第4章光电测距

/29291龙岩学院龙岩学院 建立高精度平面控制网和进行电磁波测距三角高程时，需要进行建立高精度平面控制网和进行电磁波测距三角高程时，需要进行精密距离测量。当前，主要采用电磁波测距仪进行距离测量。本章主精密距离测量。当前，主要采用电磁波测距仪进行距离测量。本章主要讨论中、短程红外光电测距仪的基本原理；电磁波测距仪的误差来要讨论中、短程红外光电测距仪的基本原理；电磁波测距仪的误差来源及其影响；地面距离观测值如何归算到椭球面上。目的是解决平面源及其影响；地面距离观测值如何归算到椭球面上。目的是解决平面控制网的水平距离观测问题和电磁波测距三角高程测量的斜距观测问控制网的水平距离观测问题和电磁波测距三角高程测量的斜距观测问题。题。/29292龙岩学院龙岩学院 习题习题/29293龙岩学院龙岩学院光电测距仪按仪器测程分类：光电测距仪按仪器测程分类：短程光电测距仪：测程在短程光电测距仪：测程在3km3km以内，测距精度一般在以内，测距精度一般在lcmlcm左右。如我左右。如我国的国的HGC-1HGC-1、DCH-2DCH-2、DCH-3DCH-3、DCH-05DCH-05等精度均可达等精度均可达(5mm+5(5mm+5 10 10-6-6)。中程光电测距仪：测程在中程光电测距仪：测程在3 315km15km左右的仪器称为中程光电测距仪左右的仪器称为中程光电测距仪，这类仪器适用于二、三、四等控制网的边长测量。如我国的，这类仪器适用于二、三、四等控制网的边长测量。如我国的JCY-2JCY-2、DCS-1DCS-1，精度可达，精度可达（lOmm+1 lOmm+1 1010-6-6）。）。远程激光测距仪：测程在远程激光测距仪：测程在15km15km以上的光电测距仪，精度一般可达以上的光电测距仪，精度一般可达(5mm+1(5mm+11010-6-6），能满足国家一、二等控制网的边长测量。如我国），能满足国家一、二等控制网的边长测量。如我国研制成功的研制成功的JCY-3JCY-3型等。型等。/29294龙岩学院龙岩学院光电测距仪按测距精度分光电测距仪按测距精度分 每公里测距中误差每公里测距中误差 分分3 3级级 级级m mD D5mm,5mm,级级5mm m5mm mD D10mm,10mm,级级10mm m10mm mD D20mm20mm。/29295龙岩学院龙岩学院相位式光电测距仪的基本公式相位式光电测距仪的基本公式)()2/(221NNLNfcctD式中：式中：测尺长度；测尺长度；整周数；整周数；不足一周的尾数不足一周的尾数 2/2/fcLN2/NN值测定原理值测定原理直接测尺频率方式：直接使用不同频率直接测尺频率方式：直接使用不同频率测尺测尺的测量结果组合成待测的测量结果组合成待测距离的方式，一般在仪器中设置距离的方式，一般在仪器中设置2 2个或个或3 3个固定不变的测距频率。个固定不变的测距频率。间接测尺频率方式：间接测尺频率方式：用差频作为测尺频率进行测距的方式用差频作为测尺频率进行测距的方式 。测尺频率的确定：测尺频率的确定：一般将用于决定仪器测距精度的测尺频率称精测一般将用于决定仪器测距精度的测尺频率称精测尺频率；而将用于扩展测程的测尺频率称为粗测尺频率。尺频率；而将用于扩展测程的测尺频率称为粗测尺频率。)2(122NftNftt/29296龙岩学院龙岩学院 对于采用直接测尺频率方式的测距仪，精测尺频率的确定，依对于采用直接测尺频率方式的测距仪，精测尺频率的确定，依据测相精度，主要考虑仪器的测程和测量结果的准确衔接，还要使据测相精度，主要考虑仪器的测程和测量结果的准确衔接，还要使确定的测尺长度便于计算。确定的测尺长度便于计算。