第5章-角度距离测量与全站仪讲课讲稿课件

第五章第五章 角度、距离测量与全站仪角度、距离测量与全站仪教学目标教学目标掌握角度测量的原理与方法掌握角度测量的原理与方法掌握光电测距仪的测距原理掌握光电测距仪的测距原理了解全站仪的结构了解全站仪的结构掌握全站仪的操作掌握全站仪的操作了解影响全站仪测角、测距的误差了解影响全站仪测角、测距的误差主要内容主要内容l角度测量原理角度测量原理角度测量原理角度测量原理l经纬仪经纬仪经纬仪经纬仪l角度观测方法角度观测方法角度观测方法角度观测方法l水平角观测的误差和精度水平角观测的误差和精度水平角观测的误差和精度水平角观测的误差和精度l经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正l距离测量距离测量距离测量距离测量l光电测距误差分析光电测距误差分析光电测距误差分析光电测距误差分析l光电测距仪的检验光电测距仪的检验光电测距仪的检验光电测距仪的检验l全站仪和自动全站仪全站仪和自动全站仪全站仪和自动全站仪全站仪和自动全站仪l三角高程测量三角高程测量三角高程测量三角高程测量5.1 角度测量原理角度测量原理水平角测量原理水平角测量原理竖直角测量原理竖直角测量原理水平角水平角：相交的两直线之间的夹角在水平面上的投影相交的两直线之间的夹角在水平面上的投影(0360)。一、水平角测量原理一、水平角测量原理仪器安置的高低及瞄准目标仪器安置的高低及瞄准目标的高低不同部位对水平角的的高低不同部位对水平角的观测有无影响？观测有无影响？OO1A1B1AB水平面水平面ab竖直角竖直角：同一竖面同一竖面内，目标方向与一内，目标方向与一特定方向特定方向之间的夹角。之间的夹角。二、竖直角测量原理二、竖直角测量原理仪器安置的高低对竖直角的仪器安置的高低对竖直角的观测有无影响？观测有无影响？ABO水平线方向水平线方向铅铅垂垂线线方方向向天天顶顶方方向向高度角高度角 ：同一竖面内，目标：同一竖面内，目标方向与方向与水平方向水平方向间的夹角间的夹角-90 90天顶距天顶距Z：同一竖面内，目标方：同一竖面内，目标方向与向与天顶方向天顶方向间的夹角间的夹角0180天顶距与高度角的关系：天顶距与高度角的关系：5.2 经纬仪经纬仪经纬仪的基本构造经纬仪的基本构造经纬仪的分类经纬仪的分类电子经纬仪电子经纬仪一、经纬仪的基本构造一、经纬仪的基本构造照准部照准部水平度盘水平度盘基座基座照照准准部部测量望远镜测量望远镜竖直度盘竖直度盘水准器：圆水准器、水准管水准器：圆水准器、水准管光学对中器光学对中器竖轴竖轴：仪器的旋转轴：仪器的旋转轴横轴横轴：望远镜的旋转轴：望远镜的旋转轴视准轴视准轴：望远镜十字丝中心与物镜中心的连：望远镜十字丝中心与物镜中心的连线线水准轴水准轴：水准管水准轴与圆水准器的水准轴：水准管水准轴与圆水准器的水准轴竖轴竖轴横轴横轴视准轴视准轴水准管轴水准管轴圆圆水水准准轴轴1、构造、构造2、经纬仪的轴系关系、经纬仪的轴系关系横轴横轴竖轴竖轴圆圆水水准准轴轴竖竖直直度度盘盘水准管轴水准管轴水平度盘水平度盘视准轴视准轴竖轴必须竖直，且与水准管轴垂直竖轴必须竖直，且与水准管轴垂直水平度盘必须水平，其分划中心应位水平度盘必须水平，其分划中心应位于竖轴上，且与竖轴垂直于竖轴上，且与竖轴垂直视准轴应垂直于横轴视准轴应垂直于横轴望远镜上下转动时，视准轴形成的视望远镜上下转动时，视准轴形成的视准面必须是竖直面准面必须是竖直面望远镜中十字横丝应垂直于十字竖丝望远镜中十字横丝应垂直于十字竖丝二、经纬仪的分类二、经纬仪的分类游标经纬仪游标经纬仪光学经纬仪光学经纬仪电子经纬仪电子经纬仪我国大地测量仪器的总代号为汉语拼音字母我国大地测量仪器的总代号为汉语拼音字母“D”，经纬，经纬仪代号为仪代号为“J”。经纬仪的类型很多，我国经纬仪系列是按野。经纬仪的类型很多，我国经纬仪系列是按野外外“一测回方向观测中误差一测回方向观测中误差”这一精度指标划分为这一精度指标划分为DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15五个等级。