距离传感器的综述
631206040218 柴闯闯
【摘要】：距离测量广泛应用于方向控制、定位控制系统中，有广阔的市场。本文对目前距离测量方法，测试仪器等做了总结，并介绍了当前距离测量的意义、方法、原理及现状，以及各种测量方法的测量原理及方法的简单对比，方便人们可以在生产生活中结合实际灵活运用各种测量技术。
【关键词】：距离测量；传感器；测量原理
目录
一、距离测量的意义 (3)
二、目前测量距离的方法及原理 (3)
2.1 激光测距方法及原理 (3)
a）激光测距的方法 (3)
b）激光测距的原理 (3)
2.2 微波雷达测距方法及原理 (5)
a）微波雷达测距的方法 (5)
b）微波雷达测距的原理 (6)
2.3 超声波测距方法及原理 (6)
a）超声波测距的方法 (6)
b）超声波测距的原理 (6)
2.3 红外线测距方法及原理 (6)
a）红外线测距的方法 (7)
b）红外线测距的原理 (7)
三、目前距离测量的现状................................................................................................. .7
3.1 激光测距的现状 ................................................................................................. .8
3.2 微波雷达测距的现状 (8)
3.3 超声波测距的现状.............................................................................................. .9
3.4 红外线测距的现状 (9)
四、测量原理和方法对比 (9)
4.1激光传感器的测量原理与方法对比： (9)
4.2微波传感器的测量原理与方法对比： (10)
4.3超声波传感器的测量原理与方法对比： (10)
4.4红外传感器的测量原理与方法对比： (10)
五、结论 (11)
[参考文献] (12)
一、距离测量的意义
现代科学技术的发展，进入了许多新领域，而在测距方面先后出现了激光测距、微波雷达测距、超声波测距及红外线测距等新型测量技术。本文将简单介绍当前距离测量的意义、方法、原理及现状，以及各种测量方法的测量原理及方法的简单对比，方便人们可以在生产生活中结合实际灵活运用各种测量技术。
二、目前测量距离的方法及原理
现代科学技术的发展迅猛，而在距离测量方面也是如此：先后出现了激光测距、微波雷达测距、超声波测距及红外线测距等新型测量技术。现在将简单介绍当前距离测量的方法及原理：
2.1 激光测距方法及原理
激光方向性强，单色、相干性好，这些特点使得激光测距可以应用在多个领域。激光测距传感器是由激光二极管对准目标发射激光脉冲，经目标反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到传感器接收器，被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器，因此它能检测极其微弱的光信号。记录并处理从光脉冲发出到返回被接收所经历的时间，即可测定目标距离。
a）激光测距的方法
目前激光测距的方法主要有两种：脉冲测距法和相位测距法。
脉冲测距法：激光二极管发出光脉冲，经被测目标反射后，光脉冲回到传感器接收系统，测量其发射和接收脉冲的时间间隔，即光脉冲在待测距离上的往返传播时间t。脉冲法测距精度大多为米的量级。
相位测距法：它是通过测量连续调制的光波在待测距离上往返传播所发生的相位变化，间距测量时间t。这种方法测量精度较高，因而在大地和工程测量中得到了广泛的应用。b）激光测距的原理
①相位法激光测距技术原理
当今市场上主流的激光测距仪是基于相位法的激光测距仪。这是因为基于相位法的激光测距仪轻易地就可以克服超声波测距的一大缺陷：误差过大，使测量精度达到毫米级别。而基于此法的激光测距仪主要的缺点在于电路复杂、作用距离较短（一百米左右，经过众多科
学工作者的努力，现在也有作用距离在几百米的相位法激光测距仪）。
相位法激光测距技术，是采用无线电波段频率的激光，进行幅度调制并将正弦调制光往
返测距仪与目标物间距离所产生的相位差测定，根据调制光的波长和频率，换算出激光飞行时间，再依次计算出待测距离。该方法一般需要在待测物处放置反射镜，将激光原路反射回激光测距仪，由接收模块的鉴波器进行接收处理。也就是说，该方法是一种有合作目标要求的被动式激光测距技术。如下图所示：
核心
控制
电路
部分激光二极管数字处
理
由图所显示的关系，我们可以知道，用正弦信号调制发射信号的幅度，通过检测从
目标反射的回波信号与发射信号之间的相移φ，通过计算即可以得到待测距离。
D=ct/2 ①
t=φ/ω ②
ω=2nf ③
φ=N+Δφ ④
D=（N+Δφ）*c/(4nf) ⑤
其中，D 是待测距离，也即测距仪与目标物间距离；C 是光速，等于299792458m/s （假设光速未受环境影响）；t 是往返测距仪与目标物间距离一次的时间；φ是激光光束往返一次后所形成的相位差；Δφ是激光光束往返一次后所形成的相位差不足半波长的部分；N 是相位差中半波长的个数；ω是调制信号的角频率。由于N 的个数在激光飞行之后并不能确定，所以这就导致了基于相位法的激光测距仪只能测定Δφ，相位差中不足半波长的部分。这就形成了相位法的内伤：最长作用距离固定，由调制光的波长决定。但是从另一方面看，相位法激光测距仪可以准确地测量半个波长内的相位差，这也成就了相位法激光测距仪
最为突出的优点：测量精度高，可达到毫米级别。
②脉冲法激光测距技术原理 相位法与超声波测速测距所用方法相类似，最大测量距离通常为几百米，能较容易达到毫米的数量级，但是按照该方法设计的测距仪的最大测量距离是受到限制的，不可扩展。该
方法主要在国外应用较广。而脉冲法激光测距一般采用红外激光，包括近红外激光和中红外激光。该波段激光有可见和非可见之分。且基于此技术的测距仪对相干性要求低、速度快、实现结构简单、峰值输出功率高、重复频率高且范围大，所以此项目使用的是脉冲方法设计手持激光测距仪。脉冲法激光测距的原理是：
LCD显示单元
核心数字控制部分
微处理器
时数转换芯片
激光反射
接收模块开始计时信号
结束计时信号
激光反馈
接收模块激光发射模
块
如上图，激光测距设备对准测量目标——Target，发送光脉冲，光脉冲在经过光学镜头时，一束被透镜前的平面镜反射，进入激光反馈计时模块，经光电转换及放大滤波整流后，电平信号送入时间数字转换芯片的开始计时端；另一束激光脉冲经过透镜压缩发散角后，开始飞行，遇到目标障碍物后发生漫反射，部分激光返回到激光接收处理电路，同样地，经过光电转换及放大滤波整流后，所形成的电平信号送入时间数字转换芯片结束计时端，即完成整个测量过程。
设D为待测距离，T为往返测量点与待测物间距离所用时间，C为激光在空气中传播的速度（假设已设置测量的环境参数），n为测量时大气折射率，那么，易得： D=CT/2n ⑥非常简单地，我们把对距离的测量转变为对时间差的测量，所以，在脉冲式激光测距中，需要测量的只是发射与接收激光的时间间隔、受环境因素影响的大气折射率、环境参数及激光传播速度。这就是脉冲式测距的理论原理。
2.2 微波雷达测距方法及原理
a）激光测距的方法
现今主要的且较流行的雷达测距方法有2种，一种是脉冲（Pulse）型雷达测距；另一
种是调频连续波（FMCW）雷达测距。
脉冲（Pulse）型雷达测距原理是发射方波，测量发射脉冲与接收脉冲的时间差来计算距离，这种方法及其依赖于时间的精确测量，才能保证其测量精度，但是电磁波以光速传播，一般所测量的距离不是很远，导致发射和接收的时间差很短，这就对即时系统提出了极高的要求，如果要达到实用目的时间的测量系统的精度要达到皮秒级，现实中较难达到，而且即使达到其成本也想对较高。