例如我国的例如我国的HGC-1HGC-1型及长征型及长征DCH-1DCH-1型红外测距仪，确定精测尺长型红外测距仪，确定精测尺长=10m=10m和粗测尺长和粗测尺长=1000m=1000m的精测尺频率和粗测尺频率。的精测尺频率和粗测尺频率。测尺频率可依下式确定：测尺频率可依下式确定：iiiiLcffcL11222例如例如 测量测量386.574m的距离，用精测尺测得的距离，用精测尺测得6.574m，用粗测尺测，用粗测尺测得得386.5m,组合得组合得386.574m。/29297龙岩学院龙岩学院 间接测尺频率的方式间接测尺频率的方式 直接测尺频率相差较大，测程越长，相差越悬殊，使直接测尺频率相差较大，测程越长，相差越悬殊，使电路中放大器的增益和相对稳定性难于一致。远程测距采用一电路中放大器的增益和相对稳定性难于一致。远程测距采用一组数值相近的测尺频率，利用其差频作为粗测频率，间接确定组数值相近的测尺频率，利用其差频作为粗测频率，间接确定N N值。值。若用若用2 2个测尺频率个测尺频率f1f1和和f2f2测量同一距离测量同一距离D,D,设所得整周数和设所得整周数和不足一周的尾数分别为不足一周的尾数分别为N1N1、N1N1、N2N2、N2N2，则有：，则有：2221112221112222NNDcfNNDcfNNfcNNfcD返回本章目录两式相减并移项后得两式相减并移项后得2121212NNNNffcD/29298龙岩学院龙岩学院令（令（f f1 1-f-f2 2)=f)=f1212,N,N1 1-N-N2 2=N=N1212,N N1 1-N N2 2=N N12,12,则上式变为：则上式变为：)(2121212NNfcD/29299龙岩学院龙岩学院相位式光电测距仪的工作原理相位式光电测距仪的工作原理/292910龙岩学院龙岩学院相位式光电测距仪各主要部件的工作原理简介相位式光电测距仪各主要部件的工作原理简介 光源光源 相位式测距仪的光源，主要有砷化镓（相位式测距仪的光源，主要有砷化镓（GaAsGaAs）二极管和氦）二极管和氦-氖氖（He-NeHe-Ne）气体激光器。前者一般用于短程测距仪中，后者用于中）气体激光器。前者一般用于短程测距仪中，后者用于中远程测距仪中。远程测距仪中。调制器调制器 采用砷化镓（采用砷化镓（GaAsGaAs）二极管发射红外光的红外测距仪，发射光）二极管发射红外光的红外测距仪，发射光强直接由注入电流调制，发射一种红外调制光，称为直接调制，故强直接由注入电流调制，发射一种红外调制光，称为直接调制，故不再需要专门的调制器。但是采用氦氖激光等作光源的相位式测距不再需要专门的调制器。但是采用氦氖激光等作光源的相位式测距仪，必须采用一种调制器，其作用是将测距信号载在光波上，使发仪，必须采用一种调制器，其作用是将测距信号载在光波上，使发射光的振幅随测距信号电压而变化，成为一种调制光。射光的振幅随测距信号电压而变化，成为一种调制光。棱镜反射器棱镜反射器 在使用光电测距仪进行精密测距时，必须在测线的另一端安置在使用光电测距仪进行精密测距时，必须在测线的另一端安置一个反射器，使发射的调制光经它反射后，被仪器接收器接收。一个反射器，使发射的调制光经它反射后，被仪器接收器接收。/292911龙岩学院龙岩学院相位式光电测距仪各主要部件的工作原理简介相位式光电测距仪各主要部件的工作原理简介 光电转换器件光电转换器件 在光电测距仪中，接收器的信号为光信号。为了将此信号送到在光电测距仪中，接收器的信号为光信号。为了将此信号送到相位器进行相位比较，必须把光信号变为电信号，对此要采用光电相位器进行相位比较，必须把光信号变为电信号，对此要采用光电转换器件来完成这项工作。用于测距仪的光电转换器件通常有光电转换器件来完成这项工作。用于测距仪的光电转换器件通常有光电二极管，雪崩光电二极管和光电倍增管。二极管，雪崩光电二极管和光电倍增管。