大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)1.(4)(控制)ppt

第四章電磁波測(cè)距在大地測(cè)量中，為了推算國家大地控制點(diǎn)的坐標(biāo)，必須測(cè)定網(wǎng)中少量邊長作為起始邊長，作為網(wǎng)中的尺度基準(zhǔn)。因瓦基線尺量邊——60年代之前電磁波測(cè)距儀測(cè)距——60年代之后1南京工業(yè)大學(xué)土木學(xué)院§4.1電磁波測(cè)距基本原理4.1.1.電磁波測(cè)距基本原理公式：2南京工業(yè)大學(xué)土木學(xué)院4.1.2.相位式測(cè)距原理公式3南京工業(yè)大學(xué)土木學(xué)院4.1.3.電磁波測(cè)距儀的分類和分級(jí)測(cè)距原理：相位式測(cè)距儀（固定頻率法、可變頻率法）、脈沖式測(cè)距儀測(cè)程：長(數(shù)十km)、中(十余km)、短(3km)載波源：紅外、激光、微波載波數(shù)：單頻、雙頻反射目標(biāo)：合作目標(biāo)、漫反射目標(biāo)精度：高精度、一般精度、低精度重要指標(biāo)：精度、測(cè)程4南京工業(yè)大學(xué)土木學(xué)院

另外,還可按精度指標(biāo)分級(jí).由電磁波測(cè)距儀的精度公式:當(dāng)時(shí),則為一公里的測(cè)距中誤差。按此指標(biāo)，我國現(xiàn)行城市測(cè)量規(guī)范將測(cè)距儀分為：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(jí)，即Ⅰ級(jí)：Ⅱ級(jí)；Ⅲ級(jí)5南京工業(yè)大學(xué)土木學(xué)院§4.2.

N值解算的一般原理4.2.1.可變頻率法在可變頻帶兩端取測(cè)尺頻率和。

先在低頻附近改變頻率，使不足一整波長的尾數(shù)等于零，設(shè)這是調(diào)制波波長為整波數(shù)為則：然后在高頻附近同樣改變頻率，使不足一整波長的尾數(shù)等于零，設(shè)這是調(diào)制波波長為整數(shù)為則：6南京工業(yè)大學(xué)土木學(xué)院同時(shí)記錄出從變到時(shí)出現(xiàn)信號(hào)強(qiáng)度作周期性變化的次數(shù)，即整波數(shù)差

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＞＞則：解得：或則：7南京工業(yè)大學(xué)土木學(xué)院4.2.2.固定頻率法（1）分散的“直接測(cè)尺頻率”例如：用它測(cè)出6.43m

用它測(cè)出876m最后結(jié)果:876.43m。適用于短程測(cè)距8南京工業(yè)大學(xué)土木學(xué)院（2）集中的“間接測(cè)尺頻率”用差頻作為測(cè)尺頻率兩式相減得：令：，9南京工業(yè)大學(xué)土木學(xué)院則：式中：為相當(dāng)測(cè)尺頻率的測(cè)尺長度只要使大于測(cè)程（即）則可以測(cè)到唯一確定的距離10南京工業(yè)大學(xué)土木學(xué)院為解決擴(kuò)大測(cè)程和提高精度的矛盾，既得到距離的單值解，同時(shí)具有高精度和遠(yuǎn)測(cè)程，相位式測(cè)距儀一般采用一組測(cè)尺共同測(cè)距，即用精測(cè)頻率測(cè)定余長以保證精度，設(shè)置多級(jí)頻率(粗測(cè)頻率)來解算N(通常稱為多級(jí)固定頻率測(cè)距儀)而保證測(cè)程，從而解決“多值性”問題。

測(cè)尺頻率15MHz1.5MHz150kHz15kHz1.5kHz測(cè)尺長度精度10m1cm100m10cm1km1m10km10m100km100m11南京工業(yè)大學(xué)土木學(xué)院