例如五个等级。例如“DJ6”表示经纬仪表示经纬仪野外野外“一测回方向观测中误差一测回方向观测中误差”不超过不超过6，简写为，简写为“J6”。采用光电扫描度盘将采用光电扫描度盘将角度值角度值变为变为电电信号信号，利用电子技术测角，最后再将，利用电子技术测角，最后再将电电信号信号转换为转换为角度值角度值，使测角能，使测角能自动显示自动显示、自动记录自动记录和和自动传输数据自动传输数据，从而完成自，从而完成自动化测角的全过程，这种经纬仪称为电动化测角的全过程，这种经纬仪称为电子经纬仪。子经纬仪。三、电子经纬仪三、电子经纬仪1、电子经纬仪与光学经纬仪的区别、电子经纬仪与光学经纬仪的区别三、电子经纬仪三、电子经纬仪仍具有仍具有照准部照准部、度盘度盘、基座基座及相应及相应轴系的结构轴系的结构形式。形式。望远望远镜镜、水准器水准器、光学对中器光学对中器及制、微动机构类似。及制、微动机构类似。无读数显无读数显微镜微镜，增设，增设电子显示窗电子显示窗和和操作按键操作按键。电子经纬仪和光学经纬仪的主要不同点：在于电子经纬仪电子经纬仪和光学经纬仪的主要不同点：在于电子经纬仪采用了由采用了由微处理器控制微处理器控制的的光电扫描度盘光电扫描度盘和和自动显示自动显示系统。系统。根据光电扫描度盘取得电信号的方式不同，目前电子测角根据光电扫描度盘取得电信号的方式不同，目前电子测角系统有：系统有：编码度盘测角系统编码度盘测角系统、光栅度盘测角系统光栅度盘测角系统。2、编码度盘测角系统、编码度盘测角系统采用编码度盘及编码测微器的测角系统。采用编码度盘及编码测微器的测角系统。码道：码道：n4区间：区间：S2n16四码道度盘四码道度盘每个方向都单值对应一个状态（编码每个方向都单值对应一个状态（编码输出），根据两区间的不同状态，便输出），根据两区间的不同状态，便可测出该两区间的夹角。可测出该两区间的夹角。8719603542101312111514最低位最低位最高位最高位纯二进制编码度盘纯二进制编码度盘如何识别望远镜照准方向落在哪个区间？如何识别望远镜照准方向落在哪个区间？旋旋转转轴轴发光二级管发光二级管光电二级管光电二级管R1001-E-E角分辨率：角分辨率：四码道度盘的角分辨率为四码道度盘的角分辨率为22.5编码度盘不可能达到较高的测角精度编码度盘不可能达到较高的测角精度3、光栅度盘测角系统、光栅度盘测角系统光敏二极管光敏二极管光栅度盘光栅度盘指示光栅指示光栅发光二极管发光二极管aadd在光学玻璃度盘的径向上在光学玻璃度盘的径向上均匀均匀地刻制地刻制明暗相间明暗相间的的等角距细线等角距细线条就构成条就构成光栅度盘光栅度盘。3、光栅度盘测角系统、光栅度盘测角系统光敏二极管光敏二极管光栅度盘光栅度盘指示光栅指示光栅发光二极管发光二极管aadd度盘每转动一条光栅，莫尔度盘每转动一条光栅，莫尔条纹移动一周期条纹移动一周期。莫尔条纹的。莫尔条纹的光光信号强度变化一周期信号强度变化一周期，光电管输出的，光电管输出的电流也变化一周期电流也变化一周期。在照准目标的过程中，仪器的接收元件根据在照准目标的过程中，仪器的接收元件根据电流的周期性变电流的周期性变化化，可，可累计出条纹的移动量累计出条纹的移动量，从而经，从而经转换可得到角度值转换可得到角度值。5.3 角度观测方法角度观测方法经纬仪的安置经纬仪的安置水平角观测水平角观测竖直角观测竖直角观测u 对中对中使仪器的中心和测站点的标志中心在同一铅垂线上。使仪器的中心和测站点的标志中心在同一铅垂线上。u 整平整平使仪器的竖轴竖直。即水平度盘水平。使仪器的竖轴竖直。即水平度盘水平。一、经纬仪的安置一、经纬仪的安置1、粗对中粗对中固定三脚架一条腿，固定三脚架一条腿，移动两条移动两条腿；腿；2、粗平粗平升降三脚架升降三脚架使圆水准器气泡居中；使圆水准器气泡居中；3、精平精平调脚螺旋调脚螺旋（首先，水准管平行两个脚螺旋方向，调该两个脚螺旋，（首先，水准管平行两个脚螺旋方向，调该两个脚螺旋，使水准管气泡居中，旋转使水准管气泡居中，旋转90度使水准管垂直该两个脚螺旋方向，调第三个脚度使水准管垂直该两个脚螺旋方向，调第三个脚螺旋，使水准管气泡居中。