连续波（FMCW）雷达测距原理是发射调频波，首先线性调频，测量发射波与反射波之间的频率差，进而计算出距离值。此方法的关键在于调频波的线性度和差频器的精确度，这两方面的技术均已经相对成熟，现实工程中比较容易实现，而且成本可以低廉。所以连续波（FMCW）雷达测距在工程实践中得到了广泛的应用。
b）微波雷达测距的原理
雷达测距传感器是依据调频连续波原理（FMCW Frequency Modulated Continuous Wave）为基础的雷达物位计，它区别于脉冲式雷达，并因其探测近距离优越的性能而广泛应用于汽车防撞及工业物位领域。物位测量精度不受介质介电常数、浓度（密度）、压力和温度的影响物位测量精度不受雾，泡沫、粉尘、蒸汽以及容器形状影响。
雷达使用线性调频高频信号，发射频率随一定时间间隔的线性（频率），频率范围为 10.5G , 波长约为3cm。由于发射频率是随着信号调制的时间变化的，接收混频后输出与反射物体距离成比例的低频回波信号。频率是由当前发射频率与接收的反射频率的混频获取的。跟据不同的分辩率调制不同的FM信号：
1、雷达信号经天线发射，遇到被测界面反射，经过时间t 后，被天线及接收器接收。
2、当前发射波与被测界面反射波的差值被Hz为单位进行精确计算，频率的差值是与天线到被测界面的距离成正比的，距离越大差值越大，反之亦然。
3、数字信号处理过程中，时间信号通过“快速FFT变换”转换成频谱，形成距离计算的基础，进而通过计算出物位距离/高度。
2.3 超声波测距方法及原理
a）超声波测距的方法
超声波是一种频率在20KHz以上的机械波，在空气中的传播速度约为340m/s(20°C 时)。超声波可由超声波传感器产生，常用的超声波传感器两大类：一类是采用电气方式产生超声波，一类是用机械方式产生超声波，目前较为常用的是压电式超声波传感器。可运用
电子学方面的知识设计电气电路及软件代码设计实现。
b）超声波测距的原理
超声波是指频率高于20KHz的机械波。为了以超声波作为检测手段，必须产生超生波和接收超声波。完成这种功能的装置就是超声波传感器，习惯上称为超声波换能器或超声波探头。超声波传感器有发送器和接收器，但一个超声波传感器也可具有发送和接收声波的双重作用。超声波传感器是利用压电效应的原理将电能和超声波相互转化，即在发射超声波的时候，将电能转换，发射超声波；而在收到回波的时候，则将超声振动转换成电信号。
超声波测距的原理一般采用渡越时间法TOF（timeofflight）。首先测出超声波从发射到遇到障碍物返回所经历的时间，再乘以超声波的速度就得到二倍的声源与障碍物之间的距离。
测量距离的方法有很多种，短距离的可以用尺，远距离的有激光测距等，超声波测距适用于高精度的中长距离测量。因为超声波在标准空气中的传播速度为331.45米/秒，由单片机负责计时，单片机使用12.0M晶振，所以此系统的测量精度理论上可以达到毫米级。2.4红外线测距方法及原理
a）红外线测距的方法
红外光测距的方法很多, 目前应用较多的主要有PSD测距法、超声时间法、带运动机构的双象比较法和反射能量法。
PSD测距法利用三角测距原理,用一种称之为位置敏感器件(Position Sensitive Device)的PSD元件来获得二路输出信号, 根据这二路信号来获得物体的距离量值。
超声时间法测量一束超声波从发射到反射回仪器的时间来判断被测距离。
带运动机构的双象比较法则比较复杂, 系统中有二套光路对被测物体成像，其中一套光路是经过可运动的反光镜获得的,接收系统及时比较二套光路来的图像, 当二者一致时, 就可根据可运动反光镜的位置来获得物体的距离信息。
反射能量法中仪器发射一束光(通常是近红外光) 照射到被测物体表面,仪器同时接收被测物体的反射光能量, 根据接收到的反射光能量来判断被测物体的距离。我们在红外测距系统就是采用反射能量法。
b）红外线测距的原理
红外传感器的测距基本原理为红外发射电路的红外发光管发出红外光，经障碍物反射后，由红外接收电路的光敏接收管接收前方物体反射光，据此判断前方是否有障碍物。根据
发射光的强弱可以判断物体的距离，由于接收管接收的光强随是随反射物体的距离变化而变化的，因而，距离近则反射光强，距离远则反射光弱。
因为红外线在穿越其它物质时折射率很小，所以长距离的测距仪都会考虑红外线，而红外线的传播是需要时间的。当红外线从测距仪发出碰到反射物被反射回来被测距仪接受到，再根据红外线从发出到被接受到的时间及红外线的传播速度就可以算出距离。
三、目前距离测量的现状
3.1 激光测距的现状
激光测距的测程长，精度可达mm级；能量消耗大；用于大地测量和部分工程测量。激光在检测领域中的应用十分广泛，技术含量十分丰富，对社会生产和生活的影响也十分明显。激光测距是激光最早的应用之一。这是由于激光具有方向性强、亮度高、单色性好等许多优点。这是一个科技飞速发展的时代，人们的生活也越来越依赖科技成果。就拿激光测距仪来说，以前人们测量距离都用皮尺、掉线、丈量等这些方法，现在只需在这个小小的激光测距仪上按个按钮就能完成了。而且激光测距仪要比那些传统的测量方式精确率高、体积小。重量轻，携带起来也很方便。
由于用途广泛激光测距仪的发展势不可挡，现在市场上的激光测距仪有：脉冲式激光测距仪和相位激光测距仪。虽然都是用来测量距离的但是他们却各有长处，其中脉冲式激光测距仪的测量范围广精度差，而相位式的激光测距仪测量范围小但精度高可达到好毫米级。这其中脉冲激光测距的应用领域也是越来越宽广，比如，地形测量、战术前沿测距、导弹运行轨道跟踪以及人造卫星、地球到月亮距离的测量等。脉冲激光测距法是利用激光脉冲持续时间非常短，能量相对集中，瞬时功率很大的特点，在有合作目标的情况下，脉冲激光测距可以达到极远的测程；如果只是利用被测目标对脉冲激光的漫反射所取得的微弱反射信号，也是可以测距的。
激光测距虽然原理简单、结构简单，但以前主要用于军事和科学研究方面，在工业自动化方面却很少见。因为激光测距传感器售价太高，一般在几千美元。实际上，所有工业用户都在寻找一种能在较远距离实现精密距离检测的传感器。因为许多情况下近距离安装传感器会受物理位置及生产环境的限制，如今的激光测距传感器将为这类场合的工程师排忧解难。
3.2 微波雷达测距的现状
微波雷达测速传感器（测程0.1-300m)微波腔体振荡器频率为10.525G可用于非接触测量车辆车速、车长等、及汽车雷达避撞、人体移动、空中飞鸟智能化控制、医疗、生命
特怔探测自动门控制器长检测距离灯光控制开关、粮食水分仪传感器、混凝土湿度测量传感器、治安探测器（用于探测生物特性）物体车辆的移动速度角度70度，腔体内包含混频管震荡管及收发谐振天线。
3.3 超声波测距的现状
现代科技的迅速发展对检测技术提出了更高的要求，各种计量检测技术都向非接触、高灵敏度、智能化、微型化方向发展。由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求。不仅在工业中，在日常生活中超声测距也有着广泛的应用。
超声波测距器，还可以应用于汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控，也可用于如液位、井深、管道长度的测量等场合。要求测量范围在0.10-5.00m，测量精度1cm，测量时与被测物体无直接接触，能够清晰稳定地显示测量结果。由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求，因此在移动机器人的研制上也得到了广泛的应用。
3.4 红外线测距的现状
目前，使用较多的一种传感器是红外光电开关，它的发射频率一般为38 kHz左右，探测距离一般比较短，通常被用作近距离障碍目标的识别。
红外线光电开关是一种新型的非接触式开关,不受其他光源的干扰和使用环境的限制,具有工作可靠、抗干扰能力强、响应速度快、寿命长等优点，而且红外线虽是不可见光，但它的直线传播、反射、折射等物理属性均与可见光相似，在光的传播中可以使用聚焦透镜、折射棱镜等光学器件。光线不可见意味着有一定的隐蔽性，所以这种开关在工农业生产和安全警卫工作中，有着广泛的应用前景。
四、测量原理和方法对比