差频测相差频测相 目前相位式测距仪都采用差频测相，即就是使高频测距信号和目前相位式测距仪都采用差频测相，即就是使高频测距信号和高频基准信号在进入比相前均与本振高频信号进行差频，成为测距高频基准信号在进入比相前均与本振高频信号进行差频，成为测距和基准低频信号。在比相时，由于低频信号的频率大幅度降低（如和基准低频信号。在比相时，由于低频信号的频率大幅度降低（如精测尺频率为精测尺频率为15MHz15MHz，混频后低频为，混频后低频为4kHz4kHz时，降低了时，降低了37503750倍），周倍），周期相应扩大，即表象时间得到放大，这就大大地提高了测相精度。期相应扩大，即表象时间得到放大，这就大大地提高了测相精度。自动数字测相自动数字测相 随着集成电路和数字技术的发展，为测距仪向自动化和数字化随着集成电路和数字技术的发展，为测距仪向自动化和数字化方向发展提供了条件。目前许多中、短程测距仪几乎都采用自动数方向发展提供了条件。目前许多中、短程测距仪几乎都采用自动数字测相技术以及距离的数字显示。字测相技术以及距离的数字显示。返回本章目录/292912龙岩学院龙岩学院测距误差的主要来源测距误差的主要来源 ：222222222202240RheKnfcSmmDhmmmnmfmcmDM 上式中的各项误差影响，就其方式来讲，有些是与距离成比例上式中的各项误差影响，就其方式来讲，有些是与距离成比例的。这些误差称为的。这些误差称为“比例误差比例误差”；另一些误差影响与距离长短无关。；另一些误差影响与距离长短无关。称其为称其为“固定误差固定误差”。对于对于式中式中偶然性误差的影响，我们可以采取偶然性误差的影响，我们可以采取不同条件下的多次观测来削弱其影响；而对系统性误差影响则不然，不同条件下的多次观测来削弱其影响；而对系统性误差影响则不然，但我们可以事先通过精确检定，缩小这类误差的数值，达到控制其但我们可以事先通过精确检定，缩小这类误差的数值，达到控制其影响的目的。影响的目的。相位测距的基本公式为：相位测距的基本公式为：2210NncfD/292913龙岩学院龙岩学院比例误差的影响比例误差的影响 ：光速值的误差影响光速值的误差影响 光速值对测距误差的影响甚微，可以忽略不计。光速值对测距误差的影响甚微，可以忽略不计。调制频率的误差影响调制频率的误差影响 调制频率的误差，包括两个方面，即频率校正的误差（反映了调制频率的误差，包括两个方面，即频率校正的误差（反映了频率的精确度）和频率的漂移误差（反映了频率稳定度）。频率误频率的精确度）和频率的漂移误差（反映了频率稳定度）。频率误差影响在精密中远程测距中是不容忽视的，作业前后应及时进行频差影响在精密中远程测距中是不容忽视的，作业前后应及时进行频率检校，必要时还得确定晶体的温度偏频曲线，以便给以频率改正。率检校，必要时还得确定晶体的温度偏频曲线，以便给以频率改正。大气折射率的误差影响大气折射率的误差影响 正确测定测站和镜站上的气象元素，并使算得的大气折射系数正确测定测站和镜站上的气象元素，并使算得的大气折射系数与传播络径上的实际数值十分接近，可以大大地减少大气折射的误与传播络径上的实际数值十分接近，可以大大地减少大气折射的误差影响，这对精密中、远程测距乃是十分重要的。差影响，这对精密中、远程测距乃是十分重要的。/292914龙岩学院龙岩学院固定误差的影响固定误差的影响 ：测相误差，仪器加常数误差和对中误差都属于固定误差。测相误差，仪器加常数误差和对中误差都属于固定误差。在精在精密的短程测距时，这类误差将处于突出的地位。密的短程测距时，这类误差将处于突出的地位。对中误差对中误差 在控制测量中，一般要求对中误差在在控制测量中，一般要求对中误差在3mm3mm以下，要求归心误差以下，要求归心误差在在5mm5mm左右。但在精密短程测距时，由于精度要求高，必须采用强左右。