距離測量——土木工程測量(編輯修改稿)
2024-09-19 18:40 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 線與水準尺不垂直 n a b180。 )( bacs ?????c o snn ???2co s)(100 baD ??S liD t gh ??? ?167。 44 光電測距 1948年瑞典 AGA廠推出了第一臺光波測距儀 隨著需求的增長和光學、微電子學的發(fā)展使電磁波測距的技術(shù)迅速發(fā)展。進一步推進了測量學的發(fā)展 盡管 GPS應(yīng)用很廣，短程電磁波測距儀仍然大有用途 電磁波測距儀的分類 按載波分 ? 微波測距儀 ? 激光測距儀 ? 紅外光測距儀 按測程分 ?遠（長）程測距儀 ?中、短程測距儀 瑞典 AGA公司生產(chǎn)的 AGA8激光測距儀 用 5mw氦氖氣體激光器 白天測 40km，夜間可測 60km 精度： 5mm+1ppm T2+DI10， 1968年 Wild推出的第一臺紅外測距儀 Wild生產(chǎn)的微波測距儀 電子全站儀 棱 鏡 全 站 儀 棱鏡與基座 ? 下圖是南方測繪公司生產(chǎn)的 ND3000紅外相位式測距儀 ， ? 它自帶望遠鏡 ， 望遠鏡的視準軸 、 發(fā)射光軸和接收光軸同軸 ， ? 有垂直制動螺旋和微動螺旋 ， 可以安裝在光學經(jīng)緯儀上或電子經(jīng)緯儀上 。 ? 測距時 ， 測距儀瞄準棱鏡測距 ， 經(jīng)緯儀瞄準棱鏡測量豎直角 ， ? 通過測距儀面板上的鍵盤 ， 將經(jīng)緯儀測量出的天頂距輸入到測距儀中 ， ? 可以計算出水平距離和高差 。 ? 右圖為與儀器配套的棱鏡對中桿與支架 ， 它用于放樣測量非常方便 。 ? 下圖是徠卡公司生產(chǎn)的 DI1000紅外相位式測距儀 ， ? 它不帶望遠鏡 ， 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)的光學經(jīng)緯儀或電子經(jīng)緯儀上 。 ? 測距時 ， 當經(jīng)緯儀的望遠鏡瞄準棱鏡下的照準覘牌時 ， ? 測距儀的發(fā)射光軸就瞄準了棱鏡 ， ? 使用儀器的附加鍵盤將經(jīng)緯儀測量出的天頂距輸入到測距儀中 ， ? 即可計算出水平距離和高差 。 電磁波測距分類 光波測距儀 AGA 2A 激光測距儀 AGA8 微波測距儀 CMW20 紅外測距儀 DI5 一、電磁波測距原理 ? 設(shè)電磁波在測距儀與反光鏡（合作目標）之間往返的時間為 t。則測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. 脈沖法測距 tcD ??21 脈沖法測距原理框圖 時標脈沖 電子門 計數(shù)顯示 觸發(fā)器 放大器 光脈沖發(fā)生器 光電接收器 fcp t2D 脈沖法測距應(yīng)用 激光測衛(wèi) 激光往返時間 t 距離 D 合作目標 ERS2衛(wèi)星 脈沖法測距應(yīng)用 激光測衛(wèi) 上海人衛(wèi)站 一、電磁波測距原理 ? 設(shè)電磁波在測距儀與反光鏡（合作目標）之間往返的時間為 t。則測距儀至反光鏡的距離 CtS 21?現(xiàn)代測時的精度可達 ?108秒，但引起的距離誤差達 ? –光在真空中的傳播速度為 C0=299792458米 /秒 。 電磁波測距原理 ? 按電磁波理論： ? 光是電磁波，其數(shù)學表達式為 : 它表達了光波在轉(zhuǎn)播空間任一位置上電磁振動的狀態(tài)。 其中： )s in ( 0?? ?? tAE? ?fCfCCTTTfftA?????????????；播的距離稱為波長；波在一個振動周期內(nèi)傳變化一次的時間；是周期，即正弦波循環(huán)是頻率，的值，是單位時間內(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電磁波測距原理 ? 設(shè)光從發(fā)射器發(fā)出，抵達反光鏡后返回儀器的接收器，稱為信號 2。而從發(fā)射器發(fā)出的光分出一路直接進入處理裝置，稱為信號 1。這兩個信號之間存在相位差 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 。顯然不能用它測距的信號。 ?無線電技術(shù)可以對電磁波的振幅、頻率、相位加以調(diào)制使其隨時間按一定的規(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)光的強度。調(diào)制波的頻率遠小于紅外激光的頻率，還可以用多個頻率的調(diào)制波加載在紅外激光波上。 電磁波測距原理 ? 測距儀把一定波長的電磁波從 A點射向 B點，經(jīng) B點的反光棱鏡反射后由測距儀接收，射出與接收波之間的相位差 [可用微電子技術(shù)自動測量 ]是電磁波在 AB點之間往返時間的函數(shù) ——[表達式 ]。用它可以算得測距儀至反光鏡之間斜距長度的“尾數(shù)”。用幾個不同波長的電磁波 [調(diào)制波 ]測量同一段距離可以既擴大測程又保持精度。 測程和精度 ? 測相的精度是有限的。例如可以把 Δφ細分1000倍，則測量的精度為測尺的 1/1000。設(shè) ，
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