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光电测距仪知识介绍一、光电测距仪精度1、测距仪精度表达式：M D=±（A+B·D）A--固定误差mm，B--比例误差系数mm/km，D—被测距离km；每公里的比例误差为U mm，则M0=±（A mm+U mm·D）2、测距仪的测距误差分为两部分：固定误差：与距离无关的误差，有测相误差、加常树误差、对中误差。
比例误差：与距离成比例的误差，有光速误差、大气折射率误差、频率误差。
周期误差有特殊性，与距离有关当不成比例。
3、测距仪的三轴有：仪器的发射光轴、仪器的接收光轴（二者统称测距光轴）和望远镜视准轴。
有的仪器三轴平行，有的三轴同轴。
4、测距的精度评定：测距仪有标称精度和测距精度之区别。
标称精度：指一批仪器出厂时的合格精度，仪器的标称精度比较宽。
M D=±（A+B·D）测距精度：指一台仪器经过检测之后而得到的实际精度，可表明每台仪器在测距中的精度潜力大小。
M D=±√（M2d+M2a+M2b）M d–观测中误差，M a–加常数的检测中误差，M b—乘常数的检测中误差，二、光电测距仪测量方法1、斜距测量：置仪于BM1点上，瞄准BM2点，观测一个往测回（照准一次读数若干次为一个测回，每一个测回中的若干次读数互差≯6mm时，取平均值作为此往测的平均斜距），然后置仪于BM2点上，瞄准BM1点，观测一个返测回。
每测站观测前必须精确量出仪高i和棱镜高v。
2、竖直角（天顶距）测量：BM1和BM2两点往返分别测竖直角两个测回，要求半测回间较差≯12″。
测回间较差≯8″时，取两测回的平均值作为往返测的竖直角。
往测高差：∆H往=L往平均值·sinα往平均值+i往－v往返测高差：∆H返=L返平均值·sinα返平均值+i返－v返精度计算：f h= ∆H往－∆H返<F h=±30√L精度合格后取往返二者的平均值，正负号取往测的符号。
边长改化
（1）加常数及乘常数改正
S1=S+(a+bS/1000)/1000
式中：S为观测的斜距值，m；b为测距仪的乘常数，ppm；a为测距仪的加常数，mm；S1为S经改正后的斜距值，m。
（2）气象改正
S2=S1+S1（3－2）
式中：K1、K2为测距仪的气象改正系数，可以从仪器说明书的气象改正公式中得到；P为气压，单位：mmHg；T为温度，单位：℃。
S1意义见公式（3－1）；S2为S1经气象改正后的斜距值，单位：米。
（3）倾斜改正
f=S
2(1-K)ρ/(2R) D=S
2
sin(Z-f)
式中：Z为天顶距；K为大气折光系数；ρ＝206265；R为地球曲率半径，m；f为天顶距改正数，s；D为倾斜改正后的水平距离，单位：m。
（4）归算改正
（3－5）
式中：为测区平均高程，单位：米；H0为投影面高程，单位：米；为大地水准面差距，单位：米；
D1为平距D0归算至投影面上的长度，单位：米；D0意义见公式（3－4）。
（5）投影改正
(3-6)
式中：为测区平距横坐标，单位：米；Y0为中央子午线横坐标，单位：米；R为地球曲率半径，单位：米；D1意义见公式（3－5），D2为经过归算和投影改正的平距，单位：米。
大地测量试题集（5.1）一、判断正误(正确的在括号内打√，错误的在括号内打×)●我国天文大地网同时存在三种坐标系的坐标值。
（）●精密光学经纬仪必须转动测微轮使度盘对径分划线接合（重合）才能读数。
（）●精密电子经纬仪必须转动测微轮使目标精确照准才能得到正确读数。
（）●精密光学水准仪必须转动测微轮使楔形夹准某一分划线才能读取中丝读数。
（）●带管水准器的精密水准仪必须转动微倾螺旋使水准气泡严格居中才能读数。
（）●使用精密经纬仪或精密水准仪观测时，使用测微轮和微动螺旋最后一个动作应采用“旋进”。
（）●使用精密经纬仪或精密水准仪观测时，使用测微轮和微动螺旋时应始终采用“旋进”。
（）●光栅度盘利用莫尔干涉条纹效应可实现角度测微。
（）●用“六段法”可以测定电磁波测距仪的乘常数。
（）●用“比较法”可以测定电磁波测距仪的加常数和乘常数。
（）●光学测微器行差是指光学测微器转动过程的抖动误差。
（）●波道曲率改正是指测距仪载波非直线传播的改正。
（）●进行精密水准测量时，同一测站上观测时（前后视读数）不得两次调焦。
（）●进行精密水准测量时，由后（前）视读数到前（后）视读数不得重新调整圆水准器气泡居中。
（）●每公里高差中数的全中误差是由往返观测不符值（往返闭合差）和环线闭合差计算的。
（）●测距仪若采用可变频率法测距，测距时△N总是等于零。