4.1激光传感器测量原理和方法比较：
相位测距原理与脉冲测距的区别：1、调制方式不同，脉冲测距调制激光器产生巨脉冲，
相位测距调制激光器产生强度成余弦变化的连续波；2、信号处理方式不同，脉冲测距用开
关电路高频脉冲计数，测量内外光路产生的两个脉冲之间相距的时间，相位测距比较主振信
号与返回信号之间相位差，来计算光线从测距仪到被测点传播往返的时间。
虽然脉冲式激光测距和相位激光测距都是用来测量距离的但是他们却各有长处，其中脉
冲式激光测距仪的测量范围广精度差，而相位式的激光测距仪测量范围小但精度高可达到好
毫米级。这其中脉冲激光测距的应用领域也是越来越宽广，比如，地形测量、战术前沿测距、
导弹运行轨道跟踪以及人造卫星、地球到月亮距离的测量等。脉冲激光测距法是利用激光脉
冲持续时间非常短，能量相对集中，瞬时功率很大的特点，在有合作目标的情况下，脉冲激光测距可以达到极远的测程；如果只是利用被测目标对脉冲激光的漫反射所取得的微弱反射信号，也是可以测距的。
4.2微波雷达传感器测量原理和方法比较
脉冲型雷达测距及其依赖于时间的精确测量，才能保证其测量精度，但是电磁波以光速传播，一般所测量的距离不是很远，导致发射和接收的时间差很短，这就对即时系统提出了极高的要求，如果要达到实用目的时间的测量系统的精度要达到皮秒级，现实中较难达到，而且即使达到其成本也想对较高。
连续波雷达测距的关键在于调频波的线性度和差频器的精确度，这两方面的技术均已经相对成熟，现实工程中比较容易实现，而且成本可以低廉。所以连续波（FMCW）雷达测距在工程实践中得到了广泛的应用。
4.3 超声波传感器测量原理和方法比较
超声波技术在测量领域具有相对的优势。由于超声有很好的指向性，超声在某种媒质中的传播速度较为恒定，因此，超声最常用的功能是距离测量及定位。由于超声测距的是一种非接触的测量方式，和红外、激光及无线电测距相比，超声测距有结构简单、成本较低、不易受光线、烟雾、电磁影响等优点，而且红外线、光电技术和激光技术的传播速度，快而超声传播速度仅为光波的百万分之一，所以超声波技术更适合直接测量较近距离的物体。4.4 红外传感器测量原理和方法比较：
激光测距是靠激光束照射在物体上反射回来的激光束探测物体的距离。由于受恶劣的天气、污染等因素影响，使反射的激光束在一定功率上探测距离比可能探测的最大距离减少一半左右，损失很大，影响探测的精确度；微波雷达测距技术为军事和某些工业开发采用的装备和振荡器等电路部分价格昂贵，现在几乎还没有开拓民用市场；超声波测距在国内外已有人做过研究，由于采用特殊专用元件使其价格高，难以推广；红外线作为一种特殊的光波，具有光波的基本物理传输特性—反射、折射、散射等，且由于其技术难度相对不太大，构成的测距系统成本低廉，性能优良，便于民用推广。
红外线测距传感器有它的几个特点，远距离测量，在无反光板和反射率低的情况下能测量较远的距离；有同步输入端，可多个传感器同步测量；测量范围广，响应时间短；外形设计紧凑，易于安装，便于操作；所以它的应用价值比较高。另外红外测距的应用越来越普遍。在很多领域都可以用到红外测距仪。红外测距一般具有精确度和分辨率高、抗干扰能力
强、体积小、重量轻等优点，因而应用领域广、行业需求众多，市场需求空间大。当前红外测距仪的发展趋势是向测量更安全、测量精度高、系统能耗小、体积小型化方向发展。五、结论
激光传感器能实现无接触远距离测量，速度快，精度高，量程大，抗光、电干扰能力强等。激光传感器测程长，精度可达mm级，能量消耗大，用于大地测量和部分工程测量。利用激光的高方向性、高单色性和高亮度等特点可实现无接触远距离测量。激光传感器常用于长度、距离、振动、速度、方位等物理量的测量，还可用于探伤和大气污染物的监测等。但激光传感器制作难度较大，成本较高，且光学系统需要保持干净，否则会影响测量。
微波雷达传感器测距测程长（>60km），精度可达cm级，用于大地测量。由于技术难度大,成本高,一般仅用于军事工业。
红外光传感器测距一般具有精确度和分辨率高、抗干扰能力强、体积小、重量轻等优点。精度从mm级到亚mm级；结构简单，体积小，耗电省，是目前应用最广泛的测距传感器。但其测量距离近，方向性差。
由于超声波的速度相对于光速要小的多，其传播时间就比较容易检测，并且易于定向发射，方向性好，强度好控制，因而人类采用仿真技能利用超声波测距。超声波测距是一种利用声波特性、电子计数、光电开关相结合来实现非接触式距离测量的方法。它在很多距离探测应用中有很重要的用途，包括非损害测量、过程检侧、机器人检测和定位、以及流体液面高度测量等。
超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求。不仅在工业中，在日常生活中超声测距也有着广泛的应用。但超声波的精度较低，且成本较高。
在前面的介绍中，我们已经看到并且明白各种传感器各有各自的优缺点，我们在实际的生产生活中需要灵活运用各类传感器，以求达到更好的效果！
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摄影测量学的发展状况Last revision on 21 December 2020
摄影测量学的发展状况 胡鹏 中国石油大学（华东）青岛校区，266555 摘要本文主要介绍了摄影测量学的概念及发展状况。随着信息时代的发展，3S技术的逐渐成熟，数字地球的逐步发展，以及先进的仪器设备制造产业的发展，摄影测量的应用领域也越来越宽.定位技术，空三，DOM制作，影像匹配，自动变换匹配是摄影测量学的核心，围绕着这些方法技术，摄影测量学的发展更加完善。 关键词摄影；测量；数字地球；定位技术；空三；DOM制作；影像匹配；自动变换匹配 The State of The Photographic Surveying Hu Peng China University of Petroleum（Qingdao Campus）26555 Abstract This passage is mainly about the concept and development of Photographic Surveying。With the development of information era，the maturity of 3S Technology, the development of the Digital Earth, and the development of the instrument equipment manufacturing industry, the application fields of the Photographic Surveying has become wider and wider. Positioning technology, aerial triangulation, DOM producing, image matching, automation matching are the core of the Photographic Surveying, around with these methods and technology, the development of Photographic Surveying will become more and more complete. Key words :Photography, Surveying, Digital Earth, Positioning technology, aerial triangulation, DOM producing, image matching, automation matching. 0 引言 随着计算机技术以及数字图像处理、模式识别、计算机视觉和人工智能等相关技术的不断发展,摄影测量与计算机学科相互渗透交叉,摄影测量在经历模拟摄影测量、解析摄影测量两个发展阶段后,现已进入数字摄影测量阶段,这对整个摄影测量的教学、科研、生产都产生了极其深远的影响。从测绘学科而言,传统的摄影测量已发展为新兴的信息产业;从摄影测量学科而言,经典的摄影测量已发展为摄影测量与计算机视觉。数字摄影测量所使用的设备最终将是计算机加上相应的标准外设,它的产品形式是全数字化的数字产品。随着传感器技术和自动化技术的发展,当代数字摄影测量不仅依然是遥感空间信息获取的重要分支学科,而且其研究及应用范围变得非常广泛。 现代测绘技术, 已向集成化、实时化、动态化、数字化、自动化、智能化方向发展。经典的大地测量平面定位手段逐步被全球卫星定位系统技术所取代;传统的地图测制手段正向数字化测图技术过渡;传统的模拟测绘产品逐步向数字化地理信息产品转变;传统的测绘“老三仪”,即经纬仪、水准仪、平板仪开始向以为代表的现代测绘技术手段转化, 传统的测绘产业逐步向现代地理信息产业或现代测绘产业转变。尤其3S集成, 满足实时、准时要求的空间信息处理技术的应用, 将大大加快空间信息获取、处理与更新的速度, 为国民经济建设和社会发展以及管理决策提供更广泛、更有效的服务
