距離測(cè)量——土木工程測(cè)量(編輯修改稿)
2024-09-19 18:40 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 線與水準(zhǔn)尺不垂直 n a b180。 )( bacs ?????c o snn ???2co s)(100 baD ??S liD t gh ??? ?167。 44 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 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）程測(cè)距儀 ?中、短程測(cè)距儀 瑞典 AGA公司生產(chǎn)的 AGA8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 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 電子全站儀 棱 鏡 全 站 儀 棱鏡與基座 ? 下圖是南方測(cè)繪公司生產(chǎn)的 ND3000紅外相位式測(cè)距儀 ， ? 它自帶望遠(yuǎn)鏡 ， 望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸 、 發(fā)射光軸和接收光軸同軸 ， ? 有垂直制動(dòng)螺旋和微動(dòng)螺旋 ， 可以安裝在光學(xué)經(jīng)緯儀上或電子經(jīng)緯儀上 。 ? 測(cè)距時(shí) ， 測(cè)距儀瞄準(zhǔn)棱鏡測(cè)距 ， 經(jīng)緯儀瞄準(zhǔn)棱鏡測(cè)量豎直角 ， ? 通過測(cè)距儀面板上的鍵盤 ， 將經(jīng)緯儀測(cè)量出的天頂距輸入到測(cè)距儀中 ， ? 可以計(jì)算出水平距離和高差 。 ? 右圖為與儀器配套的棱鏡對(duì)中桿與支架 ， 它用于放樣測(cè)量非常方便 。 ? 下圖是徠卡公司生產(chǎn)的 DI1000紅外相位式測(cè)距儀 ， ? 它不帶望遠(yuǎn)鏡 ， 發(fā)射光軸和接收光軸是分立的 ， ? 儀器通過專用連接裝置安裝到徠卡公司生產(chǎn)的光學(xué)經(jīng)緯儀或電子經(jīng)緯儀上 。 ? 測(cè)距時(shí) ， 當(dāng)經(jīng)緯儀的望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)棱鏡下的照準(zhǔn)覘牌時(shí) ， ? 測(cè)距儀的發(fā)射光軸就瞄準(zhǔn)了棱鏡 ， ? 使用儀器的附加鍵盤將經(jīng)緯儀測(cè)量出的天頂距輸入到測(cè)距儀中 ， ? 即可計(jì)算出水平距離和高差 。 電磁波測(cè)距分類 光波測(cè)距儀 AGA 2A 激光測(cè)距儀 AGA8 微波測(cè)距儀 CMW20 紅外測(cè)距儀 DI5 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 CtS 21?–光在真空中的傳播速度為 C0=299792458米 /秒 。 1. 脈沖法測(cè)距 tcD ??21 脈沖法測(cè)距原理框圖 時(shí)標(biāo)脈沖 電子門 計(jì)數(shù)顯示 觸發(fā)器 放大器 光脈沖發(fā)生器 光電接收器 fcp t2D 脈沖法測(cè)距應(yīng)用 激光測(cè)衛(wèi) 激光往返時(shí)間 t 距離 D 合作目標(biāo) ERS2衛(wèi)星 脈沖法測(cè)距應(yīng)用 激光測(cè)衛(wèi) 上海人衛(wèi)站 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 CtS 21?現(xiàn)代測(cè)時(shí)的精度可達(dá) ?108秒，但引起的距離誤差達(dá) ? –光在真空中的傳播速度為 C0=299792458米 /秒 。 電磁波測(cè)距原理 ? 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： )s in ( 0?? ?? tAE? ?fCfCCTTTfftA?????????????；播的距離稱為波長；波在一個(gè)振動(dòng)周期內(nèi)傳變化一次的時(shí)間；是周期，即正弦波循環(huán)是頻率，的值，是單位時(shí)間內(nèi)相位變化是初始相位；是相位；是振幅；100S ? )(2)(2121???????????? NNCtSfTCfCCT???????TNTt ???)2( ???? ???)2(2 ??? ??? N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。 是余尺長稱為光尺長，而???????22222???????? ??? NS?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”，而不能求得整長。 調(diào)制波 ? 短程的電磁波測(cè)距儀常用砷化鎵 GaAs發(fā)出的紅外激光波長約 。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。 電磁波測(cè)距原理 ? 測(cè)距儀把一定波長的電磁波從 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度的“尾數(shù)”。用幾個(gè)不同波長的電磁波 [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。 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) ，
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