控制测量学课件第十八讲.ppt

第五章电磁波测距 本章提要5.1电磁波测距基本原理（了解）5.2固频相位式测距仪的基本结构及其作用（了解）5.5固频相位法光电测距误差分析（了解）5.6固频相位式光电测距仪的检验（掌握）5.7测距作业的基本要求和测距成果的计算（了解） 2间接测尺频率方式设仪器采用两个频率f1和f2的调制波分别配合测量同一距离，则有：一些远程的激光测距仪中一般用一组数值上比较接近的测尺频率，利用其差频频率，间接确定N值。设fs称为相当测尺频率，us称为相当测尺长度，f1、f2称为间接测尺频率。 结论：1）用两个频率测量同一距离所得到的相位之差，就等于其差频频率测量距离的相位差，即。2)是该方法之基础,因频率接近,N1=N2，Ns=0，这样解决了多值性问题。选择一组相近的测尺频率f1,f2，．．进行测量，测得，若取f1为精测尺频率确定精测距离，取f1-f2,f1-f3,．．．为相当测尺频率，则可求出以确定粗测距离。 总结：在测相精度≤1/1000（保精度）的情况下，设一组较集中的频率分别测相（保测程），然后由各自△Ni组合得精测尺u1的总波数N1+△N1。适当选取f1,f2,．．．的大小,就可形成一套相当测尺长度(us)为十进制的测尺系统(k=10),由此,根据这些测尺频率的测量结果组合起来就可完成一组距离的测量，解算出设计测程以内的距离。 欲使某相位测距仪的测程达到10km,测距精度达到1mm，问需多少个测尺？它们的频率分别为多少？选则准确测得“公里”、“百米”“十米”的值存在误差。选则准确测得“十米”、“米”“分米”的值存在误差。选则准确测得“分米”、“厘米”估读到“毫米”步骤：1）用f1,f2．．．分别测距，得。2）求△Nsi＞0(当△N1不够减时加1后再减)。3）组合得精测尺u1的总波数N1+△N1。4）K=100 思考题2.画出相位式红外测距仪的原理框图并推导其基本公式，同时阐述是如何解决测距的多值性问题。（留给大家自己做！）3.某测距仪的频率如下：f1=15MHZ，f2=0.9999f1，f3=0.999f1，f4=0.99f1，f5=0.9f1。利用该测距仪的五个频率测某一基线距离D的尾波数分别为0.566，0.645，0.336，0.228，0.112，试求该基线距离D=？1.欲使某相位测距仪的测程达到10km,测距精度达到1mm，问需多少个测尺？它们的频率分别为多少？选则准确测得“公里”、“百米”“十米”的值存在误差。选则准确测得“十米”、“米”“分米”的值存在误差。选则准确测得“分米”、“厘米”估读到“毫米” 5.5固频相位法光电测距误差分析测距误差来源与距离有关的：光速误差大气折射率误差测距频率误差与距离无关的：测相误差加常数误差对中误差 ①.真空光速值的误差。②.大气群折射率误差。大气群折射率是气温t、气压p和湿度e的函数。气象代表性误差的概念！③.频率误差。精测尺的实际频率值f相对于标称频率f0偏差△f值时，将引起精测尺尺长的变化，从而产生比例测距误差。（减小频率误差的影响的方法是定期检验仪器，对距离进行乘常数的改正或频偏改正。）④.测相误差1）.测相设备本身的误差；2）.幅相误差；3）.照准误差（又称发光管相位不均匀误差）；尽量用中心光观测，避免用边缘光观测。 4）.周期误差；周期误差主要来源于红外测距仪内部光电固定的串扰信号。测距信号和串扰信号的叠加合成信号相对于参考信号的相位移中含有串扰信号引起的附加相位移，这种测距误差成为周期误差。（见下图）⑤.仪器加常数的测定误差。加常数改正：加常数K产生的原因是由于仪器的发射面和接收面与仪器中心不一致，反光棱镜的等效反射面与反光棱镜的中心不一致，使得测距仪测出的距离值与实际距离值不一致。因此，测距仪测出的距离还要加上一个加常数K进行改正。（重点讲解！） ⑥.对中误差；⑦.角反射棱镜的倾斜误差。对同一边长两端点测站所对应的测距仪倾斜误差和反射棱镜倾斜误差，其所含的误差影响符号相反，数值相近，在其测距成果中，误差可基本抵消。 5.6固频相位式光电测距仪的检验5.6.1发射、接受、照准三光轴平行性的检验和校正；（自学）5.6.2内部符合精度的检验：指仪器对同一距离进行多次观测，其观测值之间的符合程度。它反映了仪器的测相误差以及外界大气条件的影响。外部符合精度：指用测距仪在基线上比测后，所得到的量测值与基线比较而求得的精度指标。每台仪器出厂时的标准精度也是外部符合精度5.6.3精测频率的检验：该项改正一般可代替乘常数改正。（自学）5.6.4周期误差的检验（自学） 5.6固频相位式光电测距仪的检验5.6.5仪器加常数和乘常数的检验：得n=6.5一般取n=6（段）为提高精度，用六段全组合法，观测21段距离，用间接平差求解。 用六段比较法测定加常数K、乘常数R在基线场进行，用测距仪精确测距，与基线长作比较从而求得加、乘常数的方法。设D01～D56为21段距离观测值；V01～V56为21段距离改正数；～为经加常数、乘常数改正后的距离值；～为21段基线值。1）加常数K、乘常数R的计算与(A+BD)不同 观测值方程为：误差方程式为:法方程式并解之：2）精度评定R值不可靠，现在不检测R而是测f加改正数 5.6固频相位式光电测距仪的检验3）算例：见P157表5-8 5.6.6综合精度检验（参见课本P158）5.6.7发光管相位均匀性检验;（自学）5.6.8幅相误差的检验；（自学）5.6固频相位式光电测距仪的检验 本节结束谢谢！