由上表看出，各直接測(cè)尺頻率彼此相差較大，而且測(cè)程愈長時(shí)，測(cè)尺頻率相差愈懸殊，這使電路中放大器的增益和相移的穩(wěn)定性難于一致，于是，有些遠(yuǎn)程相位式測(cè)距儀改用一組數(shù)值上比較接近的測(cè)尺頻率，利用差頻頻率作為間接測(cè)尺頻率，可得到與直接測(cè)尺頻率同樣的效果。上式表明，同一距離上用兩個(gè)測(cè)尺頻率測(cè)得不足一整周期的尾數(shù)其差數(shù)12南京工業(yè)大學(xué)土木學(xué)院與直接用差頻測(cè)得的尾數(shù)是一致的。于是，我們可以選擇一組相近的測(cè)尺頻率進(jìn)行測(cè)量，測(cè)得各自的尾數(shù)為若取為精測(cè)尺頻率，取為間接測(cè)尺頻率，其尾數(shù)可按間接算得則適當(dāng)選取測(cè)尺頻率的大小就可形成一套測(cè)尺長度為十進(jìn)制的測(cè)尺系統(tǒng)，這種用差頻作為測(cè)尺頻率進(jìn)行測(cè)距的方式，稱為“間接測(cè)尺頻率”的方式。13南京工業(yè)大學(xué)土木學(xué)院例如：精尺和粗尺頻率精尺和間接測(cè)尺長度精度測(cè)尺頻率10m1cm100m10cm1000m1m10000m10m100000m100m14南京工業(yè)大學(xué)土木學(xué)院4.2.3.JCY-2型測(cè)距儀距離初值計(jì)算15南京工業(yè)大學(xué)土木學(xué)院距離初值計(jì)算公式：由于JCY-2型測(cè)距儀上的電感移相器最大只能作的移相,因而數(shù)碼器也只能顯示不足半周期的尾數(shù)，故距離初值計(jì)算公式為：則差頻測(cè)相公式為：16南京工業(yè)大學(xué)土木學(xué)院17南京工業(yè)大學(xué)土木學(xué)院18南京工業(yè)大學(xué)土木學(xué)院4.2.4.精測(cè)和粗測(cè)數(shù)據(jù)的正確組合由于噪音的影響，高頻電路的干擾及測(cè)相電路本身的缺陷等，使測(cè)相帶有一定的誤差，造成精測(cè)和粗測(cè)數(shù)據(jù)組合時(shí)就可能在十米位發(fā)生錯(cuò)誤。在下面表格中可以看出,如米位有±2m誤差,就可能使顯示的數(shù)字發(fā)生多10m或少10m的錯(cuò)誤。19南京工業(yè)大學(xué)土木學(xué)院例1例2實(shí)際距離529.88691.05精測(cè)結(jié)果9.881.05粗測(cè)正確值529691實(shí)際粗測(cè)值531(+2m誤差)689(-2m誤差)顯示數(shù)字539.88681.05差錯(cuò)多10m少10m20南京工業(yè)大學(xué)土木學(xué)院

如按下表的方法進(jìn)行置中值運(yùn)算，前面兩個(gè)例子就可以避免產(chǎn)生±10m的差錯(cuò)了置中是根據(jù)精測(cè)尺的米位數(shù)字進(jìn)行加減運(yùn)算的精測(cè)“米”位數(shù)0123456789置中運(yùn)算加減數(shù)+4+3+2+10-1-2-3-4-5置中結(jié)果421南京工業(yè)大學(xué)土木學(xué)院例1例2實(shí)際距離529.88691.05精測(cè)結(jié)果9.881.05粗測(cè)正確值529691置中結(jié)果524(-5運(yùn)算)694(+3運(yùn)算)置中后果526~522696~692誤差范圍±2m誤差±2m誤差顯示結(jié)果529.88691.0522南京工業(yè)大學(xué)土木學(xué)院§4.3.

距離觀測(cè)值的改正1.氣象改正ΔDn這是電磁波測(cè)距的重要改正，因?yàn)殡姶挪ㄔ诖髿庵袀鬏敃r(shí)受氣象條件的影響很大。此項(xiàng)改正的實(shí)質(zhì)是大氣折射率對(duì)距離的改正。因折射率與氣壓、氣溫、濕度有關(guān)，因此習(xí)慣