1、測量學(xué)第五章測距和直線方向，1，PPT學(xué)習(xí)交流，第五章測距和直線方向，距離測量是三項(xiàng)基本工作之一。 測距的方法主要有： 1 .鋼尺(皮尺)測量距離.2.視距測量3 .光電測距必須確定地面點(diǎn)的平面位置，測量直線方向性，即直線方向性的視距測量圖，3，PPT學(xué)習(xí)交流，利用調(diào)制波的波長測距，學(xué)習(xí)交流。、測距儀、反射棱鏡、s、電磁波測距圖、a、4、PPT學(xué)習(xí)交流第五章距離測量和直線方向性5.1鋼尺距離測量5.3紅外線測距儀和全站儀5.4直線方向性、5、PPT學(xué)習(xí)交流、5.1鋼尺距離、1 .鋼尺長度刻度和注釋：毫米刻度，注釋厘米，厘米，米。 零分隔的位置有差異，有分線尺和端點(diǎn)尺兩種。 5.1.1距離測定用

2、工具：鋼卷尺、花軸、釬焊、2 .花軸線性測定用(距離測定時測定直線距離的行進(jìn)方向)3.釬焊距離測定時在地面上測定尺端的位置。6、PPT學(xué)習(xí)交流、端點(diǎn)尺刻線尺、測量釬料棒、皮尺測量綱、鋼卷尺、7、PPT學(xué)習(xí)交流、5.1.2直線定線、3 .經(jīng)緯儀定線：測量距離所要求的精度高的話，在其端點(diǎn)a設(shè)置經(jīng)緯儀定線. 8、PPT學(xué)習(xí)交流、5.1.3測量方法(往復(fù)測量) n測量的整尺段數(shù)l 零尺段的長度。 往返測量差d=d到-D的返回距離的平均值d是=(從d到-D的返回)相對誤差K=，1 .在平坦的地面上測量，9，PPT學(xué)習(xí)交流，2 .在傾斜的地面上測量，、d、h、臺階h用水平儀測量。 或者，水平距離：(2)在

3、傾斜的地面水平上，以10，PPT學(xué)習(xí)交流，相對精度達(dá)到1萬1萬4千。 3 .鋼尺規(guī)距的精密方法、精密規(guī)距的措施：1.使用檢定的鋼尺2 .經(jīng)緯儀線性3 .釘尺段樁(概量獲得)，用水平儀測定樁間的臺階4 .在尺上施加固定張力，測定溫度5 .測定距離的結(jié)果上加3個修正數(shù)。 11、PPT學(xué)習(xí)交流，三個修正數(shù)，5 . 1 . 4鋼尺距離的成果整理，各尺級修正后的水平距離：總的水平距離：12，PPT學(xué)習(xí)交流，5.1.5鋼尺檢定，目的：求出鋼尺兩端點(diǎn)劃線間的實(shí)際長度。 方法：用鋼尺測量正確的標(biāo)準(zhǔn)長度，求出鋼尺的長度修正數(shù)。 這個檢定場也被稱為“比尺場”。0鋼尺名義長度(m) t0標(biāo)準(zhǔn)溫度，一般為20； )尺

4、長修正值(mm) t 測量時的溫度()鋼的膨脹系數(shù)，1.210-5/； 1 .尺長方程式：=0d(t-t0)0)用0、13、PPT學(xué)習(xí)交流，例如用檢定的30米的鋼尺沿著傾斜面測量AB距離，數(shù)據(jù)如下表所示。 這個尺的尺長方程式如下。 請整理距離的成果。(注：水垢膨脹系數(shù)=0.00001150.0000125是水垢溫度變化1度時的每單位長度的變化量。 )尺級長度和距離精度的計(jì)算，14，PPT學(xué)習(xí)交流，5.2視距測量5.2.1視距測量的概要視距測量是一種間接測距方法，即利用望遠(yuǎn)鏡內(nèi)十字線劃板的視距離線和刻有厘米區(qū)域的視距尺度(地形塔尺度或普通水平尺度)，根據(jù)光學(xué)原理計(jì)算兩點(diǎn)間的水平距離和其中測量距離

