某著名院?！锻聊竟こ虦y(cè)量》課件第4章-距離測(cè)量

距離測(cè)量與直線定向工程測(cè)量第4章距離測(cè)量與直線定向工程測(cè)量第4章§４-1鋼尺量距§４-2視距測(cè)量§４-3光電測(cè)距§４-4全站儀§４-5直線定向第4章距離測(cè)量與直線定向§４-1鋼尺量距第4章距離測(cè)量與直線定向距離是指兩點(diǎn)間的水平長(zhǎng)度，若是斜距還需要將其化為平距離測(cè)量距離的方法鋼尺直接量距光學(xué)視距法測(cè)距光電測(cè)距距離是指兩點(diǎn)間的水平長(zhǎng)度，若是斜距還需要將其化為平距離測(cè)量距*§４-1鋼尺量距一、量距的工具*§４-1鋼尺量距一、量距的工具某著名院?！锻聊竟こ虦y(cè)量》PPT課件第4章-距離測(cè)量某著名院?！锻聊竟こ虦y(cè)量》PPT課件第4章-距離測(cè)量二、鋼尺量距的一般方法

定點(diǎn)二、鋼尺量距的一般方法定點(diǎn)

直線定線

兩點(diǎn)之間定線確定分段丈量的分段點(diǎn)在待量直線端點(diǎn)的連線上。1)目測(cè)定線2)經(jīng)緯儀定線

直線定線兩點(diǎn)之間定線確定分段丈量的分段點(diǎn)在待量直線端點(diǎn)的

過山頭定線ABCD過山頭定線ABCDAC1BC2C

延長(zhǎng)直線AC1BC2C延長(zhǎng)直線

經(jīng)緯儀定線經(jīng)緯儀定線三、量距平地三、量距平地傾斜平量法傾斜平量法斜量法斜量法量距精度評(píng)定：相對(duì)中誤差量距精度評(píng)定：相對(duì)中誤差起點(diǎn)終點(diǎn)往測(cè)返測(cè)AB20.58120.578BC10.26110.251[算例:]M=?起點(diǎn)終點(diǎn)往測(cè)返測(cè)AB20.58120.578BC10.261線段尺長(zhǎng)/m往測(cè)返測(cè)往返差/m相對(duì)精度往返平均/m尺段數(shù)余長(zhǎng)數(shù)/m總長(zhǎng)/m尺段數(shù)余長(zhǎng)數(shù)/m總長(zhǎng)/mAB30623.188203.188623.152203.1520.0361/5600203.170BC50341.841191.841341.873191.8730.0321/6000191.857……………………………鋼尺一般量距記錄及成果計(jì)算

線尺長(zhǎng)往測(cè)返測(cè)往返相對(duì)往返尺段數(shù)余三、鋼尺量距的精密方法鋼尺長(zhǎng)度方程式：三、鋼尺量距的精密方法鋼尺長(zhǎng)度方程式：測(cè)量過程（見圖）注意事項(xiàng)：記錄拉力、溫度測(cè)量過程（見圖）某著名院校《土木工程測(cè)量》PPT課件第4章-距離測(cè)量計(jì)算：主要三項(xiàng)改正：各段尺長(zhǎng)改正數(shù)各段溫度改正數(shù)各段高差改正數(shù)計(jì)算：尺段編號(hào)實(shí)測(cè)次數(shù)前尺讀數(shù)/m后尺讀數(shù)/m尺段長(zhǎng)度/m溫度/℃高差/m溫度改正數(shù)/mm尺長(zhǎng)改正數(shù)/mm傾斜改正數(shù)/mm改正后尺段長(zhǎng)1129.88750.022029.865526.5-0.114+2.3+2.5-0.229.8701229.89850.031529.8670329.89700.033029.8640平均

29.8655……

……………………119.93380.037519.896328.0+0.132+1.9+1.7-0.419.8990219.94340.048119.8953319.95930.063519.8958平均

19.8958總和196.5286鋼尺膨脹系數(shù)：0.000012鋼尺鑒定時(shí)溫度20度鋼尺名義長(zhǎng)度l0:30m鋼尺鑒定長(zhǎng)度：30.0025鋼尺鑒定時(shí)拉力：100N尺段實(shí)測(cè)前尺后尺尺段長(zhǎng)度溫度高差溫度尺長(zhǎng)傾斜改正后尺段長(zhǎng)11四、鋼尺量距誤差

鋼尺本身誤差：尺長(zhǎng)誤差操作誤差：溫度誤差、對(duì)點(diǎn)誤差、定線誤差、垂曲誤差和拉力等外界因素影響四、鋼尺量距誤差鋼尺本身誤差：尺長(zhǎng)誤差視距測(cè)量——利用測(cè)量望遠(yuǎn)鏡的視距絲，間接測(cè)定距離和高差的方法。