（）●测距仪若采用三个以上固定频率法测距，测距时粗测尺的N总是等于零。
（）●气象改正实质是大气折射率对距离的改正。
（）●仪器加常数改正包括测距仪加常数和反光镜加常数的改正。
（）●使用精密水准仪采用光学测微器读数比总是比直接在标尺上估读大5mm。
（）●精密水准标尺基辅分划差为4687mm或4787mm。
（）●精密水准仪用辅分划测得的高差总是比基本分划测得的高差差100mm。
（）二、填空题●在方向观测法中，上、下半测回照准目标的次序应相反，其目的在于消除或减弱误差影响。
●在三轴误差中，和可以在盘左、盘右读数的平均值中得到抵消，但在盘左、盘右观测结果的平均值中不能消除。
测距边长改正计算测距仪测距的过程中，由于受到仪器本身的系统误差以及外界环境影响，会造成测距精度的下降。
为了提高测距的精度，我们需要对测距的结果进行改正，可以分为三种类型的改正：仪器常数的改正、气象改正和倾斜改正。
仪器常数改正仪器常数包括加常数和乘常数。
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。
乘常数改正：光尺长度经一段时间使用后，由于晶体老化，实际频率与设计频率有偏移，使测量成果存在着随距离变化的系统误差，其比例因子称乘常数R。
我们由测距的公式可以看出，如果光尺长度变化，则对距离的影响是成比例的影响。
所以测距仪测出的距离还要乘上一个乘常数R进行改正。
对于加常数和乘常数，我们在测距前先进行检定。
目前的测距仪都具有设置常数的功能，我们将加常数和乘常数预先设置在仪器中，然后在测距的时候仪器会自动改正。
如果没有设置常数，那么可以先测出距离，然后按照下面公式进行改正：气象改正测距仪的测尺长度是在一定的气象条件下推算出来的。
但是仪器在野外测量时的气象条件与标准气象不一致，使测距值产生系统误差。
所以在测距时应该同时测定环境温度和气压。
然后利用厂家提供的气象改正公式计算改正值，或者根据厂家提供的对照表查找对应的改值。
对于有的仪器，可以将气压和温度输入到仪器中，由仪器自动改正。
倾斜改正由于测距仪测得的是斜距，应此将斜距换算成平距时还要进行倾斜改正。
目前的测距仪一般都与经纬仪组合，测距的同时可以测出竖直角α或天顶距z，然后按上面公式计算平距。
测距仪的标称精度测距误差可以分为两类：一类是与待测距离成比例的误差，如乘常数误差，温度和气压等外界环境引起的误差；另一类是与待测距离无关的误差，如加常数误差。
所以一般将测距仪的精度表达为下面两种形式：mD = ± (A+B·10-6 D) 或 mD= ± (A+B·ppm·)式中：A为固定误差，即测一次距离总会存在这么多的误差；B为比例误差系数，表示每测量一公里就会存在这么多误差。
徕卡全站仪距离改正计算精密距离测量中要进行距离改正，一般要进行气象改正、周期改正、加乘常数改正、倾斜改正、投影改正。
其中气象改正，不同的全站仪，其改正公式并不相同，测量气象数据的设备一般是通风干湿温度计和空盒气压计。
一、 加乘常数改正ΔD=K+S ·R ·10-6 式中 : ΔD—加乘常数改正数(mm)K---仪器测距加常数(mm)R---仪器测距乘常数(ppm)S---测量斜距(m)二、 大气改正 ΔD1、相对湿度的计算P —大气压（mb ） t —干温(℃) h—相对湿度(%) 标准气象条件：干温t 0=12℃、气压P 0=1013.25mb 、相对湿度t’0=60%A 、 湿球没有结冰水气压e=P t t t e )001146.01)((000662.0′+′−−′ae 10107.6×=′ α=''3.2375.7t t +×饱和水汽压E=10x x=7857.03.2375.7++×t t 相对湿度h=e/EB 、湿球结冰，不测湿温 水气压e=P t t ×++×+×00294.021981.011177.000068.02 饱和水汽压E=10x x=7857.03.2375.7++×tt 相对湿度h=e/E2、徕卡TPS100/1000/2000/5000系列全站仪测距波波长：λ0=0.85μm基准折射率：n 0=1.0002818ΔD=⎥⎦⎤⎢⎣⎡××+××−×+×−−x t h t P 10110126.4129065.08.2814αα 式中：ΔD—气象改正比例系数（ppm ）P —大气压（mb ）t —干温(℃)h—相对湿度(%)α--大气膨胀系数 α=1/273.16x=7857.03.2375.7++×tt 3、徕卡TPS300/400/700/1100系列全站仪A 、红外测距 测距波波长：λ0=0.78μm基准折射率：n 