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研制成功的JCY-3型等。
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相位式光电测距仪的基本公式 1 2 3 4 5 6 7 8 9
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D c ( N / 2 ) L( N N ) 2f
N / 2 ——测尺长度； 式中： N ——整周数； L c / 2 f / 2 ——不足一周的尾数
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知识点 1 2 3 4 5 6 7 8 9
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(1)电磁波测距基本原理； (2)相位式光电测距仪的工作原理 ；
(3)测距误差来源及其影响 ；
(4)观测结果的化算 ； (5)电子全站仪 。
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[习题]
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一、电磁波测距基本原理
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式中:
fi
c0 c 2 L1 i 2 nL i
——光波在大气中的传播速度； c ——大气折射率； n ——光波在真空中的传播速度； c 0 ——调制频率（测尺频率）。
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二、相位式光电测距仪的工作原理
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相位式光电测距仪的工作原理
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五、电子全站仪
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全站仪的概念 ：
把电子测距、电子测角和微处理机结合成一个整体、能自动记 录、存储并具备某些固定计算程序的电子速测仪 ，因该仪器在一
个测站点能快速进行三维坐标测量、定位和自动数据采集、处理、
存储等工作，较完善地实现了测量和数据处理过程的电子化和一体 化，所以称“全站型电子速测仪”，通常又称为“电子全站仪”或
简称“全站仪”。
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全站仪的基本组成及结构 ： 1 2 3 4 5 6 7 8 9
10 全站仪的基本组成
测角部分 中央处理器 输入输出 显 示 屏
补偿部分
CPU
I/O
键盘
测距部分
电
源 接 口
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自动数字测相
8 /29 随着集成电路和数字技术的发展，为测距仪向自动化和数字化 方向发展提供了条件。目前许多中、短程测距仪几乎都采用自动数 字测相技术以及距离的数字显示。 返回本章目录
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三、测距误差来源及其影响
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测距误差的主要来源 ：
2 MS
m c0 2 D c 0
2 2 2 2 mf mn 2 2 2 f n 4 m m K m l
上式中的各项误差影响，就其方式来讲，有些是与距离成比例 的。这些误差称为“比例误差”；另一些误差影响与距离长短无关。 称其为“固定误差”。对于式中偶然性误差的影响，我们可以采取 不同条件下的多次观测来削弱其影响；而对系统性误差影响则不然， 但我们可以事先通过精确检定，缩小这类误差的数值，达到控制其 影响的目的。
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相位式光电测距仪各主要部件的工作原理简介 1 2 3 4 5 6 7 8 9
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光源
相位式测距仪的光源，主要有砷化镓（ GaAs ）二极管和氦 - 氖 （ He-Ne ）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。
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第四章
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光电测距仪
[本章提要]
建立高精度平面控制网和进行电磁波测距三角高程时，需要进 行精密距离测量。当前，主要采用电磁波测距仪进行距离测量。本 章主要讨论中、短程红外光电测距仪的基本原理；电磁波测距仪的 误差来源极其影响；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和电磁波测距三角高程测量的 斜距观测问题。
差频测相
目前相位式测距仪都采用差频测相，即就是使高频测距信号和 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 15MHz ，混频后低频为 4kHz 时，降低了 3750 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。
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固定误差的影响 ： 1 2 3 4 5 6 7 8 9
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测相误差，仪器加常数误差和对中误差都属于固定误差。在精 密的短程测距时，这类误差将处于突出的地位。 对中误差 在控制测量中，一般要求对中误差在 3mm以下，要求归心误差 在5mm左右。但在精密短程测距时，由于精度要求高，必须采用强 制归心方法，最大限度地削弱此项误差影响。 仪器加常数误差 经常对加常数进行及时检测，予以发现并改用新的加常数来避 免这种影响。 测相误差 包括测相设备本身的误差 ，幅相误差 ，照准误差 ，信噪比 引起的误差，周期误差 。
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对于采用直接测尺频率方式的测距仪，精测尺频率的确定，依 据测相精度，主要考虑仪器的测程和测量结果的准确衔接，还要使 确定的测尺长度便于计算。 例如我国的HGC-1型及长征DCH-1型红外测距仪，确定精测尺长 =10m和粗测尺长=1000m的精测尺频率和粗测尺频率。 测尺频率可依下式确定：
fi
全站仪的等级 国家计量检定规程（JJG100－94）将全站仪准确度等级分划为四 个等级。
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电脑全站仪的主要特点
m D
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1）电脑操作系统。电脑全站仪具有像通常PC机一样的DOS操 作系统。 2 ）大屏幕显示。可显示数字，文字，图像，也可显示电子 气泡居中情况，以提高仪器安置的速度与精度，并采用人机对 话式控制面板。 3）大容量的内存。一般内存在IM 以上，其中主内存有640K。 数据内存320K，程序内存512K，扩展内存512K。 4 ）采用国际计算机通用磁卡。所有测量信息都可以文件形 式记入磁卡或电子记录簿，磁卡采用无触点感应式，可以长期 保留数据。 5 ）自动补偿功能。补偿器装有双轴倾斜传感器，能直接检 测出仪器的垂直轴 , 在视准轴方向和横轴方向上的倾斜量，经 仪器处理计算出改正值并对垂直方向和水平方向值加以改正， 提高测角精度。 6）测距时间快，耗电量少。
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。
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相位式光电测距仪各主要部件的工作原理简介 1 2 3 4 5 6 7 8 9
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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。
归心改正 ： 倾斜改正和投影改正 ：
包括高差而引起的倾斜改正，测线超出参考椭球面而引起的投影改 正，弦长化为弧长的改正。
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椭球面上水平距离的计算 ： 1 2 3 4 5 6 7 8 9
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S 设参考椭球面上的水平距离以 S表示，则：
S D0 (C D f D ) (Dn D ) (De DS )
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比例误差的影响 ： 1 2 3 4 5 6 7 8 9
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光速值的误差影响 光速值对测距误差的影响甚微，可以忽略不计。 调制频率的误差影响 调制频率的误差，包括两个方面，即频率校正的误差（反映了 频率的精确度）和频率的漂移误差（反映了频率稳定度）。频率误 差影响在精密中远程测距中是不容忽视的，作业前后应及时进行频 率检校，必要时还得确定晶体的温度偏频曲线，以便给以频率改正。 大气折射率的误差影响 正确测定测站和镜站上的气象元素，并使算得的大气折射系数 与传播络径上的实际数值十分接近，可以大大地减少大气折射的误 差影响，这对精密中、远程测距乃是十分重要的。
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。
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四、观测结果的化算
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频率改正 ：
频率变化对距离的影响是系统性的。通常，精测尺频率可通过 检测，用补偿的办法调整到规定的标准值，这时频率改正就不必加 了。但是，考虑到搬运振动，晶体老化等原因会导致频率变化，因 此作业前后常常要进行频率对比，发现频率变化过大时，就要考虑 对测得的距离加上频率改正。