優(yōu)點(diǎn)

測(cè)量速度快，不受地形限制。不足

精度低，距離相對(duì)誤差一般約為1/300，高差一般為分米級(jí)。用途

主要用于地形圖測(cè)繪

(地形點(diǎn)的距離與高差)?！?.2視距測(cè)量視距測(cè)量——利用測(cè)量望遠(yuǎn)鏡的視距絲，間接測(cè)定優(yōu)點(diǎn)測(cè)量速度快fDn一、基本原理fDn一、基本原理

視線水平時(shí)視距測(cè)量公式視線水平時(shí)視距測(cè)量公式

視線傾斜時(shí)視距測(cè)量公式n′bhia′lD由于視線與水準(zhǔn)尺不垂直naa′~a,b′~b,n′~nSb′視線傾斜時(shí)視距測(cè)量公式n′bhia′lD由于視線與水準(zhǔn)尺二、視距測(cè)量的觀測(cè)與計(jì)算

二、視距測(cè)量的觀測(cè)與計(jì)算三、視距測(cè)量誤差及注意事項(xiàng)1.視距測(cè)量的誤差讀數(shù)誤差垂直折光影響視距尺傾斜所引起的誤差2.注意事項(xiàng)(1)為減少垂直折光的影響，觀測(cè)時(shí)應(yīng)盡可能使視線離地面1m以上；(2)作業(yè)時(shí)，要將視距尺豎直，并盡量采用帶有水準(zhǔn)器的視距尺；(3)要嚴(yán)格測(cè)定視距常數(shù)，K值應(yīng)在100±0.1之內(nèi)，否則應(yīng)加以改正；(4)視距尺一般應(yīng)是厘米刻劃的整體尺。如果使用塔尺，應(yīng)注意檢查各節(jié)尺的接頭是否準(zhǔn)確；(5)要在成像穩(wěn)定的情況下進(jìn)行觀測(cè)。三、視距測(cè)量誤差及注意事項(xiàng)1.視距測(cè)量的誤差讀數(shù)誤差2§4-3光電測(cè)距1948年瑞典AGA廠推出了第一臺(tái)光波測(cè)距儀隨著需求的增長(zhǎng)和光學(xué)、微電子學(xué)的發(fā)展使電磁波測(cè)距的技術(shù)迅速發(fā)展。進(jìn)一步推進(jìn)了測(cè)量學(xué)的發(fā)展盡管GPS應(yīng)用很廣，短程電磁波測(cè)距儀仍然大有用途§4-3光電測(cè)距1948年瑞典AGA廠推出了第一電磁波測(cè)距儀的分類按載波分微波測(cè)距儀激光測(cè)距儀紅外光測(cè)距儀按測(cè)程分遠(yuǎn)（長(zhǎng)）程測(cè)距儀中、短程測(cè)距儀電磁波測(cè)距儀的分類按載波分按測(cè)程分某著名院?！锻聊竟こ虦y(cè)量》PPT課件第4章-距離測(cè)量瑞典AGA公司生產(chǎn)的AGA-8激光測(cè)距儀用5mw氦氖氣體激光器白天測(cè)40km，夜間可測(cè)60km精度：5mm+1ppm瑞典AGA公司生產(chǎn)的AGA-8激光測(cè)距儀用5mw氦氖氣體激光T2+DI10，1968年Wild推出的第一臺(tái)紅外測(cè)距儀Wild生產(chǎn)的微波測(cè)距儀T2+DI10，1968年Wild推出的第一臺(tái)紅外測(cè)距儀Wi某著名院校《土木工程測(cè)量》PPT課件第4章-距離測(cè)量電磁波測(cè)距分類光波測(cè)距儀AGA2A激光測(cè)距儀AGA8微波測(cè)距儀CMW20紅外測(cè)距儀DI5電磁波測(cè)距分類光波測(cè)距儀AGA2A激光測(cè)距儀AGA8微一、電磁波測(cè)距原理設(shè)電磁波在測(cè)距儀與反光鏡（合作目標(biāo)）之間往返的時(shí)間為t。則測(cè)距儀至反光鏡的距離光在真空中的傳播速度為C0=299792458米/秒。一、電磁波測(cè)距原理設(shè)電磁波在測(cè)距儀與反光鏡（合作目標(biāo)）之間往按電磁波理論：光是電磁波，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為:它表達(dá)了光波在轉(zhuǎn)播空間任一位置上電磁振動(dòng)的狀態(tài)。其中：按電磁波理論：SS電磁波測(cè)距原理設(shè)光從發(fā)射器發(fā)出，抵達(dá)反光鏡后返回儀器的接收器，稱為信號(hào)2。而從發(fā)射器發(fā)出的光分出一路直接進(jìn)入處理裝置，稱為信號(hào)1。這兩個(gè)信號(hào)之間存在相位差Δφ和整周數(shù)N。利用相位器可測(cè)定Δφ，但而不能求得“整周數(shù)N”。