5、的相對誤差約為1/300，比鋼標(biāo)尺距離低的測量臺階的精度比水平測量低的視距測量廣泛應(yīng)用于地形測量的破碎部測量。 15、PPT學(xué)習(xí)交流，5.2.2視準(zhǔn)軸水平時的視距離計(jì)算式AB是測定距離，在a點(diǎn)設(shè)置經(jīng)緯儀，在b點(diǎn)設(shè)置視距離尺度，設(shè)定望遠(yuǎn)鏡的視距離等級，瞄準(zhǔn)b點(diǎn)的視距離尺度，此時，與視距離尺度垂直。16、PPT學(xué)習(xí)交流、視線水平時的視線距離測定式：(1)水平距離式：(2)臺階式：(3) B點(diǎn)標(biāo)高：17、PPT學(xué)習(xí)交流、5.2.3視線傾斜時的視線距離測定式、(1)水平距離式：(2)初始計(jì)算臺階： PPT學(xué)習(xí)交流，(1)在站a設(shè)置經(jīng)緯儀，在測定器高I、測定點(diǎn)b設(shè)置視距尺，(2)照射視距尺，用上下視距線

6、分別在尺上讀取，計(jì)算視距間隔n(n=底線讀取值-上線讀取值)。 也可以將中線對準(zhǔn)機(jī)器的高度讀取垂直角，然后將上線對準(zhǔn)相鄰的整數(shù)劃線直接讀取視距間隔，5.2.4視距測量觀測和計(jì)算方法，19，PPT學(xué)習(xí)交流，(3)轉(zhuǎn)動垂直盤指標(biāo)水準(zhǔn)管微動，以垂直盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡為中心，讀取垂直盤的讀取值有縱盤指標(biāo)的自動歸零裝置的機(jī)器，在打開自動歸零裝置后進(jìn)行讀取，根據(jù)5.2.4視距測量的觀測和計(jì)算方法，(4)視距公式，計(jì)算水平距離、臺階和立尺點(diǎn)的標(biāo)高。20、PPT學(xué)習(xí)交流，而概要電磁波測距，EDM是以電磁波(光波或微波)為載波來傳輸測距信號并測量兩點(diǎn)距離的方法。 EDM具有測量距離長、精度高、作業(yè)快、工作強(qiáng)度低、

7、幾乎不受地形制約等優(yōu)點(diǎn)。 1948年，瑞典AGA公司(現(xiàn)在改名為Geotronics捷創(chuàng)力公司)開發(fā)了世界上第一個電磁波測距儀。 采用白熾燈發(fā)射的光波作為載波，應(yīng)用了大量電子管元件。 機(jī)器相當(dāng)笨重，功耗很大。 為了避免白天的太陽光對測距信號的干擾，只能在夜間工作，測距操作和計(jì)算也很復(fù)雜。 5.3電磁波測距和全站儀，21，PPT學(xué)習(xí)交流，1960年在世界上首次研制出紅寶石激光和氦氖激光，1962年成功研制出砷化鎵半導(dǎo)體激光。 與白熾燈相比，激光的優(yōu)點(diǎn)是發(fā)散角小，透射力強(qiáng)，傳輸距離遠(yuǎn)，不受太陽光干擾，幾乎全天工作。 1967年AGA公布了世界上第一個商品化的激光測距儀AGA-8。 該裝置采用5mw

8、的氦-氖激光作為發(fā)光元件，白天的測量距離是40km，夜間的測量距離是60km，測距精度(5mm 1ppm )，本體重量是23kg。 我國武漢地震大隊(duì)也于1969年研制了JCY-1型激光測距儀，1974年研制生產(chǎn)了JCY-2型激光測距儀。 該裝置采用2.5mw的氦氖激光作為發(fā)光元件，白天的測量距離是20km，測距精度(5mm 1ppm )，主體重量是16.3kg。 22、PPT學(xué)習(xí)交流，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，60年代末70年代初開始以砷化鎵發(fā)光二極管作為發(fā)光元件的紅外測距儀在世界上流行起來。 與激光測距儀相比，紅外線測距儀具有體積小、重量輕、功耗小、測距快、自動化程度高等優(yōu)點(diǎn)。 由于紅外光的發(fā)散

