地上拖拉鋼尺，更不要扭折，防止行人踩和車壓，以免折斷。 （）尺子用過后，要用軟布擦干凈后，涂以防銹油，再卷入盒中。第五節(jié)全站儀及其使用一、

20、概 述全站型電子速測(cè)儀簡(jiǎn)稱全站儀，它是一種可以同時(shí)進(jìn)行角度（水平角、豎直角）測(cè)量、距離（斜距、平距、高差）測(cè)量和數(shù)據(jù)處理，由機(jī)械、光學(xué)、電子元件組合而成的測(cè)量?jī)x器。由于只需一次安置，儀器便可以完成測(cè)站上所有的測(cè)量工作，故被稱為“全站儀”。全站儀的結(jié)構(gòu)原理如圖4-16所示。圖中上半部分包含有測(cè)量的四大光電系統(tǒng)，即水平角測(cè)量系統(tǒng)、豎直角測(cè)量系統(tǒng)、水平補(bǔ)償系統(tǒng)和測(cè)距系統(tǒng)。通過鍵盤可以輸入操作指令、數(shù)據(jù)和設(shè)置參數(shù)。以上各系統(tǒng)通過i/o接口接入總線與微處理機(jī)聯(lián)系起來。微處理機(jī)（cpu）是全站儀的核心部件，主要有寄存器系列（緩沖寄存器、數(shù)據(jù)寄存器、指令寄存器）、運(yùn)算器和控制器組成。微處理機(jī)的主要功能是根據(jù)

21、鍵盤指令啟動(dòng)儀器進(jìn)行測(cè)量工作，執(zhí)行測(cè)量過程中的檢核和數(shù)據(jù)傳輸、處理、顯示、儲(chǔ)存等工作，保證整個(gè)光電測(cè)量工作有條不紊地進(jìn)行。輸入輸出設(shè)備是與外部設(shè)備連接的裝置（接口），輸入輸出設(shè)備使全站儀能與磁卡和微機(jī)等設(shè)備交互通訊、傳輸數(shù)據(jù)。型號(hào) 測(cè)角精度 測(cè)距精度 測(cè)程 tc1201 1 2mm + 2ppm 3000m型號(hào) 測(cè)角精度 測(cè)距精度 測(cè)程 tc1202 2 2mm + 2ppm 3000m高精度測(cè)距測(cè)角：tps1200采用高精度連續(xù)測(cè)角系統(tǒng)，開機(jī)即可測(cè)，無需初始化。借助雙軸補(bǔ)償器自動(dòng)改正角度測(cè)量值，取得令人滿意的角度測(cè)量結(jié)果。紅外測(cè)距同軸，3km測(cè)量單棱鏡精度達(dá)到2mm+2ppm。分辨率為0.1

22、mm。pinpoint無棱鏡測(cè)量技術(shù)：pinpoint是測(cè)量不易到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)時(shí)的理想工具。利用可見的紅色激光照準(zhǔn)目標(biāo)，按鍵，測(cè)量成果立即可獲。激光光斑小，精度高達(dá)3mm。tps1200提供兩種測(cè)程的無棱鏡測(cè)距選項(xiàng)：r100標(biāo)準(zhǔn)型（達(dá)170m）和r300超長(zhǎng)型（達(dá)500m）。當(dāng)然，利用pinpoint也可對(duì)棱鏡進(jìn)行超長(zhǎng)距離的測(cè)量。atr目標(biāo)自動(dòng)識(shí)別：利用atr功能，測(cè)量人員所需做的只是將物鏡粗略的對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)點(diǎn)，按鍵即測(cè)。余下的工作讓tps1200來完成。望遠(yuǎn)鏡自主發(fā)射紅外激光，儀器對(duì)棱鏡返回信號(hào)加以分析后，會(huì)驅(qū)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡精確照準(zhǔn)棱鏡中心加以測(cè)量。在重復(fù)測(cè)量大量目標(biāo)時(shí)，atr的高效率最能得到充分體現(xiàn)。l

23、ock自動(dòng)跟蹤測(cè)量連續(xù)定位大量目標(biāo)點(diǎn)。powersearch自動(dòng)搜索目標(biāo)大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度可選無線遙控端操作，適合單人作業(yè)系統(tǒng)。無限微動(dòng)螺旋、激光對(duì)中器、可選egl導(dǎo)向光目前，世界上許多著名的測(cè)繪儀器生產(chǎn)廠商均生產(chǎn)有各種型號(hào)的全站儀。 二、全站儀的測(cè)量功能與原理圖4-18 光電測(cè)距示意圖 （一）、概況 電磁波測(cè)距按測(cè)程來分，有短程(3km)、中程(315km)和遠(yuǎn)程(15km)之分。按測(cè)距精度來分，有級(jí)(5mm)、級(jí)(5mm10mm)和級(jí)(10mm)。按載波來分，采用微波段的電磁波作為載波的稱為微波測(cè)距儀；采用光波作為裁波的稱為光電測(cè)距儀。光電測(cè)距儀所使用的光源有激光光源和紅外光源(普通光源已淘