检查任何方向气泡居中。）螺旋，使水准管气泡居中。检查任何方向气泡居中。）4、检查对中检查对中若对中器十字丝已偏离标志中心，则平移（不可旋转）基座使若对中器十字丝已偏离标志中心，则平移（不可旋转）基座使精确对中；再检查整平是否已被破坏，若已被破坏则再用脚螺旋整平；精确对中；再检查整平是否已被破坏，若已被破坏则再用脚螺旋整平；5、反复进行上述操作，直到对中和整平都满足要求反复进行上述操作，直到对中和整平都满足要求。用光学对中器进行对中和整平步骤：用光学对中器进行对中和整平步骤：二、水平角的观测方法二、水平角的观测方法1、测回法、测回法OAB(1)、盘左位置瞄准目标、盘左位置瞄准目标A，读数，读数a左左；(2)、瞄准目标、瞄准目标B，读数，读数b左左；(3)、倒转望远镜，瞄准目标、倒转望远镜，瞄准目标B，读数，读数b右右；(4)、瞄准目标、瞄准目标A，读数，读数a右右；上半测上半测回或盘回或盘左半测左半测回回下半测下半测回或盘回或盘右半测右半测回回一一测测回回为了减小度盘刻划的误差，使用多个测回时，须配度盘为了减小度盘刻划的误差，使用多个测回时，须配度盘限差：限差：1、两个半测回方向值之差；、两个半测回方向值之差；2、各测回方向值之差、各测回方向值之差测回法记录表格测回法记录表格站点站点读数读数半测回方半测回方向向一测回平均一测回平均方向方向各测回平各测回平均方向均方向附附注注盘左盘左盘右盘右123456789第一测回第一测回 AB第二测回第二测回AB0 03 2479 20 30259 20 48180 03 3679 17 061279 17 0990 02 18169 19 30270 02 12349 19 2479 17 1879 17 121279 17 15二、水平角的观测方法二、水平角的观测方法2、方向观测法、方向观测法盘左半测回盘左半测回：先瞄准零方向：先瞄准零方向A读数，读数，顺时针依次瞄准顺时针依次瞄准B、C、D读数，读数，再瞄准零方向再瞄准零方向A归零读数。归零读数。盘右半测回盘右半测回：先瞄准零方向：先瞄准零方向A读数，读数，逆时针依次瞄准逆时针依次瞄准D、C、B读数，读数，再瞄准零方向再瞄准零方向A归零读数。归零读数。OABCD一一测测回回为了减小度盘刻划的误差，使用多个测回时，须配度盘为了减小度盘刻划的误差，使用多个测回时，须配度盘限差限差：1、归零差；、归零差；2、上、下半测回同一方向值之差；、上、下半测回同一方向值之差；3、各测回同一方向值之差、各测回同一方向值之差方向观测法的各项限差（方向观测法的各项限差（）经纬仪型号经纬仪型号光学测微器两光学测微器两次重合读数差次重合读数差半测回归半测回归零差零差一测回内一测回内2C 较差较差同一方向各同一方向各测回较差测回较差DJ11696DJ238139DJ618242C=L (R180)站点站点读数读数半测回方半测回方向向一测回平一测回平均方向均方向各测回平均各测回平均方向方向附附注注盘左盘左盘右盘右123456789第一第一测回测回 ABCDA180 01 18271 54 00333 32 4834 06 06180 01 18120 01 0691 54 06153 32 48214 06 120 01 18180 00 0091 52 54153 31 36214 05 0091 52 480 00 00153 31 33214 04 54423004 48方向法水平角观测手簿方向法水平角观测手簿站点站点读数读数半测回方半测回方向向一测回平一测回平均方向均方向各测回平均各测回平均方向方向附附注注盘左盘左盘右盘右123456789第二第二测回测回 ABCDA方向法水平角观测手簿方向法水平角观测手簿270 01 2401 54 1863 33 