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第五章距离测量与三角高程测量.ppt


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第五章距离测量与三角高程测量
第二节 视距测量
一、视距测量公式
视距丝 装 置
二、视距测量的原理
(一)视距测量原理
1.视准轴水平时的视距测 量原理
由下图所示,为尺间隔,p为计算出传播时间,从而计算距离。
二、光电测距仪的测距原理
设调制信号的频率为f(每秒振荡次数),则其周期T=1/f(每振荡一次的时间(s)),则调制光的波长为
λ=CT= C/ f
C=λf = λ/T
调制光波在往返传播时间内,调制信号的相位变化了N个整周(NT)及不足一个整周的尾数ΔT,即
t=NT+ΔT
由于一个周期中相位差的变化为2π,不足一整周的相位差尾数为ΔФ,因此
ΔT= ·T t=T ( N + )
这样得到相位式光电测距的基本公式:
第三节 电磁波测距
二、光电测距仪的测距原理
由此可见,相位式光电测距的原理和钢卷尺量距相仿,
相当于用一支长度为λ/2的“光尺”来丈量距离,N为“整尺
段数” , (λ/2)×( ΔФ/2π)为小于一整“光尺的“余长”。
第三节 电磁波测距
在测距仪的构件中,用相位计按相位比较的方法只能测定往返调制光波相位差的尾数 ΔФ,而无法测定整周数N,因此, 只有当待测距离小于光尺长度时,才能有确定的数值。另外,用相位计一般也只能测定4位有效数值。因而在相位式测距仪中有两种调制频率、两种光尺长度。如f1=15kHz。 λ1 / 2=10m(称为精尺),可以测定距离尾数的米、分米、厘米、毫米数;f2=150kHz, λ2/ =1000m(称为粗尺)可以定百米、十米、米数。这两种尺子联合使用,可以测定1km以内的距离值。
当地形高低起伏、两点间高差较大而不便于进行水准测量时,可以用三角高程测量的方法测定两点间的高差和点的高程。进行三角高程测量时,应测定两点间的平距或斜距以及垂直角,这是距离测量与角度测量的结合。
第四节 三角高程测量
(一)三角高程测量的计算公式
如左图所示,已知A点的高程
为HA,欲测定B点的高程HB。
置经纬仪于A点,用卷尺量取
仪器高I (地面点至经纬仪横
轴的高度),在B点安置觇牌,量取目标高v(地面点至觇牌中心或觇牌横轴的高度),测定垂直角δ。
第四节 三角高程测量
如果已经测定A,B两点间的水平距离D,则A,B两点的高差计算公式为 : hAB=D×tanδ+i-v
hAB=S×SINδ+i-v
第四节 三角高程测量
hAB=D×tanδ+i-v
hAB=S×SINδ+i-v
以上三角高程测量公式中,设大地水准面和通过A,B点的水平面为互相平行的平面,对于距离较近(如200m以内)的两点,还可以认为是这样的。对于较长的距离,则水准面及大地水准面均是曲面这一点不容忽视,在§2-3中已介绍了水准面曲率对高差测量的影响。因此,对于长距离三角高程测量,应进行地球曲率影响的改正,简称球差改正(f1),如左图所示。
f1=Δh=
式中,R为平均地求曲率半径,取R=6371km。由于地球曲率影响总是使测得的高差小于实际的高差,因此,球差改正f1恒为正值。
另外,由于围绕地球的大气层受重力影响,低层空气的密度大于高层空气的密度,观测垂直角时的视线穿过密度不均匀的介质,成为一条向上凸的曲线(称为大气垂直折光),使视线的切线方向向上抬高,测得垂直角偏大,。因此,还应进行大气折光影响的改正,简称气差改正f2, f2恒为负值。
大气垂直折光视线使视线成为曲率大约为地球表面曲率的1/k倍的圆曲线(称为大气垂直折光系数),因此,得到气差改正的计算公式:
f2 = - K
球差改正和气差改正合在一起,为气差改正(f):
f= f1+f2=(1 –K)
大气垂直折光系数k随时间,日照,气温,气压,视线高度和地面情况等因素而改变

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  • 时间2022-05-17