现代道路交通测试技术 试题A----答案 一. 解：由题意频谱函数：x （ω）= dt e t x j ? +-∞ ∞ -t )(ω = dt e j ?+--2 /2 /t ττ ω =2/2/12t/ττω ω-+--j e j = () 2 /2/1ωτωτω j j e e j -- = ω 2 sin 2 ωτ =τ /2 /2sin ωτωτ ∴频谱函数虚部为0，故相频谱为0； X(0)=τωτωττ ωωω==→→2 /2 /sin lim )(lim 0 x 当ω= τ π n （n=1,2,3……）时 X （ω）=0 故幅频谱图如下： 二．解：因为信号是周期信号，可以用一个共同周期内的平均值代替整个历程的平均值 故：dt t y t x T R T T xy ? +=∞→0)()(1lim )(ττ = 1 T dt t y t x T ? -+++0 00])(sin[)sin(φθτωθω =)cos(2 1 00φωτ-y x
三．1．试述瞬态瑞雷面波无损检测基本原理及其相应的测试技术要求。 参考答案： ①基本原理：对于均匀的弹性半空间分层介质，其结构表面受到瞬态冲击作用时，将产生瞬态振动。振动组份中包括纵波、横波和瑞雷波。在一次冲击产生的波能中，瑞雷波占67%，即从一个振源向一个半无限介质表面辐射的总能量的三分之二形成瑞雷型表面波。而纵波和横波只占有少量能量；并且在表面，随着波传播距离的增大其衰减比瑞雷面波大得多。确切地说，纵波和横波引起的位移振幅沿表面随着距离的平方衰减，而瑞雷面波是随着距离的平方根而衰减，因此，在地基表面的瞬态振动中，瑞雷面波的衰减比纵波和横波衰减慢得多，瞬态表面波主要是由瑞雷波组成。我们通过一系列的关系可以得出，利用瞬态瑞雷面波的传播速度和频率可以确定不同介质的穿透深度。 ②技术要求：检测系统设计是否合理、仪表选型与安装是否符合要求，是保证质量检测精度和可靠性的关键，对其各组成部分有相应的技术要求。 1）．激振部分——力锤的选择 它是整套测量系统的前哨，对路面冲击信号的产生和冲击响应信号的正确检取，是系统准确测试的基本保证。预先应根据检测深度做一些力锤冲击试验，以选择合理的力锤重量或合适材料的锤头。使瞬态冲击施加于路面表面后，能产生一组具有不同频率的瑞雷面波在介质中传播。 2）．垂向检波器的选型 垂向检波器选用压电式加速度传感器。 对于层状路面结构来说，一般选择小冲击源作为振源，使其产生具有丰富频率的瑞雷面波沿地表一定深度向四周传播。对于高频短波长的波来说，选择加速度传感器，因为它具有频率范围宽，对冲击振动的频响特性好等特点。如检测像硅酸盐、水泥混凝土和沥青混凝土路面的刚性层状体系时需要选择加速度传感器。 速度、位移传感器一般不用作冲击测量。另外，正确选定压电式加速度传感器的型号也是十分重要的（必须考虑它的频率范围、动态范围、灵敏度等主要特征参数是否符合测试精度要求）。 3）．安装位置的确定 测试前，应对现场路面进行调查，确定检测点，并合理布置。一般两个垂向检 波器之间的距离应视测试的路面深度而定，通常应使两个间距大于路面深度的一半以上，并且取振源到最近的传感器的距离等于两传感器之间的距离。 4）．连接导线选择 仪器之间的连接导线应尽量短，且记不应将各种导线混合使用，尽量选择相同线种，且忌抖动，以免引起现场测量不稳定。 四． 参考答案：令SAM(t)=Х(t)﹡cos ω0t,则SAM(t)的傅立叶变换为 SAM(ω)= ? ∞ ∞ - Х(t)﹡cos ω0t*e t j ωdt=1/2[X(ω+ω0)+X(ω-ω0)]
现代建筑工程测量技术的应用 发表时间：2018-05-30T16:24:06.857Z 来源：《基层建设》2018年第9期作者：宋志杰 [导读] 摘要：随着我国经济的不断发展，人们对于建筑工程的要求也不断提高。 湛江市规划勘测设计院广东湛江 524000 摘要：随着我国经济的不断发展，人们对于建筑工程的要求也不断提高。在现代建筑工程中，测量技术也越来越得到了人们的重视。测量技术作为建筑工程最初的起点，测量的精度直接影响到了建筑工程从规划到施工的方方面面。可以说，如果在建筑工程的建设过程中，测量工作没有做到位，那么我们的建筑工程的质量就很难得到保障。在现代建筑工程当中，测量技术也渐渐地得到了技术升级。目前我国的建筑工程主要应用数字化测量、GPS技术、GIS技术、摄影测量技术等，大大的提高了测量的精度，为建筑工程的进一步施工打下了坚实的基础。 关键词：建筑工程；测量技术；应用 前言 测量工程是一切建筑工程的起点，它的质量好坏直接关系到建筑工程的设计和施工情况。现代测量技术已经较为发达，广泛的采用了数字化的信息采集和处理方式，结合3S技术和摄影测量技术，能够很大程度上的保证测量的准确性并且进一步的提高处理测量数据的效率。这些都为我们进行建筑工程的设计和施工做好了准备，有利于建筑工程顺利竣工。在现代建筑工程当中，测量技术一定会向着更加数字化、智能化、精确化的方向发展，为我们提供更多的便利。 1.现代建筑工程主要应用的测量技术 1.1数字化测量技术 在现代的建筑工程大环境下，人们对于建筑物高度和稳定性的要求越来越高。但是，我们却很少有与之对应的平坦土地以供施工。很多情况下，我们的建筑都必须在一些地形较为复杂的条件下进行设计和施工。因此，测量技术的作用就不容忽视了。通过对于测量技术的应用，我们可以对施工场地的各种信息进行采集，然后将它们进行整理，从而总结出一套可行的施工方案。目前，现代建筑工程在进行测量过程中大量的应用了数字化的测量技术。数字化和信息化是二十一世纪的两大特色，在建筑工程的测量工作上也不是例外。数字化的测量技术可以使我们在面对一些人力难以解决的问题时绰绰有余。比如说，当我们的施工环境不能达到我们的要求时，我们可以将有关施工环境的信息输入到只能智能系统当中，从而分析出那个部分需要我们的改进，进而进行有目的的调整，以满足我们的建筑需求。并且，运用数字化的测量技术，我们还可以第一时间掌握我们建筑工程的种种参数，以便于我们及时了解建筑工程的具体情况。当出现问题时，工作人员就可以及时的做出反应，针对问题部位进行调整。 1.2GPS和GIS技术、 GPS和GIS技术一直使人们比较认可的两种高新技术。GPS技术可以通过外型，实现准确的定位。这对我们的测量工作有着极大的帮助。如果我们对于所有的实验数据都要手动测量，那么不仅会浪费大量的人力物力财力，还有可能会遇到一些难以解决的技术性问题，从而耽误了整个测量任务的进行。GIS技术主要是对我们测量到的信息进行初步的技工和分析，具有独特的便利性。在我国的一些特殊工程，比如水利工程和城市规划过程中有着极为广泛的应用。通过对GIS 技术的使用，可以显著的见地测量工作的难度，并且大大的加强测量数据的精确度和可靠性，为我们进行下一步的工作打下坚实的基础。不仅如此，GPS技术和GIS技术都不是独立的，这两样技术都可以在很多方面上实现共通。GIS技术可以使用GPS技术所采集的数据，而GPS技术又可以根据GIS系统运行的结果将测量数据进行优化，使之更加可靠。