9、角大于激光，所以紅外測距儀的測量距離一般在15km以下。 目前紅外線測距儀已經(jīng)制造成電子經(jīng)緯儀和計(jì)算機(jī)硬件和軟件，形成全站儀，向利用自動化、智能化、藍(lán)牙技術(shù)實(shí)現(xiàn)測量數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)姆较蜓杆侔l(fā)展。23、PPT學(xué)習(xí)交流、二、電磁波測距儀分類1 .根據(jù)采用的載波(光源)分為微波測距儀激光測距儀紅外線測距儀(infrared EDM instrument ) 2 .測距儀(5km) 測距儀(515km) 測距儀( 15km )，3 .精度I級測距儀(md5mm)ii級測距儀(5md10mm)iii級測距儀(mD 10mm )，4 .測距原理脈沖式； 相位式，24，PPT學(xué)習(xí)交流，5.3.1紅外線測距的測

10、距原理，基本式：c0光在真空中的速度ng光在大氣中傳輸?shù)恼凵渎蕋光波在AB之間往返的時間，25，PPT學(xué)習(xí)交流，直接測量時-這種類型的測距儀被稱為脈沖式測距儀，其精度間接測量時-用測量相位的方法來測量距離，這種機(jī)器被稱為相位式測距儀。 現(xiàn)在的精密光電測距儀不是直接測定的方法，而是采用間接測定的方法。電磁波測距方式，26，PPT學(xué)習(xí)交流，脈沖測距原理假定時鐘的振蕩頻率，設(shè)振蕩周期為計(jì)數(shù)器記錄的振蕩次數(shù)為n，脈沖光波在ab2點(diǎn)之間往返的時間為：27，PPT學(xué)習(xí)交流，2 .相位式測距原理用測量相位的方法測量距離這將連續(xù)波(精密光波測距儀稱為光波)作為“輸送裝置”(稱為載波)，經(jīng)由調(diào)制器使載波的振幅或

11、頻率根據(jù)調(diào)制波的變化而周期性地變化。 在測距時，通過測量由于調(diào)制波往復(fù)地傳播被測量距離而產(chǎn)生的相位變化，間接地確定傳播時間t，并獲得被測量距離d。28、PPT交流、相位式測距原理、調(diào)制波的調(diào)制頻率f、角頻率、周期t、波長：中，若將調(diào)制波往返距離d而一次產(chǎn)生的相位變化設(shè)為調(diào)制信號的一周期相位變化為2，則調(diào)制波的傳播時間t為基本式： 代入29學(xué)習(xí)交流，學(xué)習(xí)相位式測距原理，以調(diào)制信號為正弦信號的2的整數(shù)倍N2和小于2的零頭部分，即：代入前式：30，PPT，學(xué)習(xí)交流，相位式測距原理，將： -單位長度、“光測尺”、“電子尺”改寫為：改寫為上式相位式測距儀用長度為LS的“尺”測量了距離，并測量了n個尺段加

12、上LS小于1個的長度后的距離。 組合多個“尺”實(shí)現(xiàn)測距技術(shù)過程。 設(shè)計(jì)、測尺、粗測尺、測距。31、PPT學(xué)習(xí)交流、相位式測距原理、調(diào)制頻率和測尺長度的關(guān)系、32、PPT學(xué)習(xí)交流、5.3.2光電測距儀的組成、33、PPT學(xué)習(xí)交流、5.3.2光電測距儀的組成、34、PPT學(xué)習(xí)交流、5.3.4全站儀及其使用，(1)全站儀全站儀的功能(3)全站儀及其基本應(yīng)用、35 PPT學(xué)習(xí)交流、南方NTS全站儀、TOPCON GTS全站儀、36、PPPT學(xué)習(xí)交流、Leica全站儀、37、PPT學(xué)習(xí)交流、(1)全站儀全站儀(全站儀)是結(jié)合電子測角、光電測距、微機(jī)及其軟件的智能型光電測量儀。 全站儀的基本功能是測量水平