但在精密短程测距时，由于精度要求高，必须采用强制归心方法，最大限度地削弱此项误差影响。制归心方法，最大限度地削弱此项误差影响。仪器加常数误差仪器加常数误差 经常对加常数进行及时检测，予以发现并改用新的加常数来避经常对加常数进行及时检测，予以发现并改用新的加常数来避免这种影响。免这种影响。测相误差测相误差 包括测相设备本身的误差包括测相设备本身的误差 ，幅相误差，幅相误差 ，照准误差，照准误差 ，信噪比，信噪比引起的误差引起的误差.周期误差周期误差 。返回本章目录/292915龙岩学院龙岩学院 一、测距仪的检视一、测距仪的检视 外观检视及功能检查。外观检视及功能检查。外观检视：仪器、配件是否齐全，型号是否相配。外表有无碰损、外观检视：仪器、配件是否齐全，型号是否相配。外表有无碰损、脱漆、锈蚀。脱漆、锈蚀。功能检查：成像质量；制动及微动是否灵活、平稳；电源及供电功能检查：成像质量；制动及微动是否灵活、平稳；电源及供电 系统是否正常，计数、显示系统及各键、钮功能是正系统是否正常，计数、显示系统及各键、钮功能是正 常。常。二、发射、接收、照准三轴关系正确性的检验与校正二、发射、接收、照准三轴关系正确性的检验与校正 三三、内部符合精度的检定内部符合精度的检定 内部符合精度：仪器多次测量同一距离，各观测值之间的离散程内部符合精度：仪器多次测量同一距离，各观测值之间的离散程 度。度。1nvvm/292916龙岩学院龙岩学院 四、精测频率的检定四、精测频率的检定 1.1.频率准确度的检定；频率准确度的检定；2.2.温度温度-频率特征的检定；频率特征的检定；3.3.频率开机特性的检定；频率开机特性的检定；4.4.频率重现性的检定。频率重现性的检定。五、周期误差的检定五、周期误差的检定 检定设备检定设备 检定方法检定方法 数据处理数据处理 六、仪器常数的检定六、仪器常数的检定 六段比较法：六段比较法：在比较基线场进行检定观测；在比较基线场进行检定观测；观测数据处理。观测数据处理。七、综合精度的检定七、综合精度的检定 /292917龙岩学院龙岩学院 测距作业及有关规定测距作业及有关规定 1.测距边的选设；测距边的选设；2.测距作业技术规定；测距作业技术规定；3.测距作业中的注意事项；测距作业中的注意事项；/292918龙岩学院龙岩学院频率改正频率改正 ：频率变化对距离的影响是系统性的。通常，精测尺频率可通过频率变化对距离的影响是系统性的。通常，精测尺频率可通过检测，用补偿的办法调整到规定的标准值，这时频率改正就不必加检测，用补偿的办法调整到规定的标准值，这时频率改正就不必加了。但是，考虑到搬运振动，晶体老化等原因会导致频率变化，因了。但是，考虑到搬运振动，晶体老化等原因会导致频率变化，因此作业前后常常要进行频率对比，发现频率变化过大时，就要考虑此作业前后常常要进行频率对比，发现频率变化过大时，就要考虑对测得的距离加上频率改正。对测得的距离加上频率改正。气象改正气象改正 ：气象改正数随温度和气压的变化而变化，因此气象元素（温度气象改正数随温度和气压的变化而变化，因此气象元素（温度和气压）最好是取测线上的平均值来计算。和气压）最好是取测线上的平均值来计算。/292919龙岩学院龙岩学院波道弯曲改正波道弯曲改正 ：由于波道弯曲引起的弧长化为弦长的波道几何改正。由于波道弯曲引起的弧长化为弦长的波道几何改正。由于实际大气折射系数仅用测线两端的中值，而没有采用严格沿由于实际大气折射系数仅用测线两端的中值，而没有采用严格沿波道上的积分平均值，因此产生了所谓折射系数的代表性改正。波道上的积分平均值，因此产生了所谓折射系数的代表性改正。归心改正归心改正：包括高差而引起的倾斜改正，测线超出参考椭球面而引起的投影改包括高差而引起的倾斜改正，测线超出参考椭球面而引起的投影改正，弦长化为弧长的改正。