在这个过程中，我们都离不开数字化的工作，这就又涉及到了我们前文中曾经提到过的数字化技术。数字化技术的植入，可以领GPS和GIS之间的数据传递更加的便捷，并且这些数据还将会得到进一步的保存和分析，这样我们就可以保证最后测量结果的准确，并且在日后的工程建设过程中，这些数据也会起到一定的辅助作用。 1.3摄影测量技术 摄影测量技术也是我们在进行测量操作时经常会用到的一种现代技术。这种技术的原理相比于前面讨论的那些更加容易。在一些人难以接近的区域，为了确保建筑的施工不会受到其影响，人们往往会现进行摄影操作。之后，我们可以对采集到的图像进行分析，从而得到一个准确的结果。这种技术的应用也不是独立的，也需要数字化技术的配合才能够完成。除此之外，进行摄影测量技术也可以为后期的建筑施工提供大量的基础数据，使得我们再次进行此类建筑的施工时能够有一定的参考。 2.现代建筑工程测量技术发展方向 2.1数字化发展 毫无疑问，数字化技术已经从很多方面为我们带来了巨大的好处。在现代建筑工程的测量过程当中，数字化就似乎更是立下了汗马功劳。因此，我们可以大胆地预测，在未来较长的一段时间当中，现代建筑工程测量技术将会朝着数字化方向发展。或许，未来的测绘工作将会全面的由人工智能承担，所有的数据和测量过程将不会直接出现在人们眼前，智能化的系统在进行测量之后，会根据我们的需求为我们提供一个合适的方案，而我们只需要设计一下人工智能们工作的程序即可。当然，这只是一种假设。为来的建筑工程测量究竟是个什么样子只有到了那时候我们才能够看清，在这之前，我们能够做的就是的大力的发展数字化技术，争取将这项技术完全地应用到我们的测量工作当中。这样做会极大的提升我们工作的效率，并获得高质量的测量结果，为我们进行下一步的工作做好准备。 2.2智能化发展 智能化也是我们测量工程可能会发展的一个方向。智能化与数字化其实并没有什么多大的区别，只是智能化更加的符合人们的具体需要，更容易满足我们的需求。目前来看，在现代建筑工程测量工作的进行过程中，我们已经采用了大量的智能化技术。系统现在已经能根据我们的需要着重的对某一区域的测量数据进行甄别了。当发现有一些误差偏大的测量数据时，系统会做出及时的提示，从而督促工作人员对于该部分数据进行进一步的核实，以确保测量工作的可靠性。在不久的将来，智能化的测量可能会大大的减少人们的工作负担。人们或许只需要做极少量的编程工作就可以做好建筑工程的测量了。如果这真的能够实现，那么我们的测量工作的工作效率一定会得到质的飞跃，测量的结果也会变得更加可靠。也因此，建筑工程的设计与施工也会受益很大，人类将进入一个建筑升级的新纪元。 2.3精确化发展 测量工作作为一项技术工作，它的精确性一直是极为重要的。然而，从目前来看，测量工作在有些时候也会不可避免的出现一定的失
西华大学实验报告 西华大学实验报告（理工类） 开课学院及实验室：电气与电子信息学院 实验室6A217 实验时间 ：2016年 5 月20日 学 生 姓 名 学 号 成 绩 学生所在学院 年级/专业/班 课 程 名 称 现代测试技术及应用 课 程 代 码 6002699 实验项目名称 数字存储示波器原理和应用 项 目 代 码 2（必做） 指 导 教 师 王维博 项 目 学 分 一、实验目的： 1、了解示波测量的基本原理。 2、熟悉虚拟数字存储示波器的操作，对几种电压波形进行参数测量并观察波形的显示。 二、实验原理： 数字示波器原理：数字存储示波器是用 A/D 变换器把模拟信号转换成数字信号，然后把数据存储在半导体存储器 RAM 中。当有需要时，将 RAM 中存储的内容调出，通过 LCD 用点阵或连线的方式再现波形，其原理框图可以参考图2－1。在这种示波器中信号处理和信号显示功能是分开的，它的性能主要取决于进行信号处理的AD 、RAM 和微处理器的性能。由于采用 RAM 存储器，可以快写数慢读数，使得即使在观察缓慢信号时也不会有闪烁现象。 图2－1 虚拟数字存储示波器 虚拟示波器将计算机和测量系统融合于一体，用计算机软件代替传统仪器的某些硬件的功能，用计算机的显示器代替传统仪器物理面板。通过相关的软件可以设计出的操作方便、形象逼真的仪器面板，不仅可以实现传统示波器的功能，而且具有存储、再现、分析、处理波形等特点，还可以进行各种信号的处理、加工和分析，完成各种规模的测量任务。而且仪器的体积小、耗电少，方便携带，可以在不同的计算机上使用。 因此，在SJ-8002B 中，也引用了虚拟数字存储示波器的原理来实现数据的采集。其中的信号调理、AD 转换、存储数据的SRAM 以及控制逻辑都在是实验平台中，计算机主要起到了数据的处理和显示的作用。 SJ-8002B 电子测量实验箱示波器硬件结构 （1）测试范围及采集参数调整范围 测试电压幅度范围：－20V ～＋20V （峰峰值） 测量频率范围：1Hz ～1MHz 第 组
习题一 1.1 解释名词：①测量；②电子测量。 答：测量是为确定被测对象的量值而进行的实验过程。在这个过程中，人们借助专门的设备，把被测量与标准的同类单位量进行比较，从而确定被测量与单位量之间的数值关系，最后用数值和单位共同表示测量结果。从广义上说，凡是利用电子技术进行的测量都可以说是电子测量；从狭义上说，电子测量是指在电子学中测量有关电的量值的测量。 1.2 叙述直接测量、间接测量、组合测量的特点，并各举一两个测量实例。 答：直接测量：它是指直接从测量仪表的读数获取被测量量值的方法。如：用电压表测量电阻两端的电压，用电流表测量电阻中的电流。 间接测量：利用直接测量的量与被测量之间的函数关系，间接得到被测量量值的测量方法。如：用伏安法测量电阻消耗的直流功率P，可以通过直接测量电压U，电流I，而后根据函数关系P＝UI，经过计算，间接获得电阻消耗的功耗P；用伏安法测量电阻。 组合测量：当某项测量结果需用多个参数表达时，可通过改变测试条件进行多次测量，根据测量量与参数间的函数关系列出方程组并求解，进而得到未知量，这种测量方法称为组合测量。例如，电阻器电阻温度系数的测量。 1.3 解释偏差式、零位式和微差式测量法的含义，并列举测量实例。 答：偏差式测量法：在测量过程中，用仪器仪表指针的位移(偏差)表示被测量大小的测量方法，称为偏差式测量法。例如使用万用表测量电压、电流等。 零位式测量法：测量时用被测量与标准量相比较，用零示器指示被测量与标准量相等(平衡)，从而获得被测量从而获得被测量。如利用惠斯登电桥测量电阻。 微差式测量法：通过测量待测量与基准量之差来得到待测量量值。如用微差法测量直流稳压源的稳定度。 1.4 叙述电子测量的主要内容。 答：电子测量内容包括：（1）电能量的测量如：电压，电流电功率等；（2）电信号的特性的测量如：信号的波形和失真度，频率，相位，调制度等；（3）元件和电路参数的测量如：电阻，电容，电感，阻抗，品质因数，电子器件的参数等：（4）电子电路性能的测量如：放大倍数，衰减量，灵敏度，噪声指数，幅频特性，相频特性曲线等。 1.5 列举电子测量的主要特点.。 答：（1）测量频率范围宽；（2）测试动态范围广；（3）测量的准确度高；（4）测量速度