因此只可以求得“余長(zhǎng)”，而不能求得整長(zhǎng)。電磁波測(cè)距原理設(shè)光從發(fā)射器發(fā)出，抵達(dá)反光鏡后返回儀器的接收器調(diào)制波短程的電磁波測(cè)距儀常用砷化鎵GaAs發(fā)出的紅外激光波長(zhǎng)約0.87μm。顯然不能用它測(cè)距的信號(hào)。無線電技術(shù)可以對(duì)電磁波的振幅、頻率、相位加以調(diào)制使其隨時(shí)間按一定的規(guī)律變化。在GaAs激光器上注入按調(diào)制規(guī)律變化的電流后可以使激光器按同樣的規(guī)律改變發(fā)光的強(qiáng)度。調(diào)制波的頻率遠(yuǎn)小于紅外激光的頻率，還可以用多個(gè)頻率的調(diào)制波加載在紅外激光波上。調(diào)制波短程的電磁波測(cè)距儀常用砷化鎵GaAs發(fā)出的紅外激光波長(zhǎng)電磁波測(cè)距原理測(cè)距儀把一定波長(zhǎng)的電磁波從A點(diǎn)射向B點(diǎn)，經(jīng)B點(diǎn)的反光棱鏡反射后由測(cè)距儀接收，射出與接收波之間的相位差(可用微電子技術(shù)自動(dòng)測(cè)量)是電磁波在AB點(diǎn)之間往返時(shí)間的函數(shù)——[表達(dá)式]。用它可以算得測(cè)距儀至反光鏡之間斜距長(zhǎng)度的“尾數(shù)”。用幾個(gè)不同波長(zhǎng)的電磁波[調(diào)制波]測(cè)量同一段距離可以既擴(kuò)大測(cè)程又保持精度。電磁波測(cè)距原理測(cè)距儀把一定波長(zhǎng)的電磁波從A點(diǎn)射向B點(diǎn)，經(jīng)B點(diǎn)測(cè)程和精度測(cè)相的精度是有限的。例如可以把Δφ細(xì)分1000倍，則測(cè)量的精度為測(cè)尺的1/1000。設(shè)，這時(shí)最小讀數(shù)為cm。若要提高讀數(shù)精度，就應(yīng)縮短電子尺。但由于憑一個(gè)Δφ無法求得整尺段數(shù)N，即不知待測(cè)距離的大數(shù)。就是說：用短的電子尺測(cè)量精度高但測(cè)程小。如果用長(zhǎng)的電子尺能擴(kuò)大測(cè)程，但由于細(xì)分技術(shù)的限制，不能求得精確的尾數(shù)。即測(cè)程大但精度低。用兩個(gè)頻率的波（兩個(gè)不同的電子尺）進(jìn)行測(cè)量，一個(gè)用來測(cè)量距離的大數(shù)，另一個(gè)用于精確測(cè)量距離的尾數(shù)。就可以既擴(kuò)大測(cè)程又保證精度。如果需要還可以用更多的頻率測(cè)量。測(cè)程和精度測(cè)相的精度是有限的。例如可以把Δφ細(xì)分1000倍，相位測(cè)量要測(cè)量測(cè)距信號(hào)（U1）與參考信號(hào)（U2）之間的相位差Δφ1）濾波：取出調(diào)制波（頻率低）的信號(hào)2）混頻：把調(diào)制波信號(hào)與“本振”信號(hào)混合，經(jīng)處理后可以得到頻率更低（以便于更精確測(cè)量相位差），但相位依舊的差分信號(hào)相位測(cè)量要測(cè)量測(cè)距信號(hào)（U1）與參考信號(hào)（U2）之間的相位差相位測(cè)量3）把正弦波處理成方波4）把U1和U2分別接在門電路的兩個(gè)觸發(fā)器上，U2負(fù)跳變時(shí)把與門打開，U1負(fù)跳變時(shí)把與門關(guān)閉。在門開啟的這段時(shí)間內(nèi)讓計(jì)數(shù)脈沖通過，從而可以測(cè)得Δφ。相位測(cè)量3）把正弦波處理成方波某著名院?！锻聊竟こ虦y(cè)量》PPT課件第4章-距離測(cè)量?jī)?nèi)光路當(dāng)內(nèi)光路棱鏡移到出光口時(shí)測(cè)量到內(nèi)光路的“距離”移開內(nèi)光路棱鏡后測(cè)量到外光路的“距離”外光路“距離”減去內(nèi)光路“距離”后才是需要測(cè)量的距離。這是消除儀器系統(tǒng)誤差的重要措施之一內(nèi)光路當(dāng)內(nèi)光路棱鏡移到出光口時(shí)測(cè)量到內(nèi)光路的“距離”電子全站儀----同時(shí)進(jìn)行角度測(cè)量(水平角、豎直角)和距離測(cè)量(斜距、平距、高差)；(高精度全站儀測(cè)角達(dá)0.5秒級(jí)，測(cè)距精度達(dá)(1+1PPM))