正，弦长化为弧长的改正。倾斜改正和投影改正倾斜改正和投影改正：/292920龙岩学院龙岩学院椭球面上水平距离的计算椭球面上水平距离的计算：设参考椭球面上的水平距离以设参考椭球面上的水平距离以 表示，则：表示，则：式中式中 为仪器常数，为仪器常数，为仪器周期误差改正。为仪器周期误差改正。应当指出，以上各项改正并非每项都要计算，根据仪器应当指出，以上各项改正并非每项都要计算，根据仪器情况，边的长短和测边精度要求，有些项实际上不存在或本身过情况，边的长短和测边精度要求，有些项实际上不存在或本身过小而无需计算。属于各测回不同的改正计算，必须在各测回内分小而无需计算。属于各测回不同的改正计算，必须在各测回内分别计算，而其余的改正项各测回都是一样的。则可在最后一次计别计算，而其余的改正项各测回都是一样的。则可在最后一次计算。算。S)()()(0SenfDDDDDDCDSCDnD返回本章目录/292921龙岩学院龙岩学院全站仪的概念全站仪的概念 ：把电子测距、电子测角和微处理机结合成一个整体、能自动记把电子测距、电子测角和微处理机结合成一个整体、能自动记录、存储并具备某些固定计算程序的电子速测仪录、存储并具备某些固定计算程序的电子速测仪 ，因该仪器在一，因该仪器在一个测站点能快速进行三维坐标测量、定位和自动数据采集、处理、个测站点能快速进行三维坐标测量、定位和自动数据采集、处理、存储等工作，较完善地实现了测量和数据处理过程的电子化和一体存储等工作，较完善地实现了测量和数据处理过程的电子化和一体化，所以称化，所以称“全站型电子速测仪全站型电子速测仪”，通常又称为，通常又称为“电子全站仪电子全站仪”或或简称简称“全站仪全站仪”。/292922龙岩学院龙岩学院全站仪的基本组成及结构全站仪的基本组成及结构 ：全站仪的基本组成全站仪的基本组成 补偿部分补偿部分测角部分测角部分测距部分测距部分CPUCPUI/OI/O接接 口口中央处理器中央处理器输入输出输入输出电电 源源显显 示示 屏屏键键 盘盘/292923龙岩学院龙岩学院全站仪的基本结构全站仪的基本结构 组合式全站仪：组合式全站仪：组合式结构的全站仪是由测距头、光学经纬仪及电组合式结构的全站仪是由测距头、光学经纬仪及电子计算部分拼装组合而成。子计算部分拼装组合而成。整体式全站仪整体式全站仪:整体式结构的全站仪是在一个机器外壳内含有电子整体式结构的全站仪是在一个机器外壳内含有电子测距、测角、补偿、记录、计算、存储等部分，将发射、接收、瞄测距、测角、补偿、记录、计算、存储等部分，将发射、接收、瞄准光学系统设计成同轴，共用一个望远镜，角度和距离测量只需一准光学系统设计成同轴，共用一个望远镜，角度和距离测量只需一次瞄准，测量结果能自动显示并能与外围设备双向通讯。次瞄准，测量结果能自动显示并能与外围设备双向通讯。组合式全站仪 整体式全站仪/292924龙岩学院龙岩学院全站仪的精度及等级全站仪的精度及等级全站仪的精度全站仪的精度全站仪是由光电测距、电子测角、电子补偿、微机数据处理全站仪是由光电测距、电子测角、电子补偿、微机数据处理为一体的综合型测量仪器，其主要精度指标是测距精度和测角为一体的综合型测量仪器，其主要精度指标是测距精度和测角精度。如精度。如SET500SET500全站仪的标称精度为：测角精度全站仪的标称精度为：测角精度=5 5；测距；测距精度精度=（3+2ppmD3+2ppmD）mmmm。Dm mmDm全站仪的等级全站仪的等级国家计量检定规程（国家计量检定规程（JJG100JJG1009494）将全站仪准确度等级分划为四）将全站仪准确度等级分划为四个等级。个等级。/292925龙岩学院龙岩学院电脑全站仪的主要特点电脑全站仪的主要特点 1 1）电脑操作系统。电脑全站仪具有像通常）电脑操作系统。