浅谈测量技术的发展历史和现状 摘要：测量技术的发展也同其他技术一样，由原始的、落后的方式，经漫长的人类社会发展历程，一步步的发展起来。生产力的发展促进了测量科学的发展，同时测量技术的应用又为生产力的发展创造了条件，最终服务于科学研究、国防建设和国民经济建设。 关键词：测量技术；发展历史；现状；高新技术 1 引言 科学的产生和发展是由生产力决定的。测量科学也不例外，它是人类长期以来在生产、生活方面与自然斗争的结晶。测量技术的发展也经历了一个长期的、艰难的历程，且至今仍处在不断发展之中。本文主要对这一历程进行了总结概述。 2 测量技术的发展历史 2.1 地图测绘方面 目前见于记载最早的古地图是西周初年的洛邑城址附近的地形图。战国时管仲著有《管子》一书，书中第十卷专门论述了地图的重要用途和内容。但遗憾的是，秦代以前的古地图都已失传。长沙马王堆三号墓出土的公元前168年陪葬的古长沙国驻军图和地形图是现在能见到的最早的古地图。图上有军事要素、道路、河流、山脉和居民地等。西晋时裴秀编制了《方丈图》和《禹贡地域图》，并创立了《制图六体》的地图编制理论。此后，历代都编制过各种地图，如明代郑和下西洋绘制的《郑和航海图》；清代康熙年间绘制的《皇舆全览图》；1934年，上海申报馆出版的《中华民国新地图》等。在我国历史上，能绘制出如此水平的地图，与测量技术的发展是密切相关的。 我国古代测量长度的工具有记里鼓车、步车、测绳和丈杆等。测量高程的工具仪器有水平(相当于现在的水准仪)和矩。测量方向的仪器有指南针和望筒。测量技术的发展离不开数理知识的支撑。公元前问世的《九章算术》和《周髀算经》都记载有利用相似三角原理进行测量的知识。之后，三国时期刘徽所著的《海岛算经》，介绍了利用丈杆进行两次、三次甚至多次测量的方法求解河宽、山高的实例，极大地推动了我国测量技术的发展。 2.2 研究地球大小和形状方面 早在公元前就已经有人提出通过丈量子午线上的弧长来推断地球大小和形状的方法。唐代在僧一行的主持下，实际测量了北极的高度及从河南白马，经扶沟、浚仪到上菜的距离，算得子午线上一度的弧长为132.3km，为正确认识地球做出了巨大贡献。17世纪末，惠更斯和牛顿从力学的观点出发，提出了地球是两极略扁的“地扁说”，从此与地缘说展开了一场大论战。直到1739年经过弧长
关于建筑工程测量技术应用的分析秦川 发表时间：2018-03-05T11:10:10.193Z 来源：《基层建设》2017年第33期作者：秦川 [导读] 摘要：近年来，建筑行业在发展途中开始出现了各种问题，比较突出的问题主要表现在住房方面，此外还有建筑复杂性使得其对测量技术有了更高的要求。 四川永盛测绘服务有限公司四川省绵阳市 621000 摘要：近年来，建筑行业在发展途中开始出现了各种问题，比较突出的问题主要表现在住房方面，此外还有建筑复杂性使得其对测量技术有了更高的要求。这也就使得施工单位不得不增强对测量技术的重视程度，要加强测量技术的研究创新，并将其运用到建筑工程当中。通过更高水平的测量技术，使建筑工程质量得以有效保障，已经成为当前该领域研究的重点课题。 关键词：建筑工程；工程测量；测量技术应用 1建筑工程测量技术在实际应用中存在的问题 1.1施工测量单位质量控制不严格 目前建筑工程中的施工测量已经不能适应建筑行业的发展需求，大多数建筑企业对施工测量不重视，轻视施工测量工作，影响到建筑工程的顺利进行。具体表现如下：很多企业为了获取最大的经济效益不愿意花大量资金引入先进的测量技术，对测量工作的重要性认识不到位，导致对施工工程的质量控制不严格，再加上相关部分的负责人没有明确自身职责，在实际的工程质量监控和验收中都只重视施工质量，忽视了工程测量环节的质量控制。 1.2测量人员素质不高 建筑工程实际测量中离不开测量人员，测量人员水平高低直接影响建筑工程质量，目前很多建筑工程中的测量人员素质不高直接影响工程的测量准确性，很多测量人员不具备专业知识，导致测量人员不能胜任工程测量工作，测量人员没有持证上岗等制约了测量作业的顺利进行，测量人员专业技能的水平相对较差。并且缺乏责任意识不能尽快掌握先进的测量技术，造成工程统计数据产生偏差，相关的测量人员重视自身的利益，忽视建筑工程的利益，建筑工程没有意识到测量工作的重要性，没有采用相应的方式对测量人员进行培训。从而降低测量工作的质量，致使测量人员的整体素质都不高。 1.3先进技术培训形式化 建筑企业引进先进的测量技术和配置，对测量人员缺乏先进技术的培训，导致很多测量人员不能及时掌握先进技术，给建筑工程带来严重的损失，测量人员对先进的技术设备不了解，发挥不了先进设备的优势和特点，很容易导致原料和工期的严重浪费，出现工程返工率高的情况，由于没有对测量人员系统的培训，它们缺少理论知识对原材料的合格情况不能严格的把控，致使先进的仪器和设备形同虚设，严重影响施工的进度和工程的质量。 2 建筑工程中测量技术的应用 2.1地形图测量 对于大多数情况而言，主要是将地形图测量应用到某个工程的规划设计以及完工后的测量之中。这两种用途并没有本质性的区别，都是通过科学的方法分析以及处理数据，然后以地形图的展示方法，绘制出相应的数字线规划图，然后从实际出发，结合观测地点实际状况，制作出数字高程模型。在一些规模较大，面积宽广的检测地点，主要通过遥感摄影检测出来的数据，绘制得出数字正影像图。除此之外，在建筑工程中利用范围较为广阔的测量方式还有，利用全站仪进行测量，主要包括电子化的平板系统以及人工记录数据。前者可以高效、便捷的实现数据记录、整理、以及分析的全过程的一体化，后者则需要更多的人力与物力支持，但对现场技术水平的要求较低。就我国目前这方面的发展情况来说，已经取得了一定的成果，但仍然于发达国家有较大差距，这需要科学家及其研究团队的不懈努力。 2.2数字化测绘工具的应用 受建筑工程项目的性质以及用途所限，所以施工人员必须将测量数据的准确性摆在首位。既然要求最大程度上提高测量的精确度，这就意味着我们不能选用比例尺较大的地图，而地面数字测图技术就很好的弥补了这一缺憾。在进行测绘的过程中，使用地面数字测图技术可以将相关事物的测量误差控制在五毫米之内，最大程度上实现了测量的精准化。当工作人员通过数字化技术处理原始图表的时候，可以使用一些较为便捷的工具，例如计算机，扫面设备以及绘图设备等，以此来提高数据处理的效率。我国当前主要通过矢量化的扫描录入设备以及手扶式跟踪的数字化录入设备来实现数字化的录入效果。前者效能较高，工作中具有节省时间的优点，其劣势在于数据的处理缺乏精确度，有时难以反映原始图片的内容。后者虽然工作效率较低，可操作性较差，但是数据的处理较为精确。以上说明我国在数字化录入设备的发展中，还存在很多问题亟待解决。 2.3摄影测量技术 这也是采集信息的方式之一，其工作原理在于通过以摄影的方式收集各种数据、图像信息。伴随着网络化、信息化潮流的不断发展，我们的数据处理技术也得到了长足的进步，这也为摄影测量技术提供了用武之地。在建筑工程进行测量的时候通过图像得拍摄，并对所得内容加以整理分析，借助于计算机进行科学的综合分析，将实外的测量工作转移至室内，极大的方便了相关工作人员得测量分析数据的过程。在此基础上，可以不断提升测绘工程的效率以及所得数据的准确性。特别是在人口较为密集，商业较为发达的地区，更是大大的方便了有关工程的测绘工作。既能最大程度上节省一定的人力物力以及财力，同时也可以提高测绘的效率，促进工程的尽快完工。 3针对建筑工程测量技术问题的相应措施 3.1加大工程测量的监理力度 工程测量监理是建筑工程的重要组成部分，它对工程的建设起到数据参考和指导的作用，任何工程都必须要做好工程的测量工作，确保建筑测量的质量，它在建筑工程规划设计、施工质量控制和工程验收中不可缺少的环节。因此建筑工程要加大工程测量的监理力度，随着建筑行业的快速发展，对建筑基础施工的测量技术和测量精度提出了更高的要求，如果测量中出现偏差，就会造成实际施工中的方案出现偏差，从而影响建筑工程的质量和工程进步，严重的情况会出现地基偏斜变形等。因此做好测量工作是非常重要的，测量工作在建筑工程中起到关键性作用，测量的精准度会影响到工程的质量和安全性，相关的测量人员要提高自身的专业技术水平，建筑企业要对测量人员进行考核，考核合格在允许上岗使测量人员更好的胜任测量工作，质量是施工企业生存和发展的根本保证，施工的质量和测量工作在整个
上海第二工业大学 现代测量技术 学号084812099 姓名钱杰 班级08机自A2 院系机械制造及自动化 2011 年11 月 5 日
目录 前言 一、激光传感器简单介绍及其优点 (3) 二、激光测距传感器 (5) 1.激光测距的原理 (5) 2.激光测距传感器的优势: (5) 3.测距传感器的工作原理 (6) 三、激光测长传感器 (6) 四、激光精密测量的现状与未来发展 (6) 五、参考文献 (7)
