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控制测量学课件第11讲剖析.ppt

控制测量学课件第11讲剖析

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2018-05-29 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《控制测量学课件第11讲剖析ppt》,可适用于市场营销领域

第十一讲控制测量学第四章电磁波测距仪及其距离测量电光调制和光电转换(了解)电磁波测距仪分类(掌握)脉冲法测距的基本原理及应用(了解)相位法测距的基本原理及应用(掌握)干涉法测距的基本原理(了解)光波测距仪的合作目标(了解)光波测距仪的检验(掌握)第四章电磁波测距仪及其距离测量电磁波在大气中的传播(了解)测距成果的归算(掌握)光波测距的误差来源及精度估计(掌握)微波测距概要(了解)多波测距的理论基础(了解)建立高精度平面控制网时需要进行精密距离测量。当前主要采用全站仪进行距离测量。第四章电磁波测距本章主要讨论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。目的是解决平面控制网的水平距离观测问题。思考题钢尺量距和视距法量距的相对精度大概是多少?光电测距是以光波作为载波通过测定光电波在测线两端点间往返传播的时间来测量距离。与传统的钢尺量距相比具有测程远、精度高、作业速度快和受地形限制少等特点。基本原理光电测距即是以光和电子技术测量距离。或者说以光和电子测量距离的技术。光束速度c经过了二倍的距离即D同时测距仪测出光束从发射到接收期间的时间tD。根据速度乘以时间得路程的原理便可知:D=ctimestD相位法、脉冲法ABD光电测距原理通过测定光波在AB之间传播的时间t根据光波在大气中的传播速度c按下式计算距离D:短程光电测距仪:测程在km以内测距精度一般在lcm左右。中程光电测距仪:测程在~km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。光电测距仪按仪器测程分类:远程激光测距仪:测程在km以上的光电测距仪能满足国家一、二等控制网的边长测量。测距仪的分类按光源可分为激光测距仪和红外测距仪。()激光测距仪主要用于长程测距仪()红外测距仪用于中短程测距仪可见光、无线电波、微波脉冲式光电测距仪脉冲法:直接测定时间。D=ct式中c:光信号在大气中的传播速度用于激光雷达、微波雷达等远距离测距上。相位式光电测距仪通过测量光信号往返传播所产生的相位移来间接的测定时间多用于精密测距。相位式光电测距仪实质:利用测定光波的相位移代替测定tD实现距离的测量。.距离D与相位移的关系:相位式光电测距仪=pi(NDeltaN)D=utimes(NDeltaN)u称为测尺N称为整尺段DeltaN称为尾尺段。组合测距过程:D=utimesDeltaN)设测尺。相位法按上式采用多测尺组合测距过程如采用u、u一般地设fasympMHZ精测尺u=mfasympkHZ粗测尺u=m。相位式光电测距仪相位式光电测距仪D=utimesDeltaN()以u测量距离得DeltaN。例如DeltaN=把DeltaN及u代入可得D=m。()以u测量距离得DeltaN。例如DeltaN=把DeltaN及u代入得D=m。()组合完整的距离值。将u、u测量距离值组合为完整的距离值如图其中的不显示则组合的距离值是m。相位式测距仪求距的基本公式和基本原理N值确定的方法?基本公式及原理是:利用电磁波中某一点的相位在传播过程中不变的特点将接收到的信号与测距仪处相位连续变化的基准信号都转换成测距信号然后通过测相器进行对比测定相位差。设测定光波调制波在传播期间的相位值变化为(N)周其中N是整周数是不足一周的小数部分已知波长为则S=(N)/。相位法测距的问题在于测相器只能测定不足一周的小数部分整周数不能测定。解决的方法是采用多个波长不同调制波分别测距波长较长的调制波用来测定大数称为粗测波长较短的电磁波用来测定尾数称为精测。就像时钟的时针、分针、秒针一样通过各波长电磁波结合来确定所测距离。相位式光电测距仪的基本公式测尺频率的选择直接测尺频率方式:直接使用各测尺频率的测量结果组合成待测距离的方式。间接测尺频率方式:用差频作为测尺频率进行测距的方式。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尺频率而将用于扩展测程的测尺频率称为粗测尺频率。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相位式光电测距仪主要部件的工作原理光源相位式测距仪的光源主要有砷化镓(GaAs)二极管和氦氖(HeNe)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。调制器采用砷化镓(GaAs)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。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二极管雪崩光电二极管和光电倍增管。差频测相目前相位式测距仪都采用差频测相即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MHz混频后低频为kHz时降低了倍)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。红外测距仪的类型红外测距仪是以发射红外光的光源装备的光电测距仪。类型:按测程:短程测距仪中程测距仪远程测距仪超远程测距仪。按基本功能的类型有:)专用型:只用于测量距离。)半站型:测距仪与光学经纬仪组合在一起称为半站型仪器。)全站型:测距仪与光电经纬仪组合的仪器或者测距仪与光电经纬仪结合为一体化仪器称为全站型仪器简称全站器。测距仪测距仪反射器反射器)反射器的入射光线和反射光线的方向相反且线径互相平行。利于瞄准目标)可以根据测程的长短增减棱镜的个数。)反射器有本身的规格参数。反射器与测距仪配合使用不要随意更换。光电测距仪操作与使用()安置仪器先在测站上安置好经纬仪对中、整平后将测距仪主机安装在经纬仪支架上用连接器固定螺丝锁紧将电池插入主机底部、扣紧。在目标点安置反射棱镜对中、整平并使镜面朝向主机。()观测垂直角、气温和气压用经纬仪十字横丝照准觇板中心测出垂直角alpha。同时观测和记录温度和气压计上的读数。观测垂直角、气温和气压目的是对测距仪测量出的斜距进行倾斜改正、温度改正和气压改正以得到正确的水平距离。()测距准备按电源开关键ldquoPWRrdquo开机主机自检并显示原设定的温度、气压和棱镜常数值自检通过后将显示ldquogoodrdquo。若修正原设定值可按ldquoTPCrdquo键后输入温度、气压值或棱镜常数(一般通过ldquoENTrdquo键和数字键逐个输入)。一般情况下只要使用同一类的反光镜棱镜常数不变而温度、气压每次观测均可能不同需要重新设定。()距离测量调节主机照准轴水平调整手轮(或经纬仪水平微动螺旋)和主机俯仰微动螺旋使测距仪望远镜精确瞄准棱镜中心。在显示ldquogoodrdquo状态下精确瞄准也可根据蜂鸣器声音来判断信号越强声音越大上下左右微动测距仪使蜂鸣器的声音最大便完成了精确瞄准出现ldquo*rdquo。精确瞄准后按ldquoMSRrdquo键主机将测定并显示经温度、气压和棱镜常数改正后的斜距。斜距到平距的改算一般在现场用测距仪进行方法是:在测距仪上进行切换光电测距的注意事项()气象条件对光电测距影响较大微风的阴天是观测的良好时机。()测线应尽量离开地面障碍物m以上避免通过发热体和较宽水面的上空。()测线应避开强电磁场干扰的地方例如测线不宜接近变压器、高压线等。()镜站的后面不应有反光镜和其他强光源等背景的干扰。

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