顯示測(cè)點(diǎn)角度(方向值)、距離、高差或三維坐標(biāo)擁有較大容量的內(nèi)部存儲(chǔ)器，以數(shù)據(jù)文件形式存儲(chǔ)已知點(diǎn)和觀測(cè)點(diǎn)的點(diǎn)號(hào)、編碼、三維坐標(biāo)；（擁有后方交會(huì)、放樣、偏心等高級(jí)測(cè)量功能；）

實(shí)現(xiàn)全站儀與計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)通訊；與計(jì)算機(jī)聯(lián)合組成的智能觀測(cè)系統(tǒng)已面市?！?-4全站儀簡(jiǎn)介電子全站儀----同時(shí)進(jìn)行角度測(cè)量(水平角、豎直角)和距離某著名院?！锻聊竟こ虦y(cè)量》PPT課件第4章-距離測(cè)量電子全站儀棱鏡全站儀電子全站儀棱全某著名院?！锻聊竟こ虦y(cè)量》PPT課件第4章-距離測(cè)量某著名院?！锻聊竟こ虦y(cè)量》PPT課件第4章-距離測(cè)量某著名院?！锻聊竟こ虦y(cè)量》PPT課件第4章-距離測(cè)量某著名院校《土木工程測(cè)量》PPT課件第4章-距離測(cè)量棱鏡與基座棱鏡與基座1.觀測(cè)前的準(zhǔn)備工作1.觀測(cè)前的準(zhǔn)備工作2.裝電池2.裝電池3.開機(jī)、定標(biāo)

照準(zhǔn)部水平方向旋轉(zhuǎn)一周，望遠(yuǎn)鏡繞橫軸旋轉(zhuǎn)一周，即完成定標(biāo)。3.開機(jī)、定標(biāo)照準(zhǔn)部水平方向旋轉(zhuǎn)一周，望遠(yuǎn)鏡繞橫軸旋4.對(duì)中、整平

對(duì)中方法與經(jīng)緯儀相同，通常采用光學(xué)對(duì)中。整平可用水準(zhǔn)管，也可用儀器的傾斜顯示功能，調(diào)節(jié)腳螺旋，使氣泡（圓點(diǎn)）居中。用圖形顯示或傾角數(shù)字顯示的轉(zhuǎn)換鍵4.對(duì)中、整平對(duì)中方法與經(jīng)緯儀相同，通常采用光學(xué)對(duì)中。用儀器傾斜數(shù)字顯示

儀器傾斜用角度表示，用腳螺旋調(diào)節(jié)兩個(gè)方向的傾斜角度為零，則縱軸鉛垂。圖形顯示或傾角數(shù)字顯示轉(zhuǎn)換鍵退出儀器傾斜數(shù)字顯示儀器傾斜用角度表示，用腳螺旋調(diào)節(jié)兩個(gè)方向已完成定標(biāo)已完成定標(biāo)角度測(cè)量角度測(cè)量◆水平方向置零功能：0

SET豎盤讀數(shù)平盤讀數(shù)按鍵兩次使平盤讀數(shù)為零(0SET)0

SET◆水平方向置零功能：0SET豎盤讀數(shù)平盤讀數(shù)按鍵兩次使平盤◆觀測(cè)：（a）照準(zhǔn)左目標(biāo)點(diǎn)L，水平方向歸零（0SET）；（b）精確照準(zhǔn)右目標(biāo)點(diǎn)R，顯示水平角。盤右同樣測(cè)量（a）（b）◆觀測(cè)：（a）照準(zhǔn)左目標(biāo)點(diǎn)L，水平方向歸零（0SET）；盤◆距離類型選擇和距離測(cè)量◆距離類型選擇和距離測(cè)量§4-5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)方向之間的關(guān)系。確定直線與標(biāo)準(zhǔn)方向之間的關(guān)系(水平角度)稱為直線定向。§4-5直線定向確定地面上兩點(diǎn)之間的相對(duì)位置，僅知道兩一、標(biāo)準(zhǔn)方向的種類真子午線方向：通過地球表面某點(diǎn)的真子午面的切線方向，稱為該點(diǎn)真子午線方向磁子午線方向：磁子午線方向是在地球磁場(chǎng)