13、角、垂直角和距離。 全站儀具有同時進(jìn)行角度測量(水平角、垂直角)和距離測量(傾斜距離s、平行距離d、臺階h )的特征，測距系統(tǒng)的光軸表示與測角系統(tǒng)的基準(zhǔn)軸同軸(三軸同一)的測量點(diǎn)的角度(方向值)、距離、臺階或三維坐標(biāo)。后方交叉、放樣、偏心測量、懸垂測量、兩面38、PPT學(xué)習(xí)交流、全站儀的特征、大容量的內(nèi)部存儲器，以數(shù)據(jù)文件形式實(shí)現(xiàn)存儲已知點(diǎn)和觀測點(diǎn)的點(diǎn)數(shù)、代碼、三維坐標(biāo)的全站儀和電腦的數(shù)據(jù)通信的高精度全站儀的測量角達(dá)到0.5秒級， 結(jié)合測距精度達(dá)到(0.1mm 0.1PPM )的計(jì)算機(jī)而構(gòu)成的智能觀測系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)全自動瞄準(zhǔn)、觀測、記錄、存儲和數(shù)據(jù)傳輸，被稱為測量機(jī)器人。 39、PPT學(xué)習(xí)交流

14、，三軸同一望遠(yuǎn)鏡是全站儀的望遠(yuǎn)鏡，照射目標(biāo)的瞄準(zhǔn)軸，光電測距的紅外光發(fā)射光軸和受光光軸同軸，其光路如圖。 因此，在測量時使望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)目標(biāo)棱鏡的中心，就可以同時測量水平角、垂直角和傾斜距離，40、PPT學(xué)習(xí)交流，測量儀器整體的發(fā)展過程，測量儀器整體的發(fā)展過程：光學(xué)經(jīng)緯儀電子經(jīng)緯儀速度全站儀。 全站儀的發(fā)展過程：1.普通型全站儀2 .功能型全站儀3 .磁卡型全站儀4 .記憶式全站儀5 .全自動智能全站儀全站儀制造商：瑞士：萊卡、蘇佳SOKKIA、復(fù)古、尼康中國：南方、蘇州、北京、41、PPT學(xué)習(xí)交流，(二)全站儀的功能、對邊測量、懸垂測量、后方交叉、放樣、偏心測量、面積計(jì)算等高級測量功能。 42、

15、PPT學(xué)習(xí)交流、全站儀的功能，1、如對邊測量圖所示，分別瞄準(zhǔn)兩個目標(biāo)點(diǎn)的棱鏡進(jìn)行觀測，發(fā)現(xiàn)兩個棱鏡間的平均距離(HD )、斜距離(s )、臺階(v )和梯度(% )。 對邊寬度測量可以連續(xù)進(jìn)行。v，43，PPT交流，全站儀的功能，2，懸垂測量圖，不能設(shè)置反射棱鏡的目標(biāo)(高壓電線， 橋梁桁架)的高度，在目標(biāo)的正上方或正下方設(shè)置棱鏡，輸入棱鏡的高度h1，瞄準(zhǔn)棱鏡進(jìn)行觀測后，瞄準(zhǔn)目標(biāo)后，可以顯示目標(biāo)的高度h，44，PPT交流， 學(xué)習(xí)全站儀的功能3，如后方交叉測量圖所示，全站儀設(shè)置于某定點(diǎn)，觀測兩個以上已知點(diǎn)的棱鏡，輸入各已知點(diǎn)的三維坐標(biāo)和儀器的高度和棱鏡的高度，全站儀能夠顯示定點(diǎn)的三維坐標(biāo)。 如、45，PPT學(xué)習(xí)交流，4，三維坐標(biāo)測定圖那樣，在已知點(diǎn)a設(shè)置全站儀，在待機(jī)點(diǎn)p設(shè)置棱鏡，輸入a點(diǎn)的已知坐標(biāo)和器械高度和棱鏡高度后，前后看已知點(diǎn)b，輸入b點(diǎn)坐標(biāo)(后視已知點(diǎn)為了設(shè)置方位角將、a、p、b、全站儀的功能、46、PPT學(xué)習(xí)交流、全站儀的功能、5、放樣測量中設(shè)置的角度和邊的長度(或坐標(biāo)值)輸入全站儀，在放樣過程中顯示和顯示角度和邊的長度的實(shí)測值和放樣值的差有些電子全站儀可以用圖形顯示棱鏡的上下左右前后的移動方向。，47，PPT學(xué)習(xí)交流，學(xué)習(xí)全站儀的功能，6，偏心測量圖那樣，在服務(wù)點(diǎn)不能設(shè)置棱鏡的情況下，將棱鏡設(shè)置在待機(jī)點(diǎn)的左