电脑全站仪具有像通常PCPC机一样的机一样的DOSDOS操操作系统。作系统。2 2）大屏幕显示。可显示数字，文字，图像，也可显示电子）大屏幕显示。可显示数字，文字，图像，也可显示电子气泡居中情况，以提高仪器安置的速度与精度，并采用人机对气泡居中情况，以提高仪器安置的速度与精度，并采用人机对话式控制面板。话式控制面板。3 3）大容量的内存。一般内存在）大容量的内存。一般内存在IM IM 以上，其中主内存有以上，其中主内存有640K640K。数据内存数据内存320K320K，程序内存，程序内存512K512K，扩展内存，扩展内存512K512K。4 4）采用国际计算机通用磁卡。所有测量信息都可以文件形）采用国际计算机通用磁卡。所有测量信息都可以文件形式记入磁卡或电子记录簿，磁卡采用无触点感应式，可以长期式记入磁卡或电子记录簿，磁卡采用无触点感应式，可以长期保留数据。保留数据。5 5）自动补偿功能。补偿器装有双轴倾斜传感器，能直接检）自动补偿功能。补偿器装有双轴倾斜传感器，能直接检测出仪器的垂直轴测出仪器的垂直轴,在视准轴方向和横轴方向上的倾斜量，经在视准轴方向和横轴方向上的倾斜量，经仪器处理计算出改正值并对垂直方向和水平方向值加以改正，仪器处理计算出改正值并对垂直方向和水平方向值加以改正，提高测角精度。提高测角精度。6 6）测距时间快，耗电量少。）测距时间快，耗电量少。Dm mmDm/292926龙岩学院龙岩学院全站仪操作应注意事项全站仪操作应注意事项 理解全站仪的概念理解全站仪的概念了解工作原理了解工作原理明确测量功能明确测量功能熟悉操作步骤熟悉操作步骤合理设置仪器参数合理设置仪器参数正确选择测量模式正确选择测量模式掌握应用技术掌握应用技术 Dm mmDm/292927龙岩学院龙岩学院距离测量距离测量 距离测量必须选用与全站仪配套的合作目标，即反光棱距离测量必须选用与全站仪配套的合作目标，即反光棱镜。由于电子测距为仪器中心到棱镜中心的倾斜距离，因此镜。由于电子测距为仪器中心到棱镜中心的倾斜距离，因此仪器站和棱镜站均需要精确对中、整平。在距离测量前应进仪器站和棱镜站均需要精确对中、整平。在距离测量前应进行气象改正、棱镜类型、棱镜常数改正、测距模式的设置和行气象改正、棱镜类型、棱镜常数改正、测距模式的设置和测距回光信号的检查，然后才能进行距离测量。仪器的各项测距回光信号的检查，然后才能进行距离测量。仪器的各项改正是按设置仪器参数，经微处理器对原始观测数据计算并改正是按设置仪器参数，经微处理器对原始观测数据计算并改正后，显示观测数据和计算数据的。只有合理设置仪器参改正后，显示观测数据和计算数据的。只有合理设置仪器参数，才能得到高精度的观测成果。数，才能得到高精度的观测成果。Dm mmDm/292928龙岩学院龙岩学院全站仪在高程测量的应用全站仪在高程测量的应用 全站仪三角高程测量的技术指标全站仪三角高程测量的技术指标 Dm mmDm注：注：1.D1.D为测距边长度，以千米（为测距边长度，以千米（kmkm）为单位）为单位 2.2.边长大于边长大于400m400m时，应考虑球气差的影响时，应考虑球气差的影响/292929龙岩学院龙岩学院基本原理基本原理 图中是高程已知的水准点，是待测点，图中是高程已知的水准点，是待测点，是高程路线的转点，是高程路线的转点，1,2,3,41,2,3,4为全站仪的设站位置。为全站仪的设站位置。