工學(xué)4距離測量和直線定向

hh第四章距離測量和直線定向?學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)光電測距、尺子量距和光學(xué)測距三種距離測量原理與方法，在掌握現(xiàn)代光電測距技術(shù)原理與方法基礎(chǔ)上，掌握鋼尺量距、光學(xué)視距基本方法。第一節(jié) 光學(xué)測距原理與方法,一、概述-1.基本原理：根據(jù)幾何光學(xué)原理，應(yīng)用三角定理進(jìn)行測距的技術(shù)。-余切定理可知A、B二點(diǎn)的距離D為D=Lctg€2 2-2.光學(xué)測距方式：光學(xué)測距的方式依角度和尺長的測量方法不同而異。?二、視距法測量距離-視距法測距是利用測量儀器望遠(yuǎn)鏡十字絲的上、下絲獲得尺子刻劃讀數(shù)M、N,從而實(shí)現(xiàn)距離測量技術(shù)。3.平視距測量方法：?1）經(jīng)緯儀望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸處于水平狀態(tài)瞄準(zhǔn)直立的尺子（如木制標(biāo)尺）;-2）利用望遠(yuǎn)鏡讀取上、下絲所截的尺面上刻劃值M、N（1.1）；上下?3）按計(jì)算距離D。.D=100l4.斜視距測量平距計(jì)算公式,A點(diǎn)安置經(jīng)緯儀，B立尺；?測豎直角為，?讀數(shù)為MN（1.l）,上下?計(jì)算：D=100（1-1）Xcos2aAB 上下第二節(jié)距離丈量一、概述?傳統(tǒng)上所謂的尺子量距方法。-鋼尺量距基本工作：定線、丈量、計(jì)算。*鋼尺量距方法：一般量距方法、精密量距方法。二、鋼尺一般丈量法-1.準(zhǔn)備工作：1）主要工具：鋼尺、垂球、測釬、標(biāo)桿等。鋼尺完好，刻劃清楚。2）工作人員組成：主要工作人員是拉尺、讀數(shù)、記錄共2—3人。3）場地：比較平坦，已定線，并插有測釬。-2.丈量工作：-1）往測：從A丈量至B，逐段丈量整尺段n,尺段長為1；最后丈量零尺段長q。長度為D”；o 往-2）返測：從B丈量至A,返測全長長度為D/返3.計(jì)算與檢核：1）計(jì)算D,=n1往+q往往 o往往-2）檢核AD=D-Dff往返?三、精密量距方法?1.準(zhǔn)備工作：?1）工具：鋼尺、彈簧秤、溫度計(jì)等。檢驗(yàn)鋼尺，且有尺長方程式。1=1+△1+（t-t）l0 0 oo-2）人員：主要5人。-3）場地：（1）經(jīng)整理便于丈量；（2）定線后的分段點(diǎn)設(shè)有精確的標(biāo)志精密量距。一尺段丈量方法：1）拉尺。拉尺員拉掛有彈簧秤的鋼尺，拉力指示為100N（30米），鋼尺面刻劃與分段點(diǎn)標(biāo)志對齊。2）讀數(shù)。二位讀數(shù)員依次讀取分段點(diǎn)標(biāo)志橫線所對的鋼尺刻劃值。前端讀數(shù)員讀至cm,后端讀數(shù)員讀至0.5mm，如前端讀數(shù)L=29.9800m,后端讀數(shù)l=75.5mm。刖 后3）記錄。記錄l前、l后，計(jì)算尺段丈量值l'=l前-l后。刖 后 刖后4）重復(fù)丈量。按步驟1）、2）、3）重復(fù)丈量和記錄，計(jì)算獲得l''、l"'。5）檢核°Al=±2?3mm。容6）記錄溫度t，抄錄尺段髙差h。計(jì)算：1）二項(xiàng)改化計(jì)算：（1）各尺段尺長改正數(shù)計(jì)算：i（2）各尺段溫度改正數(shù)計(jì)算：?二項(xiàng)改正后的尺段長為2）平距化算：2）計(jì)算與檢核：第三節(jié)紅外測距?光電測距，即是以光和電子技術(shù)測量距離?；蛘哒f，以光和電子測量距離的技術(shù)。?光束速度c經(jīng)過了二倍的距離，即2D；同時，測距儀測出光束從發(fā)射到接收期間的時間t。2D根據(jù)速度乘以時間得路程的原理，便可知，2D=cXt，2D?