测量第4章教案2.ppt

* * 南方测距仪系列 ND1000 ND3000 第三节　 电磁波测距 * * * * 电磁波测距是用电磁波(光波或微波)作为载波，传输测距信号，以测量两点间距离的一种方法。 电磁波测距具有测程长、精度高、作业快、工作强度低、几乎不受地形限制等优点。 * * 1948年，瑞典AGA(阿嘎)公司(现更名为Geotronics(捷创力)公司)研制成功了世界上第一台电磁波测距仪 一、 电磁波测距技术概述 * * 1967年AGA公司推出了世界上第一台商品化的激光测距仪AGA-8。 用5mw氦氖气体激光器 白天测40km，夜间可测60km 精度：5mm+1ppm * * T2+DI101968年，Wild推出的第一台测距仪 Wild生产的微波测距仪 * * 激光测距仪优点：发散角小、大气穿透力强，传输距离远，不受太阳光干扰，可全天候作业。 红外测距仪优点：体积小、重量轻、功耗小、测距快、自动化程度高等。 随着半导体技术的发展，从60年代末70年代初起，采用砷化镓发光二极管作发光元件的红外测距仪逐渐在世界上流行起来。 微波和激光测距仪多属于远程测距，测程可达60km，一般用于大地测量。 红外测距仪属于中、短程测距仪， 测程为15km以下，一般用于小地区控制 测量、地形测量、地籍测量和工程测量等。 * * 根据测定时间方式的不同，光电测距又分为： a、脉冲式测距仪（精度稍低，多用于远程测量） b、相位式测距仪（精度高些，工程上使用较多） 电磁波测距仪： 根据测定距离：远程（ 30km以上)、中程(5~30km)、短程(小于5km ） 根据载波数：单载波、双载波、三载波（可见光、红外光、微波） 根据反射目标：漫反射目标（无合作目标）、合作目标（反射镜）、有源反射器（载波应答机） 根据精度指标：I级：md≤5mm II级：5mm＜ md ≤10mm 电磁波测距仪按其所采用的载波可分为： ①微波测距仪（精度不够稳定，使用较少） ②光电测距仪 a.激光测距仪 b.红外测距仪 * * 测距仪的精度： 式中：mD — 测距中误差，单位为mm； A — 固定误差，单位为mm； B — 比例误差系数，以mm/km为单位； D — 测距边长度，以km为单位。 当D＝1km时，为一公里的测距中误差。 仪器说明书中精度表示：±（3mm+1ppm·D) (其中1ppm=1mm/1km=1×10-6 ) * * 二、光电测距仪的基本原理 光电测距仪是通过测量光波在测线上往返传播所需的时间t，依下式来计算待测距离： 　　D=1/2 ct　　其中c=c0/n c0为光在真空中的传播速度 ≈3.0×105km/s 　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 n为大气折射率 n=f(λ, t，p) λ ：光波长 t：大气温度 　 p：气压 * * 三、测距方法 光电测距仪按照测定时间方式的不同，可分为： 脉冲式（直接测定时间） 相位式（间接测定时间） * * 1、脉冲式 脉冲式光电测距仪是将发射光波的光强调制成 一定频率的尖脉冲，通过测量发射的尖脉冲在待测 距离上往返传播的时间来计算距离。 脉冲测距原理 脉冲测距原理 T：时标脉冲的时间间隔 l：在时间间隔T内光脉冲往返所走的一个单位距离 * * BUSHNELL　PinSeeker1500 发射出的激光为不可见且对人眼安全的红外脉冲。测距范围可达5-1373米。　操作者对通过望远镜观察筒瞄准的目标进行连续测量，距离值则在LCD显示屏上进行连续的变化。 LaserAce 300手持式激光测距仪 * * 2、相位式 相位式光电测距仪是将发射光强调制成 正弦波的形式，通过测量正弦光波在待测距 离上往、返传播的相位移来解算时间。 徕卡CRF1200 * * 相位式测距仪的基本工作原理图： 1、由发射系统发射一个调制光波，同时至检相器； 2、调制光波在待测距离上传播，反射镜反射后，经接 收系统进入检相器； 3、检相器将发射信号与接收信号进行相位比较，测出 相位差 ； 4、每改变频率f 后的调制光波，测出一个 ，组合后经 微处理器计算显示结果。 相位式测距原理 * * 相位式红外测距仪 各种反射棱镜 经纬仪与测距仪配接 测距仪功能键盘 * * 南方测绘公司生产的ND3000相位式红外测