激光测量 摘要:激光传感器已经广泛应用于国防、生产、医学和非电测量等各方面，激光传感器正以自己独特的优势焕发勃勃生机,本文简单介绍了激光测距传感器工作的原理和用。 关键词：激光测距、望远镜、激光测距原理与应用、应用实例 Laser measurement Abstract: laser sensor has been widely used in national defense, manufacturing, medica l and non electric measurement etc, laser sensor with its own unique advantages of vi gour and vitality, this paper briefly introduces laser ranging sensor working principle a nd use. Key words: laser rangefinder、telescope、laser ranging principle and application、examples 一、激光传感器简单介绍及其优点 激光传感器是利用激光技术进行测量的传感器。它由激光器、激光检测器和测量电路组成。激光传感器是新型测量仪表，它的优点是能实现无接触远距离测量，速度快，精度高，量程大，抗光、电干扰能力强等。 激光具有4个重要特性： （1）高方向性（即高定向性，光速发散角小），激光束在几公里外的扩展范围不过几厘米； （2）高单色性，激光的频率宽度比普通光小10倍以上； （3）高亮度，利用激光束会聚最高可产生达几百万度的温度。 （4）高相干性，两束光交迭时，产生明暗相间懂得条纹（单色光）或彩色条纹（自然光）的现象称为光的干涉。只有频率和振动方向相同，周相相等或周相差恒定的两束光才具有相干性。
一、摄影测量的发展历史： 摄影测量学发展至今，经历了模拟摄影测量、解析摄影测量和数字摄影测量三个发展阶段 摄影测量学三个发展阶段的特点： 我国摄影测量的发展历史 中国的摄影测量历史最早可追溯到1902年，当年的北洋大学曾用进口的摄影经纬仪做过建筑摄影测量试验。 中国的航空摄影测量始于1931年，浙江省水利局航测队与德国测量公司合作进行首次航空摄影，摄取了钱塘江支流浦阳江一段河道的航片，随后，国民党政府成立航测队。主要测制了中国局部地区1:1万和1:2.5万军事要塞图，以及湘黔、成渝一带l:5万地形图。 1949年中华人民共和国成立以后，航空摄影得到飞速发展。国家测绘局、林业、农业、地质、铁道、石油、水利等部门都积极开展了航空摄影。1980年前，中国利用航空摄影测量主要制作1:25000-1:100000各种比例尺地形图，采用的是分工法和全能法测图。 1980年后，利用解析和数字摄影测量方法，全国范围主要制作1:50000地形图，各省市主要制作1:10000和1:5000地形图，城市则是制作1:1000和1:2000地形图，构成各类GIS的地形数据库。 21世纪初，数码摄影仪面世之后，城市大比例尺航测制作正射影像图得到了迅速发展，现在已经发展到制作三维城市电子地图。目前，中国已经构建了1:1000000、1:250000和1:50000全国空间数据库，包括的数据产品有DOM、DEM、DLG和DRG四类，还有地名数据库和土地利用数据库等，各省市已经或正在建立1:10000全省空间数据库。许多大中城市已建立了1:500-1：2000空间数据库。这些都成为构建“数字中国”、“数字省区”和“数字城市”的重要基础。 2006年国家测绘局启动了西部测图计划，使用了一批新设备、新技术、新航空航天遥感影像，将改写中国西部200多万平方公里无1：50000地形图的历史。
第四章 距离测量和直线定向 ? 学习目标：学习光电测距、尺子量距和光学测距三种距离测量原理与方法，在掌握现代光电 测距技术原理与方法基础上，掌握钢尺量距、光学视距基本方法。 第一节 光学测距原理与方法 ? 一、概述 ? 1.基本原理：根据几何光学原理，应用三角定理进行测距的技术。 ? 余切定理可知A 、B 二点的距离D 为 ? 2.光学测距方式：光学测距的方式依角度和尺长的测量方法不同而异。 ? 二、视距法测量距离 ? 视距法测距是利用测量仪器望远镜十字丝的上、下丝获得尺子刻划读数M 、N ，从而实现距离 测量技术。 3.平视距测量方法： ? 1)经纬仪望远镜视准轴处于水平状态瞄准直立的尺子(如木制标尺)； ? 2)利用望远镜读取上、下丝所截的尺面上刻划值M 、N(l 上、l 下)； ? 3)按计算距离D 。 ? l=N-M= l 下-l 上 ? D=100?l 2 2γctg l D =
4.斜视距测量平距计算公式 ?A点安置经纬仪，B立尺； ?测竖直角为 ， ?读数为M、N(l上、l下)， ?计算： ?D AB=100(l上-l下)×cos2α 第二节距离丈量 ?一、概述 ?传统上所谓的尺子量距方法。 ?钢尺量距基本工作：定线、丈量、计算。 ?钢尺量距方法： ?一般量距方法、精密量距方法。 二、钢尺一般丈量法 ? 1.准备工作： ?1)主要工具：钢尺、垂球、测钎、标杆等。钢尺完好，刻划清楚。 ?2)工作人员组成：主要工作人员是拉尺、读数、记录共2--3人。 ?3)场地：比较平坦，已定线，并插有测钎。 ? 2.丈量工作： ?1)往测：从A丈量至B，逐段丈量整尺段n，尺段长为l o；最后丈量零尺段长q。长度为D往；?2)返测：从B丈量至A，返测全长长度为D返。 ? 3.计算与检核： ?1)计算 D往=n l o往+q往 ? D返=n l o返+q返
建筑工程测量技术的应用 现代建筑行业的逐步规范提高了对工程测量、设计、施工企业的要求。作为建筑工程规划设计、施工与经营管理工作的基础,其测量工作的科学开展是保障工程规划设计、施工与管理的重要工作。下面是搜集的相关内容的论文，欢迎大家阅读参考。 经济全球化，使得各行各业都受到不同程度的影响，其中建筑行业更是展开了一系列改革创新的措施。而工程测量作为现代城市规划建设中最基本的质量保障技术，更是发挥着不可低估的作用，需要引起高度重视。本文就在这种情况下，简要分析了此项技术，并结合其在建筑工程领域的应用做了深入探讨，提出了具体对策，以供参考。 建筑工程;测量技术;应用对策 近年来，建筑行业在发展途中开始出现了各种问题，比较突出的问题主要表现在住房方面，此外还有建筑复杂性使得其对测量技术有了更高的要求。这也就使得施工单位不得不增强对测量技术的重视程度，要加强测量技术的研究创新，并将其其实运用到建筑工程当中。通过更高水平的测量技术，使建筑工程质量得以有效保障，已经成为当前该领域研究的重点课题。
为了进一步提升测量整体水平，熟练掌握工程测量技术基础与任务也就显得有其必要性。从某种程度而言，后者可以说是前者得以提升的基础。所以，施工单位需要明确各个环节的测量任务。然后再根据各个施工阶段具体测量任务进行合理应用。勘测设计、施工、运营管理属于测量的三个阶段。每个阶段的测量任务都存在一定差别的。首先就勘测设计阶段的测量任务而言，其需要对各类型比例尺地形图进行测绘，除此之外，还要测量现场的水文地质等。这样才能科学的为工程初步设计提供更全面的基础性资料。在建筑工程施工阶段，需要严格认真的进行测量控制，以此可以让施工质量得到一定的保障。而在运营阶段，测量任务主要是测量建筑工程后期的安全使用性与建筑物变形之类的。各个阶段会采用符合具体实情的测量技术，这样做的目的在于达到测量质量控制目标，因此也就要求基于实际测量任务，在此基础上合理采用测量技术。 (一)根据测量内容特定采用相应技术 目前，基本上在国内的建筑施工期间，测量技术无论是选型还是应用都受到其自身特点的影响，这也就使得施工单位对技术自身特点的重视度不断提升。随着城市建筑水平的提升，高层建筑在各大城市中也已经成为标志性建筑风格，而高层建筑结构的推广与普及，也使得其对测量工作的精准度有了更高的要求，在这样的情况下，测量技术也就伴随着建筑行业的发展进步而不断提升。为了确