24、汰)，采用紅外線波段作為載波的稱為紅外測(cè)距儀。由于紅外測(cè)距儀是以砷化稼(gaas)發(fā)光二極管所發(fā)的熒光作為載波源，發(fā)出的紅外線的強(qiáng)度能隨注入電信號(hào)的強(qiáng)度而變化，因此它兼有載波源和調(diào)制器的雙重功能。gaas發(fā)光二極管體積小，亮度高，功耗小，壽命長(zhǎng)，且能連續(xù)發(fā)光，所以紅外測(cè)距儀獲得了更為迅速的發(fā)展。本節(jié)討論的就是紅外光電測(cè)距儀。 （二）、測(cè)距原理 欲測(cè)定a、b兩點(diǎn)間的距離d，安置儀器于a點(diǎn)，安置反射鏡于b點(diǎn)。儀器發(fā)射的光束由a至b，經(jīng)反射鏡反射后又返回到儀器。設(shè)光速c為已知，如果光束在待測(cè)距離d上往返傳播的時(shí)間 。已知，則距離d可由下式求出 式中cc。n，c。為真空中的光速值，其值為2997924

25、58ms, n為大氣折射率，它與測(cè)距儀所用光源的波長(zhǎng)，測(cè)線上的氣溫t, 氣壓p和濕度e有關(guān)。 測(cè)定距離的精度，主要取決于測(cè)定時(shí)間 的精度，例如要求保證lcm的測(cè)距精度，時(shí)間測(cè)定要求準(zhǔn)確到6710lls，這是難以做到的。因此，大多采用間接測(cè)定法來測(cè)定 。間接測(cè)定 的方法有下列兩種： 1脈沖式測(cè)距 由測(cè)距儀的發(fā)射系統(tǒng)發(fā)出光脈沖，經(jīng)被測(cè)目標(biāo)反射后，再由測(cè)距儀的接收系統(tǒng)接收，測(cè)出這一光脈沖往返所需時(shí)間間隔( )的鐘脈沖的個(gè)數(shù)以求得距離d。由于計(jì)數(shù)器的頻率一殷為300mhz(300106hz)，測(cè)距精度為o.5m，精度較低。 2相位式測(cè)距 由測(cè)距儀的發(fā)射系統(tǒng)發(fā)出一種連續(xù)的調(diào)制光波，測(cè)出該調(diào)制光波在測(cè)線上

26、往返傳播所產(chǎn)生的相依移，以測(cè)定距離d。紅外光電測(cè)距儀一般都采用相位測(cè)距法。 在砷化镕(gaas)發(fā)光二極管上加了頻率為f的交變電壓(即注入交變電流)后，它發(fā)出的光強(qiáng)就隨注入的交變電流呈正弦變化，這種光稱為調(diào)制光。測(cè)距儀在a點(diǎn)發(fā)出的調(diào)制光在待測(cè)距離上傳播，經(jīng)反射鏡反射后被接收器所接收，然后用相位計(jì)將發(fā)射信號(hào)與接受信號(hào)進(jìn)行相位比較，由顯示器顯出調(diào)制光在待測(cè)距離往、返傳播所引起的相位移。 （三）、全站儀的操作與使用不同型號(hào)的全站儀，其具體操作方法會(huì)有較大的差異。下面簡(jiǎn)要介紹全站儀的基本操作與使用方法。1.全站儀的基本操作與使用方法1）水平角測(cè)量（1）按角度測(cè)量鍵，使全站儀處于角度測(cè)量模式，照準(zhǔn)第一個(gè)目標(biāo)a。（2）設(shè)置a方向的水平度盤讀數(shù)為00000。（3）照準(zhǔn)第二個(gè)目標(biāo)b，此時(shí)顯示的水平度盤讀數(shù)即為兩方向間的水平夾角。2）距離測(cè)量（1）設(shè)置棱鏡常數(shù)測(cè)距前須將棱鏡常數(shù)輸入儀器中，儀器會(huì)自動(dòng)對(duì)所測(cè)距離進(jìn)行改正。（2）設(shè)置大氣改正值或氣溫、氣壓值光在大氣中的傳播速度會(huì)隨大氣的溫度和氣壓而變化，15和760mmhg是儀器設(shè)置的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值，此時(shí)的大氣改正為0ppm。實(shí)測(cè)時(shí)，可輸入溫度和氣壓值，全站儀會(huì)自動(dòng)計(jì)算大氣改正值（也可直接輸入大氣改正值），并對(duì)測(cè)距結(jié)