06124 06 18270 01 362490 01 18181 54 00243 32 54304 06 3690 01 30300 00 0091 52 36153 31 30214 05 120 00 0091 52 42153 31 33214 05 00483604 48站点站点读数读数半测回方半测回方向向一测回平一测回平均方向均方向各测回平均各测回平均方向方向附附注注盘左盘左盘右盘右123456789第二第二测回测回 ABCDA方向法水平角观测手簿方向法水平角观测手簿270 01 2401 54 1863 33 06124 06 18270 01 362490 01 18181 54 00243 32 54304 06 3690 01 30300 00 0091 52 36153 31 30214 05 120 00 0091 52 42153 31 33214 05 00483604 480 00 0091 52 45153 31 33214 05 00三、竖直角观测三、竖直角观测竖盘是和望远镜固连在一起的。注记的形式有竖盘是和望远镜固连在一起的。注记的形式有顺时针顺时针和和逆时针逆时针两种。两种。竖角计算公式：竖角计算公式：（1）、当视线上倾，）、当视线上倾，竖盘读数增加竖盘读数增加，则竖角，则竖角 目标读数视线水平读数；目标读数视线水平读数；（2）、当视线上倾，）、当视线上倾，竖盘读数减小竖盘读数减小，则竖角，则竖角 视线水平读数目标读数。视线水平读数目标读数。090180270盘左盘左盘右盘右0901802701、竖角的计算、竖角的计算2、竖盘指标差、竖盘指标差090180270盘左盘左盘右盘右090180270 x的符号：所偏的方向和注记的方向一致，则为正，反之为负。的符号：所偏的方向和注记的方向一致，则为正，反之为负。x3、竖角观测方法、竖角观测方法1、在测站上安置好仪器，对中、整平；、在测站上安置好仪器，对中、整平；2、盘左位置瞄准目标，使十字中丝切于目标某一位置，读、盘左位置瞄准目标，使十字中丝切于目标某一位置，读取竖盘盘左读数；取竖盘盘左读数；3、盘右的位置照准原目标位置，读取盘右竖盘读数。、盘右的位置照准原目标位置，读取盘右竖盘读数。测站测站仪器仪器高高/m觇点觇点觇标觇标高高/m竖盘竖盘位置位置竖盘读数竖盘读数指标指标差差半测回竖角半测回竖角一测回竖一测回竖角角照准觇照准觇标位置标位置 No.41.43九峰九峰山山4.10左左觇标顶觇标顶右右葛岭葛岭4.40左左觇标顶觇标顶右右王家王家湾湾3.82左左觇标顶觇标顶右右竖角观测记录竖角观测记录59 20 30300 40 0071 44 12288 16 12124 03 42235 56 5430 39 3030 40 0018 15 4818 16 1234 03 4234 03 0634 03 2418 16 0030 39 451812155.4 水平角观测的误差和精度水平角观测的误差和精度水平角观测的误差水平角观测的误差水平角观测精度水平角观测精度一、水平角观测的误差一、水平角观测的误差1 1、仪器误差、仪器误差2 2、对中误差、对中误差3 3、目标偏心误差、目标偏心误差4 4、照准误差与读数误、照准误差与读数误5 5、外界条件的影响、外界条件的影响1、仪器误差、仪器误差1)水平度盘偏心误差水平度盘偏心误差：是指水平度盘分划中心与照准部旋：是指水平度盘分划中心与照准部旋转中心不重合，称为水平度盘偏心。转中心不重合，称为水平度盘偏心。水平度盘偏心对水平度盘读数的影响可采用水平度盘偏心对水平度盘读数的影响可采用盘左盘右观测盘左盘右观测取平均值取平均值的方法来消除或减弱其影响。的方法来消除或减弱其影响。MM902701800ROOC2）视准轴误差视准轴误差一般规定盘左时视准轴物镜向左偏斜一般规定盘左时视准轴物镜向左偏斜的的 c 值为正，向右偏斜为负，则对值为正，向右偏斜为负，则对于同一目标，若于同一目标，若盘左盘左观测时为观测时为正（负）正（负），则，则盘右盘右观测时即为观测时即为负（正）负（正），而，而值不变，故盘左、盘右的值不变，故盘左、盘右的xc值的绝对值的绝对值相等而符号相反。