现代测量技术在工程中运用情况 摘要：我国从20世纪80年代以来，一直都在不断引进各种先进的测绘技术，测绘技术逐渐成了工程测量中的重点。本文介绍数字测绘与城市或工业信息系统技术的应用与发展；城市地下管线探测技术发展与应用；变形监测技术应用与发展；卫星定位技术在工程测量中的应用与发展；工业测量技术的兴起、发展与应用；精密与大型工程测量现状与发展。 关键字：现代工程测量；控制测量；地形测量；施工测量；竣工测量 一、引言 工程测量是一门应用学科，传统的工程测量包括控制测量、地形测量、施工测量、竣工测量和变形监测五大部分。随着测绘技术的高速发展，工程测量技术形成了两个发展趋势：一是在上述五个部分不断出现新仪器、新方法和新手段；二是工程测量的应用领域不断扩展，出现了工业测量和地下管线探测等新的领域，还将测量新技术应用到了建筑测绘中。下面分六个方面介绍工程测量技术近几年的应用现状和发展趋势。 二、数字测绘与城市或工业信息系统技术的应用与发展 我国数字测绘技术从20世纪90年代初开始，经过十几年的发展已日渐成熟，形成了自己的方法和开发出多个具有自主版权的国产软件。现在的数字测绘正在从2维向3维发展，形成3维测绘技术。城市地理信息系统已经得到了足够的重视，工业企业地理信息系统也正在兴起。 现在数字化测绘技术已经普及，大比例尺地形图、地籍图、房产图、竣工图、地下管网图、导航电子地图等基本上都已经实现了数字化测绘，白纸测图方法已经淘汰。主要数字化测图系统有全站仪＋PDA＋地形图绘图软件，全站仪＋便携机（PDA掌上电脑）＋带有地物编码的地形图绘图软件，GPS RTK + PDA ＋地形图绘图软件，摄影测量进行大比例尺测图，数字摄影技术＋GPS＋便携机（PDA 掌上电脑）＋导航图测绘软件。
第一章思考与练习 1．简述电子测量的意义和主要特点。 答：电子测量的意义：测量是人类认识事物和揭示客观世界规律不可缺少的重要手段。通过测量使人们对事物有定量的概念并用数字表述，从而发现事物的规律性。电子测量系统的出现对整个电子技术领域及其他技术领域均产生了巨大的影响，对现代科学技术的发展起着巨大的推动作用。 电子测量的主要特点：1．测量频率范围宽；2．测量量程宽；3．测量准确度高；4．测量速度快；5．可以实现遥测并实现测试过程的自动化；6．易于实现测量过程自动化和测量仪器智能化；7．测量误差较难处理。 2．电子测量包括哪些内容？ 答：电参量的测量： 1）电能量的测量：即测量电流、电压、电功率等。 2）元件和电路参数的测量：如电阻、电感、电容、电子器件、集成电路的测量和电路频率响应、通频带、衰减、增益、品质因数的测量等。 3）信号特性的测量：如信号的波形、频率、相位、信号频谱、信噪比等的测量。 非电参量的测量：如压力、温度、气体浓度等。 3．简述测量误差的分类。 答：按误差的性质和特点，将测量误差分为系统误差、随机误差和粗大误差三类。 4．说明系统误差与随机误差的特点及减小系统误差和随机误差的主要方法。 答：系统误差具有如下特点： （1）系统误差是一个恒定不变的值或是一个确定的函数值。 （2）多次重复测量，系统误差不能减小或消除。 （3）系统误差具有可控制性或修正性。 减小系统误差的方法：（1）消除系统误差产生的根源。（2）采用典型测量技术消除系统误差。 随机误差具有如下特点： （1）在多次测量中，误差绝对值得波动有一定的界限，即具有界限性。 （2）当测量次数足够多时，正负误差出现的机会几乎相同，即具有对称性。 （3）随机误差的算术平均值趋于零，即具有抵偿性。 减小随机误差的方法：可通过多次测量取平均值或者采用其他数理统计的办法处理。 5．若测量10V电压，现有两只直流电压表，一只量程为150V，0.5级；另一只15V，2.5级。问选用哪一只电压表测量更合适，为什么？
肯定能测。原理与望远镜测量距离相同，只是测量距离精度远低于经纬仪。 用望远镜测量距离的方法是： 拿起望远镜，先调整一下目镜的间隔和焦距，便能清晰地看到：在右镜筒的玻璃片上，刻有十字分划。从十字交点起，左右的叫方向分划，上下的叫高低分划。 测量方向角时用方向分划，测量垂直角时就用高低分划。测量时，要持平望远镜，用任一方向分划(或高低分划)对准目标的一端，读出到目标另一端间的密位数，即为该目标的方向角(或高低角)。 测出方向角(或高低角)后再根据已知目标的宽度(或高度)，按下面的密位公式就可以计算出距离。 距离=目标宽度(或高度)×1000/密位数 水准仪刻度标示可能也是密位值，具体请参照水准仪说明。能否回复一下水准仪刻度相当于整个圆周是多少？是密位吗？谢谢！ 视距测量是利用经纬仪、水准仪的望远镜内十字丝分划板的上的视距丝在视距尺（水准尺）上读数，根据光学和几何学原理，同时测定仪器到地面点的水平距离和高差的一种方法。这种方法具有操作简便、速度快、不受地面起伏变化的影响的邮点，被广泛应用于碎部测量中。但其测距精度低，约为：1/200-1/300。 一、视距测量原理 1．视线水平时的距离与高差公式 欲测定A、B两点间的水平距离D及高差h，可在A点安置经纬仪，B点立视距尺，设望远镜视线水平，瞄准B点视距尺，此时视线与视距尺垂直。求得上，下视距丝读数之差"l"。上，下丝读数之差称为视距间隔或尺间隔。S=100l 2．视线倾斜时的距离与高差公式 在地面起伏较大的地区进行视距测量的，必须使视线倾斜才能读取视距间隔。由于视线不垂直于视距尺，故不能直接应用上述公式。要用S=Kl（cosa）^2 K:视距乘常数；a：视线竖直角 有必要说明下哟 斜距S=K×L×cos(a) 水平距离D=K×L×cos(a)×cos(a) 注明下：K是仪器（经纬仪、水准仪）生产时就把它生产定为100的值，L实为上丝与下丝的差距（上丝-下丝），a为垂直角，水平时为0度 对于你的问题是：水平距离=100×（上丝-下丝）×cos(2°)×cos(2°) 而你只读了上丝、中丝，没有下丝，这里可以建议你近似取（上丝-下丝=2×(上丝-中丝)）
数字摄影测量发展现状和趋势 【摘要】当代信息技术的发展，促使摄影测量不可避免的进入了“全数字摄影测量”阶段，本文介绍分析了数字摄影测量技术的发展状况和应用，并研究了数字摄影测量和遥感测量相结合的发展趋势。 【关键词】数字摄影测量发展和应用遥感测量发展趋势 1 数字摄影测量技术的发展状况 摄影测量的发展主要经过了三个阶段.即模拟摄影测量阶段、解析摄影测量阶段和数字摄影测量阶段。目前数字摄影测量已经开始在实际中大量应用，但全数字摄影测量作为更先进于数字摄影测量的一种技术，已经开始进行了大量的研究和初步应用。 数字摄影测量技术是以数字影像为基础，利用计算机和专业的摄影测量软件分析和量测来采集被测物体的三维空间信息，已经成为国际上比较流行的地球空间数据获取的重要技术手段。其数据采集测量仪器主要包括纠正仪、正射投影仪、立体坐标仪、转点仪等，另外还有各种类型的解析测量仪器。尤其是计算机技术的快速发展，不但可以替代进行测绘中的识别被测物体和识别测试点，而且已经完全可以替代人工来进行大量的计算，其计算结果的可靠性是人工计算多无法比拟的，从而为摄影测量实现了真正的自动化发展。 数字摄影测量的数据获取主要是通过数字摄像机，但是数字摄影测量工作站虽全面替代了传统的解析测图仪，但摄像结果仍然是以胶片为主的，另外对胶片的后期处理并没有出现新的突破，这种测绘方式只能称为数字摄影测量。目前，数字摄影测量技术已经将全数字测量技术作为研究的重点。数字摄影测量所获得的大量数据处理是通过数字摄影测量软件来完成的，不但可以节省人力，还具有速度快和精度高等特点。 2 数字摄影测量技术的应用 （1）首先获取数字摄影对象及其相关的数据参数，主要包括地面控制点坐标和相机参数。获得的参数一般是数字摄影参数，如果是航片，需要先转换成影像文件，进而导入影像文件参数软件。（2）将获得的模型初始化并设置各种相关的各种参数，所获得的的每个模型即为一个航空对象。（3）模型定向分析：①首先内定向，其目的是为了确定扫描坐标系和所获得相片坐标系之间的数量和参数关系以及数字影像可能存在的变形。数字影像的变形主要是在影像数字化的过程中产生的，主要的类型是仿射变形。②然后是相对定向，其目的是为了恢复构成立体相片的相对方位，从而建立被测量对象的几何模型。③最后是绝对定向，就是要将模型点在空间辅助坐标系的坐标变换为地面参考坐标系。（4）影像匹配预处理.影像匹配预处理主要用于自动影像匹配前的预处理，主要是针对某些匹配比较困难的地区所作的一些处理。例如：山脊、沟谷，被黑影遮盖地区、大片居