實(shí)現(xiàn)式（3-1）的基本條件：t的測定，相位法、脈沖法2D二、相位法測距原理-實(shí)質(zhì):利用測定光波的相位移代替測定t實(shí)現(xiàn)距離的測量。2D-1.光的調(diào)制：-使發(fā)射的光束成為一種光強(qiáng)度有規(guī)律明暗變化的調(diào)制光波。A-B-A-2.距離D與相位移的關(guān)系：t,甲 D，-xcx丄2d2兀f 2 2兀/3.測尺和尺段：=2n(N+AN)D=uX(N+AN)u稱為測尺，N稱為整尺段,AN稱為尾尺段。4.組合測距過程：D=uXAN1)設(shè)測尺。相位法按上式釆用多測尺組合測距過程。如采用u、u1 2,一般地設(shè)f^15MHZ,精測尺u=10m,1 1

、相位法測距儀的基本結(jié)構(gòu)調(diào)制信號發(fā)生器：發(fā)出調(diào)制信號對光源進(jìn)行調(diào)制；同時發(fā)出參考信號e給測相裝置。r光源：一般采用神化蘇發(fā)光二極管（GaAs,紅外光），直接受調(diào)制信號控制發(fā)射調(diào)制光波（頻率為f）O接收裝置：接收反射回測距儀的調(diào)制光波，把接收的光轉(zhuǎn)換為電信號e,該信號提供給測m相裝置。測相裝置：在測相裝置通過對電信號e、參考信號e進(jìn)行相位比較測定N和AN,在處理m r方法上利用自動數(shù)字測相電子電路技術(shù)把相位移轉(zhuǎn)換成距離D直接顯示出來。反射器：精密測距的合作目標(biāo)。電源紅外測距儀及其使用一、紅外測距儀的類型紅外測距儀，是以發(fā)射紅外光的光源裝備的光電測距儀。遠(yuǎn)程測距儀，超遠(yuǎn)程測距儀。按基本功能的類稱為半站型儀器。或者測距儀與光電經(jīng)緯儀結(jié)合為一體化儀器,類型：按測程：短程測距儀，中程測距儀,型有：遠(yuǎn)程測距儀，超遠(yuǎn)程測距儀。按基本功能的類稱為半站型儀器?；蛘邷y距儀與光電經(jīng)緯儀結(jié)合為一體化儀器,1） 專用型：只用于測量距離。2） 半站型：測距儀與光學(xué)經(jīng)緯儀組合在一起,3） 全站型：測距儀與光電經(jīng)緯儀組合的儀器,稱為全站型儀器，簡稱全站器。二、紅外測距儀的技術(shù)指標(biāo)1.測距精度：m=±（a+bD）m=±（5mm+5ppm.Dkm）2.測程：在滿足測距精度的條件下測距儀可能測得的最大距離。1.2km?3.2km。與大氣狀況及反射器棱鏡數(shù)有關(guān)。?三、紅外測距儀主要設(shè)備1.測距儀主機(jī)：外貌：前面板，操作面板。反射器?單棱鏡、三棱鏡反射器直角棱鏡反射器有三個特點(diǎn)：1）反射器的入射光線和反射光線的方向相反，且線徑互相平行。?利于瞄準(zhǔn)目標(biāo)2）可以根據(jù)測程的長短增減棱鏡的個數(shù)。-3）反射器有本身的規(guī)格參數(shù)。反射器與測距儀配合使用，不要隨意更換。?測程短1km 測程長3km蓄電池、充電器4.氣象儀器四、紅外測距儀的一般使用1.基本操作（半站型）1）經(jīng)緯儀和反射器的安置。2）測距儀的安置。（1）安裝電池。（2）把測距儀裝載在經(jīng)緯儀的支柱上。3）瞄準(zhǔn)反射器。（1）經(jīng)緯儀瞄準(zhǔn)反射器。覘牌中心。（2）測距儀瞄準(zhǔn)反射器。4）開機(jī)檢查。5）測距。正常測距、跟蹤測距、連續(xù)測距、平均測距。6）測量氣象元素。7）關(guān)機(jī)收測。2.紅外測距儀使用中的注意問題：?測線環(huán)境要求：大氣透明度比較好，測線沒有障礙物；測線上只架設(shè)一個反射器，不得存在多個反射器；測線上沒有強(qiáng)烈光源，太陽光不得對射測距儀。光電測距成果處理一、儀器改正。主要內(nèi)容：加常數(shù)改正。測距儀在一條已知邊的測距結(jié)果總與已知邊相差的一個固定值，就是測距儀的加常數(shù)，用k表示。