值相等而符号相反。所以，取所以，取盘左、盘右读数的中数盘左、盘右读数的中数，可消除视准轴误差可消除视准轴误差的影响。的影响。aAAa视准轴视准轴不垂直于不垂直于横轴横轴3）横轴倾斜误差横轴倾斜误差：横轴横轴不垂直于不垂直于竖轴竖轴所产生的误差所产生的误差规定盘左时横轴左端低于另一端时的规定盘左时横轴左端低于另一端时的i 角为正，高于另一端时为负，则在竖角为正，高于另一端时为负，则在竖轴是竖直的情况下，因横轴不垂直于轴是竖直的情况下，因横轴不垂直于竖轴所引起的横轴倾斜，竖轴所引起的横轴倾斜，盘左盘左观测时观测时为为正（负）正（负），则，则盘右盘右观测时即为观测时即为负负（正）（正），而，而值不变，故盘左、盘右的值不变，故盘左、盘右的xi值的绝对值相等而符号相反。值的绝对值相等而符号相反。hAHa所以，取所以，取盘左、盘右读数的中数盘左、盘右读数的中数，可消除横轴倾斜误差可消除横轴倾斜误差的影响。的影响。4）竖轴倾斜误差竖轴倾斜误差：若视准轴与横轴垂直，横轴垂直于竖轴，：若视准轴与横轴垂直，横轴垂直于竖轴，而竖轴与照准部水准管轴已垂直，而竖轴与照准部水准管轴已垂直，仅由于仪器未严格整平而仅由于仪器未严格整平而使竖轴不在竖直位置使竖轴不在竖直位置，竖轴偏离铅垂线一微小角度，这就是，竖轴偏离铅垂线一微小角度，这就是竖轴倾斜误差竖轴倾斜误差无论盘左盘右照准同一目标，无论盘左盘右照准同一目标，均相同，即均相同，即xv的符号不变，故盘的符号不变，故盘左盘右的平均值不能消除竖轴倾斜误差对水平方向的影响。左盘右的平均值不能消除竖轴倾斜误差对水平方向的影响。TO1O2OTVPPNNRRV在观测中，在观测中，仪器中心仪器中心与与测站点中心测站点中心不在同一铅垂线不在同一铅垂线上，称为对中误差。上，称为对中误差。2、仪器对中误差、仪器对中误差仪器对中误差对水平角的影响：仪器对中误差对水平角的影响：与与A、B之间的距离之间的距离SAB 成正比，即水平角在成正比，即水平角在180时影响最大；时影响最大；与测站至目标的距离与测站至目标的距离S1和和S2的乘积成反比；的乘积成反比；距离愈短距离愈短，影响愈大。，影响愈大。对于短边的角度要特别注意对中。对于短边的角度要特别注意对中。3、目标偏心误差、目标偏心误差A、B为标志实际中心，为标志实际中心，A、B为照准的中心，为照准的中心，为正确的角度，为正确的角度，为观测的角度为观测的角度目标偏心是指目标偏心是指目标点上竖立的标志中心目标点上竖立的标志中心与地面点与地面点标志中心标志中心不在不在同一铅垂线上。同一铅垂线上。目标偏心误差对水平角的影响与测站至目标的距离目标偏心误差对水平角的影响与测站至目标的距离S1和和S2有有关，距离越短，影响越大。关，距离越短，影响越大。4、照准误差与读数误差、照准误差与读数误差观测时，应注意消除视差，正确完成照准操作。观测时，应注意消除视差，正确完成照准操作。影响照准精度的主要因素有：影响照准精度的主要因素有：望远镜的放大率望远镜的放大率 目标与照准标志的形状和大小目标与照准标志的形状和大小 目标影象的亮度和清晰度目标影象的亮度和清晰度 人眼的判别能力等人眼的判别能力等外界条件影响的因素很多外界条件影响的因素很多,主要有：主要有：（1）大风大风会影响仪器和标杆的稳定，会影响仪器和标杆的稳定，（2）温度变化温度变化会影响仪器的正常状态，如改变视准轴位置会影响仪器的正常状态，如改变视准轴位置（3）大气折光大气折光可导致视线改变方向，地面辐射热又会加剧大可导致视线改变方向，地面辐射热又会加剧大气折光的影响。气折光的影响。（4）大气的透明度大气的透明度会影响照准精度，如雾气使目标成象模糊。会影响照准精度，如雾气使目标成象模糊。（5）地面坚实地面坚实与否会影响仪器的稳定。与否会影响仪器的稳定。