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《工程测量》第五章距离测量与直线定向 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。 该仪器采用5mw的氦-氖激光器作发光元件，白天测程为40km，夜间测程达60km，测距精度± (5mm+1ppm)，主机重量23kg。 我国的武汉地震大队也于1969年研制成功了JCY-1型激光测距仪，1974年又研制并生产了JCY-2型激光测距仪。该仪器采用2.5mw的氦-氖激光器作发光元件，白天测程为20km，测距精度±(5mm+1ppm)，主机重量16.3kg。 瑞典AGA公司生产的AGA-8激光测距仪 用5mw氦氖气体激光器 白天测40km，夜间可测60km 精度：5mm+1ppm 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。 与激光测距仪比较，红外测距仪有体积小、重量轻、功耗小、测距快、自动化程度高等优点。 由于红外光的发散角比激光大，所以红外测距仪的测程一般小于15km。 T2+DI10，1968年Wild推出的第一台红外测距仪 Wild生产的微波测距仪 电磁波测距从使用普通光源，到激光、红外光、无线电波并用。 目前测距仪和电子经纬仪及计算机软硬件制造在一起，形成的全站仪，以及自动化、智能化和利用蓝牙技术实现测量数据的无线传输的测量机器人已经在生产中使用。 1、按测程划分： 5km短程测距仪 5-15km中程测距仪 15km远程测距仪 2、按测量精度划分： I级：mD5mm II级：5mm ?mD ?10mm III级：mD10mm 3、按载波不同划分： 微波测距仪 光电测距仪（激光与红外） 测距仪的分类 一、电磁波测距基本原理 利用电磁波作为载波，在其上调制测距信号测定两点间距离。 电磁波在测线两端往返传播的时间为t，则可求的两点间的距离D。 A B D 1、脉冲法测距： 测量发射尖脉冲在待测距离上往返传播时间计算距离。 钟脉冲的振荡频率——f0，周期T0=1/ f0 计数器的时钟脉冲数 ——q， 光脉冲往返传播时间——t2D=qT0 问题——电子计数器只能记忆整数时钟脉冲数。 测 相 系 统 发射系统 接收系统 D D 往程 D 返程 N·2? ?? ?发 ?收 ?发 ?收 v, tD v, tD 一、相位法测距原理(Principles of Distance Measurement by Phase) 2、相位式测距 相位式测距原理 设调制信号为正弦信号，包含2π的整倍数N2π，和不足2π的尾数部分?φ，即： (7)代入(6): 相位式测距原理 令 : “光测尺”，“电子尺” (8)式改写成 : 相位式测距仪是用长度为Ls的“测尺”去量测距离，量了N个整尺段加上不足一个Ls的长度就是所测距离。 采用多个“测尺”组合实现测距技术过程。 设计；精测尺+粗测尺测距。 相位式测距原理 调制频率与测尺长度的关系 调制频率f 15MHz 7.5MHz 1.5MHz 150kHz 75kHz 15kHz 测尺长度λ/2 10m 20m 100m 1km 2km 10km 精度 1cm 2cm 10cm 1m 2m 10m 测尺精度：1000分之一 二、测距仪的工作原理和工作过程 三、 测距边长改正计算 1.气象改正：大气折射率 ng是载波波长、大气温度、大气压力、大气湿度的函数。仪器设计时发射光源的波长是确定的，然后确定一个标准温度、标准气压和湿度，得到标准条件下的折射率。 实际测距时的气温、气压和湿度与标准条件有差异，实际测距时，需要测定测线上的温度、湿度和气压，对所测距离进行气象改正。 2.仪器常数改正 加常数(K):仪器和反光镜（中心不重合、相位延迟） 乘常数(R):仪器震荡频率偏移，影响测尺长。 3.倾斜改正： 天顶 水平线 Z a D0 D 现代测距仪（全站仪）都可进行改正数预置，测量时自动进行改正，无需计算。 测距仪的标称精度： 内容回顾 视距测量原理 测距仪：相位法测距，光测尺粗测和精测 §5.4 全站仪及其使用 1.功能简介：电子全站仪（速测仪）是集自动测角、测距、测高于一体，实现对测量数据进行自动获取、显示、存储、传输、处理计算的三维测量系统。 电子全站仪由电子经纬仪、电磁波测距仪、微处理器、电源装置和反射棱镜等组成。 全站仪的主要品牌有NTS、Topcon、SOKKIA、Pentax、Nikon、Leica、Zeiss、Trimle。 全站仪结构原理图 2.全站仪的构造特点 1）三轴同一 2.全站仪的构造特点 2）键盘输入屏幕显示 3）数据存储与通讯 存储3000点以上观测数据的内部存储器，外插存储卡如CF卡或SD卡。 RS-232C标准接