k值可通過檢定測距儀（包括反射器）得到。?二、氣象改正。1.氣象改正原理公式2.氣象改正實(shí)用公式：測距儀光源不同，參考?xì)庀笤夭煌?，按原理公式推證的實(shí)用公式也不同。1）紅外測距儀的氣象改正的實(shí)用公式?氣壓單位kpa，溫度單位攝氏。C,AD單位毫米，D以單位公里。tp okm第四節(jié)直線定向?一、方位角及其類型N（5-（5-24）?1.方位角的概念：指的是兩個地面點(diǎn)構(gòu)成的直線段與指北方向線之間的夾角。方位角是以指北方向線為基準(zhǔn)方向線，并按順時針旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)至直線段所得的水平角。?2.方位角的類型:?1）真方位角：以真北方向線為基準(zhǔn)方向線的方位角，用A表示。?2）磁方位角：以磁北方向線為基準(zhǔn)方向線的方位角，用M表示。?3）坐標(biāo)方位角：以軸北方向線為基準(zhǔn)方向線的方位角，用表示。、坐標(biāo)方位角的確定?1.已知點(diǎn)之間的坐標(biāo)方位角的計(jì)算:-1）計(jì)算公式:a=cos-iAB.Ax=x-x,Ay=y-y2 1 2 1s=￡Ax2+Ay2-2）注意事項(xiàng)：?①當(dāng)Ay〈0時a=360°-cos-iAB?②坐標(biāo)方位角與的關(guān)系2.利用已知方位角和水平角計(jì)算觀測邊的坐標(biāo)方位角:3,應(yīng)計(jì)算q、d2、％各邊相應(yīng)的坐標(biāo)方位角是B1 1223B1+= +180°+BA1AB121B2+180°-3,應(yīng)計(jì)算q、d2、％各邊相應(yīng)的坐標(biāo)方位角是B1 1223B1+= +180°+BA1AB121B2+180°-B1AB+2X180°+/ab+3X180°+r/ 32）注意：①每條邊坐標(biāo)方位角的計(jì)算依次進(jìn)行，其結(jié)果應(yīng)是少于360°的正數(shù)；②計(jì)算中應(yīng)顧及正反方位角的關(guān)系。3.坐標(biāo)方位角是計(jì)算點(diǎn)位坐標(biāo)的重要參數(shù)：x=x+x=x+DcosIBBlB1 BlyB1=VD1sinbi坐標(biāo)方位角是計(jì)算點(diǎn)位坐標(biāo)的重要參數(shù)三、羅盤儀測定磁方位角-基本組成部分:羅盤盒，望遠(yuǎn)鏡，基座。-羅盤盒：裝有度盤、磁針。-望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸與度盤0°至180°的連線平行，連線跟隨望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)動。?測定磁方位角的方法：-1）安置羅盤儀和目標(biāo)。羅盤儀在一地面點(diǎn)A對中整平。2）瞄準(zhǔn)目標(biāo)。利用羅盤盒下方的制動微動機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)羅盤儀的望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)目標(biāo)。3）讀數(shù)。磁針自由擺動正常，磁針靜止所指的度數(shù)為磁方位角M。AB4）返測磁方位角。數(shù)的湊整規(guī)則“四舍"56.15346，保留二位小數(shù)，取56.15?！拔迦?n=3.141592653，保留四位小數(shù)取3.1416。“奇進(jìn)偶不進(jìn)"。56.765，保留二位小數(shù)，湊整為56.76；如數(shù)56.735，保留二位小數(shù)，湊整為56.74。?測量數(shù)字結(jié)果的取值要求?歡迎您的下載，資料僅供參考！? *=n】o返+q返? f^150kHZ，粗測尺u=1