5、外界条件的影响、外界条件的影响二、水平角观测的精度二、水平角观测的精度J6光学经纬仪光学经纬仪一测回角值的中误差一测回角值的中误差半测回方向值的中误差半测回方向值的中误差归零差的中误差归零差的中误差同一方向各测回较差同一方向各测回较差5.5 经纬仪的检验和校正经纬仪的检验和校正经纬仪主要轴线间应满足的条件经纬仪主要轴线间应满足的条件经纬仪的常规检验和校正经纬仪的常规检验和校正一、经纬仪主要轴线间应满足的条件一、经纬仪主要轴线间应满足的条件1、经纬仪上的主要轴线有：、经纬仪上的主要轴线有：（1）仪器的旋转轴）仪器的旋转轴VV(简称竖轴简称竖轴)；（2）望远镜的旋转轴）望远镜的旋转轴HH(简称横轴简称横轴)；（3）望远镜的视准轴）望远镜的视准轴CC；（4）照准部水准管轴）照准部水准管轴LL。HHVLLC2、经纬仪在水平角观测时应满足的条件、经纬仪在水平角观测时应满足的条件1）竖轴必须竖直；）竖轴必须竖直；2）水平度盘必须水平，其分划中心应在竖轴上）水平度盘必须水平，其分划中心应在竖轴上3）望远镜上下转动时，视准轴形成的视准面必须是竖直平面）望远镜上下转动时，视准轴形成的视准面必须是竖直平面3、经纬仪应满足的条件经纬仪应满足的条件1）照准部水准管轴应垂直于竖轴；）照准部水准管轴应垂直于竖轴；2）视准轴应垂直于横轴；）视准轴应垂直于横轴；3）横轴应垂直于竖轴；）横轴应垂直于竖轴；4）十字丝竖丝应垂直于横轴；）十字丝竖丝应垂直于横轴；5）竖盘指标差在限差范围内。）竖盘指标差在限差范围内。二、经纬仪的常规检验和校正二、经纬仪的常规检验和校正以以J6光学经纬仪为例，需进行检验和校正的项目有如下几项：光学经纬仪为例，需进行检验和校正的项目有如下几项：1、照准部、照准部水准管轴水准管轴应垂直于应垂直于竖轴竖轴的检验和校正；的检验和校正；2、十字丝竖丝十字丝竖丝应垂直于应垂直于横轴横轴的检验和校正；的检验和校正；3、视准轴视准轴应垂直于应垂直于横轴横轴的检验和校正；的检验和校正；4、横轴横轴应垂直于应垂直于竖轴竖轴的检验和校正；的检验和校正；5、竖盘指标差竖盘指标差的检验和校正；的检验和校正；6、光学对中器光学对中器的检验和校正。的检验和校正。5.6 距离测量距离测量倾斜距离：倾斜距离：AB间连线的长度间连线的长度水平距离：水平距离：AB间连线投影在水平面上的长度间连线投影在水平面上的长度ABABS5.6 距离测量距离测量钢尺量距钢尺量距视距法测距视距法测距光电测距光电测距一、钢尺量距一、钢尺量距尺长方程式尺长方程式:在一定拉力下，用以温度为自变量的函数来表示在一定拉力下，用以温度为自变量的函数来表示在某一温度时钢尺的实际长度，该函数式称作尺长方程式。在某一温度时钢尺的实际长度，该函数式称作尺长方程式。:丈量温度时的钢尺实际长度（丈量温度时的钢尺实际长度（m）:钢尺刻划上注记的长度，即名义长度（钢尺刻划上注记的长度，即名义长度（m）:钢尺在检定温度钢尺在检定温度t0时的尺长改正数时的尺长改正数:钢尺膨胀系数，钢尺膨胀系数，约为约为11.610-6-12.510-6m/（m）:钢尺检定温度，又称标准温度，一般取钢尺检定温度，又称标准温度，一般取20:丈量时温度丈量时温度1、外业测量、外业测量当直线距离超过一个尺段时，需进行直线定线当直线距离超过一个尺段时，需进行直线定线如果地面平坦，就沿地面直接丈量如果地面平坦，就沿地面直接丈量ABABqlll沿倾斜地面量距时，可将钢尺拉平丈量；也可沿斜坡丈量斜沿倾斜地面量距时，可将钢尺拉平丈量；也可沿斜坡丈量斜距，测出地面倾角，算出水平距离距，测出地面倾角，算出水平距离llqllLABABh2、距离丈量成果的整理、距离丈量成果的整理尺长改正尺长改正名义长度每米改正：名义长度每米改正：尺长改正：尺长改正：温度改正温度改正名义长度每米温度改正：名义长度每米温度改正：温度改正：温度改正：综合以上三项，实际水平距离综合以上三项，实际水平距离D应为：应为：一般采用往返测量，若相对误差在限差内，则一般采用往返测量，若相对误差在限差内，则取往、返测距平均值。