因为用全站仪可以直接读取全站仪中心到棱镜中心的高因为用全站仪可以直接读取全站仪中心到棱镜中心的高差差，因此有：，因此有：BABABABBAABAABvvhvvhhvihvihhhh111111111)()(/292930龙岩学院龙岩学院同理可得：同理可得：EAniiAEvvhh1用全站仪代替水准仪进行高程测量应满足的条件用全站仪代替水准仪进行高程测量应满足的条件:（1 1）全站仪的设站次数为偶数，否则不能把转点棱镜高抵消）全站仪的设站次数为偶数，否则不能把转点棱镜高抵消掉；掉；（2 2）起始点和终点的棱镜高，应保持相等；）起始点和终点的棱镜高，应保持相等；（3 3）转点上的棱镜高在仪器搬动过程中保持不变；）转点上的棱镜高在仪器搬动过程中保持不变；（4 4）仪器在一个测站的观测过程中高度保持不变。）仪器在一个测站的观测过程中高度保持不变。/292931龙岩学院龙岩学院精度分析精度分析 垂直角和水平距离观测误差对观测高差的影响垂直角和水平距离观测误差对观测高差的影响 22222212221112221sinsincoscoshssmmmmSmS V地球曲率和大气折光的影响地球曲率和大气折光的影响 水准测量要求前后视距相等主要是为了抵消水准测量要求前后视距相等主要是为了抵消角误差，同时角误差，同时也为了削弱地球曲率及大气折光的影响，用全站仪代替水准仪测也为了削弱地球曲率及大气折光的影响，用全站仪代替水准仪测量时，可以设置大气折光系数量时，可以设置大气折光系数（一般取（一般取0.120.12），有仪器自动对），有仪器自动对地球曲率及大气折光的影响进行改正。如果把视距控制在地球曲率及大气折光的影响进行改正。如果把视距控制在200200左左右，前后视距差在右，前后视距差在3 3之内，影响可以忽略不计。之内，影响可以忽略不计。/292932龙岩学院龙岩学院棱镜沉降、仪器沉降、棱镜倾斜的误差棱镜沉降、仪器沉降、棱镜倾斜的误差 与水准仪测量类似，用全站仪代替水准仪进行高程测量时同与水准仪测量类似，用全站仪代替水准仪进行高程测量时同样存在棱镜沉降、仪器沉降的影响，观测时必须采取一定的措施样存在棱镜沉降、仪器沉降的影响，观测时必须采取一定的措施来减弱或消除。来减弱或消除。棱镜沉降主要发生在仪器的转站过程中，提高观测速度、采用棱镜沉降主要发生在仪器的转站过程中，提高观测速度、采用往返观测的方法也可以抵消部分影响。往返观测的方法也可以抵消部分影响。仪器沉降主要发生在一个测回的观测过程中，在一个测站上要变仪器沉降主要发生在一个测回的观测过程中，在一个测站上要变换仪器高观测两个测回，第二测回和第一测回采用相反的观测次换仪器高观测两个测回，第二测回和第一测回采用相反的观测次序，即序，即“后后前前前前后后”或或“前前后后后后前前”，可以有效的，可以有效的减弱仪器沉降的影响。减弱仪器沉降的影响。觇标倾斜的影响与水准测量时水准尺的倾斜相似，只要仔细检验觇标倾斜的影响与水准测量时水准尺的倾斜相似，只要仔细检验对中杆上的圆水准气泡，在立杆时保证气泡居中就可以消除此影对中杆上的圆水准气泡，在立杆时保证气泡居中就可以消除此影响。响。/292933龙岩学院龙岩学院竖直度盘指标差的影响竖直度盘指标差的影响 水准测量时主要存在角误差的影响，为了消除角误差对水准测量时主要存在角误差的影响，为了消除角误差对水准测量的影响一般要求前后视距相等。用全站仪观测时，类似水准测量的影响一般要求前后视距相等。用全站仪观测时，类似的误差是竖直度盘指标差，如果只用正镜或倒镜观测，该项误差的误差是竖直度盘指标差，如果只用正镜或倒镜观测，该项误差的影响不容忽视。但是只要采用正倒镜观测，就可以抵消指标差的影响不容忽视。但是只要采用正倒镜观测，就可以抵消指标差的影响。的影响。竖直度盘指标差的影响竖直度盘指标差的影响 水准测量时主要存在角误差的影响，为了消除角误差对水准测量时主要存在角误差的影响，为了消除角误差对水准测量的影响一般要求前后视距相等。用全站仪观测时，类似水准测量的影响一般要求前后视距相等。用全站仪观测时，类似的误差是竖直度盘指标差，如果只用正镜或倒镜观测，该项误差的误差是竖直度盘指标差，如果只用正镜或倒镜观测，该项误差的影响不容忽视。