取往、返测距平均值。倾斜改正倾斜改正二、光学视距法测距二、光学视距法测距视距测量距离的相对精度一般为：视距测量距离的相对精度一般为：1、概述、概述l视距测量是根据视距测量是根据几何光学原理几何光学原理间接测距方法。间接测距方法。l视距法测距操作简便、较钢尺量距速度快、不受地面高低起视距法测距操作简便、较钢尺量距速度快、不受地面高低起伏限制等优点，但伏限制等优点，但测距精度较低测距精度较低。l视线水平视线水平时，视距测量测得是时，视距测量测得是水平距离水平距离。视线倾斜视线倾斜时，为求时，为求得水平距离还须测出得水平距离还须测出竖角竖角。同时也可求得。同时也可求得测站至目标的高差测站至目标的高差，即视距三角高程测量。即视距三角高程测量。2、普通视距测量原理和公式、普通视距测量原理和公式1)、视准轴水平时的视距公式、视准轴水平时的视距公式lRSSf1abPPLF1F2L1f2仪器仪器中心中心L2十字丝平面十字丝平面2)、视准轴倾斜时的视距公式、视准轴倾斜时的视距公式DSvih三、光电测距三、光电测距1、电磁波测距概述、电磁波测距概述 电磁波测距是指利用电磁波测距是指利用电磁波电磁波作为载波传输测距信作为载波传输测距信号，测量空间两点间的距离。号，测量空间两点间的距离。AB基本原理基本原理通过测定通过测定电磁波电磁波在待测距离两端点间往返一次的传播时间在待测距离两端点间往返一次的传播时间t，利用电磁波在大气中的传播速度，利用电磁波在大气中的传播速度C来确定距离。来确定距离。关键：精确测定传播时间关键：精确测定传播时间tABD2、电磁波测距仪的分类、电磁波测距仪的分类光电测距仪光电测距仪微波测距仪微波测距仪激光测距仪激光测距仪红外测距仪红外测距仪脉冲式测距仪、相位测距仪脉冲式测距仪、相位测距仪3)、按测程分：短程、按测程分：短程 15km 1)、按采用的载波分：、按采用的载波分：2)、按测定时间的方式分：、按测定时间的方式分：4)、按载波数分：、按载波数分：单载波单载波，双载波双载波，三载波三载波 5)、按发射目标分：、按发射目标分：漫反射漫反射，合作目标合作目标，有源反射有源反射 3、脉冲式测距、脉冲式测距计数显示电子门时标脉冲触发器脉冲发射脉冲接收反射器DBA4、相位式测距、相位式测距通过测量调制光在测线上往返传播所产生的相位差，来求得通过测量调制光在测线上往返传播所产生的相位差，来求得距离。距离。测相仪只能测出不足整周期的相位差测相仪只能测出不足整周期的相位差若若l l/2测程时测程时N=0，N无需确定，但测相精度一定，无需确定，但测相精度一定，当测程较大时，测距精度将降低当测程较大时，测距精度将降低测距仪采用多频率组合测距来求得测距仪采用多频率组合测距来求得N并保证测距精度并保证测距精度 如：测定一段距离如：测定一段距离 l l/2=10m 测得结果为测得结果为 3.682m l l/2=1000m 测得结果为测得结果为 573.6m 两个结果组合为两个结果组合为 573.682m整周数整周数N的确定方法的确定方法5、电磁波测距成果的整理、电磁波测距成果的整理加常数改正加常数改正乘常数改正乘常数改正气象改正气象改正倾斜改正倾斜改正ABD加常数改正加常数改正DKrKiD=D+KK=Ki+Kr仪器安置中心仪器安置中心仪器安置中心仪器安置中心发射等发射等效面效面反射等反射等效面效面标准频率标准频率 ,实际工作频率实际工作频率 乘常数改正乘常数改正气象改正气象改正假定大气状态：假定大气状态：，气象改正数公式：，气象改正数公式：倾斜改正倾斜改正ABABS南方测距仪南方测距仪 ND3000南京1002厂 DCH-2A 测距仪常州大地仪器厂 D3030 测距仪日本尼康 ND-21 测距仪徕卡DI3000s测距仪徕卡DI4-4L手持测距仪徕卡 DISTO 系列手持测距仪比例误差比例误差固定误差固定误差周期误差周期误差5.7 光电测距误差分析光电测距误差分析一、比例误差一、比例误差由调制频率的误差、真空中光速值的误差、大气折射率误差引由调制频率的误差、真空中光速值的误差、大气折射率误差引起，它与被测距离成正比，称为起，它与被测距离成正比，称为比例误差比例误差。二、固定误差二、固定误差由测相误差、仪器加常数误差、测距仪和反射镜的对中误差引由测相误差、仪器加常数误差、测距仪和反射镜的对中误差引起，它与距离无关，称为起，它与距离无关，称为固定误差固定误差。三、周期误差三、周期误差由测距仪内部的光电信号窜扰引起的以一定距离（通常是一个由测距仪内部的光电信号窜扰引起的以一定距离（通常是一个精测尺长度）为精测尺长度）为周期重复出现的误差周期重复出现的误差。它与距离有关，但不成。它与距离有关，但不成比例，仪器设计和调试时可严格控制其数值。比例，仪器设计和调试时可严格控制其数值。在评定测距仪的测距精度时，通常用下列公式表示：在评定测距仪的测距精度时，通常用下列公式表示：a：固定误差，以：固定误差，以mm为单位为单位b：比例误差系数，以：比例误差系数，以mm/km为单位为单位D：被测距离，以：被测距离，以km为单位为单位a：固定误差，以：固定误差，以mm为单位为单位b：比例误差系数，以：比例误差系数，以mm/km为单位为单位D：被测距离，以：被测距离，以km为单位为单位2mm+2ppm5.8 光电测距仪的检验光电测距仪的检验测距常数的测定测距常数的测定1、加常数的简易测定、加常数的简易测定ABC2、用六段比较法测定加、乘常数、用六段比较法测定加、乘常数通过被检测的仪器在基线场上取得的观测值，将测定值与已知值进通过被检测的仪器在基线场上取得的观测值，将测定值与已知值进行比较，从而求出加常数和乘常数。行比较，从而求出加常数和乘常数。01234565.9 全站仪和自动全站仪全站仪和自动全站仪1.望远镜的视准轴和测距仪的视准轴是同轴的；望远镜的视准轴和测距仪的视准轴是同轴的；2.同时测角（水平角和竖角）和测距；同时测角（水平角和竖角）和测距；3.对水平角和竖角进行补偿（具有双轴补偿器）；对水平角和竖角进行补偿（具有双轴补偿器）；4.数据电子显示，并存入内存储器，无须读数，无须记录。数据电子显示，并存入内存储器，无须读数，无须记录。5.数据输出数据输出提供提供RS232C串口和电子手簿、掌上电脑、串口和电子手簿、掌上电脑、计算机等外部设备连接；计算机等外部设备连接；6.提供多种测量模式提供多种测量模式距离测量、角度测量、坐标测量、高距离测量、角度测量、坐标测量、高级测量（后方交会、放样测量、对边测量、悬高测量）级测量（后方交会、放样测量、对边测量、悬高测量）5.10 三角高程测量三角高程测量水准测量水准测量求得地面点的高程精度高，普遍用于建求得地面点的高程精度高，普遍用于建立国家高程控制点及测定高级地形控制点的高程。立国家高程控制点及测定高级地形控制点的高程。在地面高低起伏较大或不便于水准测量的地区，在地面高低起伏较大或不便于水准测量的地区，可采用可采用三角高程测量三角高程测量的方法传递高程。的方法传递高程。5.10 三角高程测量三角高程测量三角高程测量的基本原理三角高程测量的基本原理地球曲率和大气折光的影响地球曲率和大气折光的影响三角高程测量的误差来源三角高程测量的误差来源DSvihAB一、三角高程测量的基本原理一、三角高程测量的基本原理BA注意注意的正负号的正负号仪器设置在已知高程点上，观测该点与未知点之间的高差称仪器设置在已知高程点上，观测该点与未知点之间的高差称为为直觇直觇，反之，仪器设置在未知高程点上，测定该点与已知，反之，仪器设置在未知高程点上，测定该点与已知高程点之间的高差称为高程点之间的高差称为反觇反觇。二、地球曲率和大气折光的影响二、地球曲率和大气折光的影响DvihABBAMNCEFDvihABBAMNCEF对向观测对向观测可消除球气差的影响可消除球气差的影响三、三角高程测量的误差来源三、三角高程测量的误差来源1、竖角观测误差、竖角观测误差2、大气折光误差、大气折光误差3、边长误差、边长误差4、仪器高、目标高的量测误差、仪器高、目标高的量测误差