但是只要采用正倒镜观测，就可以抵消指标差的影响不容忽视。但是只要采用正倒镜观测，就可以抵消指标差的影响。的影响。/292934龙岩学院龙岩学院垂直轴倾斜误差的影响垂直轴倾斜误差的影响 全站仪能够进行垂直轴倾斜的自动补偿，并且补偿后的精度能达到全站仪能够进行垂直轴倾斜的自动补偿，并且补偿后的精度能达到0.10.1，影响甚微。因此，垂直轴倾斜误差的影响可以忽略不计，影响甚微。因此，垂直轴倾斜误差的影响可以忽略不计。垂线偏差的影响垂线偏差的影响 在山区和丘陵地区用全站仪代替水准仪进行高程测量有显著的优点，在山区和丘陵地区用全站仪代替水准仪进行高程测量有显著的优点，但由于垂线偏差的变化较大，使得测点之间所观测的高差不等于这两点之但由于垂线偏差的变化较大，使得测点之间所观测的高差不等于这两点之间的正常高高差，因此，必须加一个垂线偏差改正。间的正常高高差，因此，必须加一个垂线偏差改正。在平原地区，前视和后视的平均垂线偏差基本相等，故垂线偏差的影响等在平原地区，前视和后视的平均垂线偏差基本相等，故垂线偏差的影响等于零。在丘陵地区，垂线偏差的最大值为于零。在丘陵地区，垂线偏差的最大值为22，在几百米左右的范围内它，在几百米左右的范围内它的变化不大，取的变化不大，取0.2(0.2(最大值的十分之一最大值的十分之一)，=300=300，对高差的影响为，对高差的影响为0.290.29；在山区，垂线偏差的最大值为；在山区，垂线偏差的最大值为1010，在几百米左右的范围内它，在几百米左右的范围内它的变化量也取最大值的十分之一的变化量也取最大值的十分之一(1)(1)，=300=300，则对高差的影响为，则对高差的影响为1.451.45。在大山区，垂线偏差的最大值为。在大山区，垂线偏差的最大值为2020，在几百米左右的范围内，在几百米左右的范围内它的变化量也取最大值的十分之一（它的变化量也取最大值的十分之一（22）,=300=300，则对高差的影响为，则对高差的影响为2.912.91。综上所述，垂线偏差对高程的影响在山区和大山区是很大的，因此，综上所述，垂线偏差对高程的影响在山区和大山区是很大的，因此，在这些地区测量时，应该适当的减小视线的长度。在这些地区测量时，应该适当的减小视线的长度。返回本章目返回本章目录录/292935龙岩学院龙岩学院习习 题题1 1电磁波测距仪有哪些分类方法？各是如何分类的电磁波测距仪有哪些分类方法？各是如何分类的?2 2电磁波测距仪表示标称精度的公式有哪些？电磁波测距仪表示标称精度的公式有哪些？3 3为什么电磁波测距仪一般都采用两个以上的测尺频率？利用单为什么电磁波测距仪一般都采用两个以上的测尺频率？利用单一频率能否进行距离测量？为什么？一频率能否进行距离测量？为什么？4 4相位式测距仪测距的求距基本公式和基本原理是什么？试简述其相位式测距仪测距的求距基本公式和基本原理是什么？试简述其中的中的N N值确定方法。值确定方法。5 5试述相位测距法的测距公式，并指出其中哪些是已知参数，哪试述相位测距法的测距公式，并指出其中哪些是已知参数，哪些是经测算获得的参数，它们是如何获得的。些是经测算获得的参数，它们是如何获得的。6 6测距误差共有哪些？哪些属于比例误差？哪些属于固定误差？测距误差共有哪些？哪些属于比例误差？哪些属于固定误差？7 7测距时应采取哪些措施可减小大气折射率误差的影响？测距时应采取哪些措施可减小大气折射率误差的影响？8 8测距过程中的照准误差是由什么原因引起的？用什么措施避免测距过程中的照准误差是由什么原因引起的？用什么措施避免或减弱其影响？或减弱其影响？9 9用光电测距仪进行距离测量时，在测站上应对测得的倾斜距离用光电测距仪进行距离测量时，在测站上应对测得的倾斜距离加入哪些改正？加入哪些改正？返回本章目返回本章目录录