0=1.00028304 ΔD=⎥⎦⎤⎢⎣⎡××+××−×+×−−x t h t P 10110126.4129195.004.2834αα B 、激光测距 测距波波长：λ0=0.67μm基准折射率：n 0=1.00028592ΔD=⎥⎦⎤⎢⎣⎡××+××−×+×−−x t h t P 10110126.4129492.092.2854αα 式中：ΔD—气象改正比例系数（ppm ）P —大气压（mb ）t —干温(℃)h—相对湿度(%)α--大气膨胀系数 α=1/273.16 x=7857.03.2375.7++×tt 三、 周期改正ΔD=]3602sin['0×+λφD A式中：ΔD—周期改正数(mm)A—振幅（mm ）D’—观测斜距(m)0φ--初相角(°)λ—波长(m)四、 倾斜改正(改平)(1) 高差改平 D=22h S −式中：D—为改正后的平距（m ）S—观测斜距(m)h—高差(m) h=H 测站-H 方向(2) 天顶距改平 D=S )cos(f +•α式中： f –为地球曲率与大气折光对垂直角的修正量，恒为正a — 为垂直角（°）S—为斜距(m)其中f="2)1(ρ•−RS K K—当地大气折光系数 R—地球曲率半径（m ） ρ=206265五、 投影改正ΔD=R H R H hi H D h r i /)2(0−+++×− 式中：D—改平后的平距（m ） H i —测站点高程(m) hi—为仪器高(m) H r —方向点高程(m) R h —方向棱镜高(m) H 0—投影面高程(m) R—地球曲率半径(m)。
PPM包括气象改正、投影改正、和折光改正等下选项。
全站仪或者测距仪说明书中提供的测距精度如(A+Bppm×?D)mm反映的是全站仪或者测距仪的标称测距精度。
其中:
A，代表仪器的固定误差，主要是由仪器加常数的测定误差、对中误差、测相误差造成的，固定误差与测量的距离没有关系。
即不管测量的实际距离多远，全站仪都将存在不大于该值的固定误差。
Bppm×?D公里代表比例误差，其中的B是比例误差系数，它主要由仪器频率误差、大气折射率误差引起。
ppm是百万分之一的意思（parts per million），是针对1km即1000000mm距离的误差单位是mm。
D是全站仪或者测距仪实际测量的距离值，单位是km。
随着实际测量距的变化，仪器的这比例误差部分也就按比例的变化。
例如，当距离为1km的时候，比例误差为Bmm。
对于一台测距精度为(1+2ppm×?D)mm的全站仪或者测距仪，当被测量距离为1公里时，仪器的测距精度为1mm+2ppm×?1(km）=3mm,也就是说，全站仪测距1km，最大测距误差不大于3mm. 特别指出的是，标称测距精度是一种误差极限的概念，也就是说，每台全站仪或者测距仪测距误差不得超过生产厂家提供的标称测距精度。
对于具体某一台仪器来说,通常使用加常数和乘常数。
控制测量一：1. 控制测量学2. 控制测量工程控制测量工程控制测量的基本任务测图控制网施工控制网变形监测控制网工程控制测量与大地控制测量的关系工程控制测量的主要研究内容3.铅垂线4. 大地高系统5. 控制网按照用途分6. 独立网7. 水平控制网布设步骤8. 选点完成后提交的资料9. 精密测角误差的影响因素10. 测角误差的减弱措施11. 方向法和全圆方向法观测水平角的步骤12. ①分组方向观测法②全组合测角方法13. 经纬仪的主要系统误差14. 电子测角的分类15. 传统测距方法16. 仪器加常数改正17. 引起测距误差的误差来源有18. 测距频率改正公式19. 相位测量误差20. 光电测距仪的测程21. 水准仪基本分类22. 精密水准测量误差分类23. 观测程序减弱i角影响24. 精密水准测量观测测站观测程序25. 跨河水准测量26. 相位式测距原理公式27. 高斯投影28. 平面控制网平差计算包括1：控制测量学：研究精确测定和描绘地面控制点空间位置及其变化的学科2：控制测量：获得控制网中控制点平面坐标或高程的测量工作。
工程控制测量：所有为工业和工程建设测量而建立的平面控制测量和高程控制测量的总称。
工程控制测量的基本任务：测图控制网：在设计阶段建立用于测绘大比例尺地形图，用于建筑物的设计和区域规划；施工控制网：在施工阶段建立，作为施工测量和放样的依据；变形监测控制网：在工程竣工后的运营阶段建立，以监视建筑物（构筑物、大型设备）变形为目的，精度要求较高。
工程控制测量与大地控制测量的关系：和大地控制测量的理论、方法和技术密切相关；经常需要联测大地控制网；是大地控制测量学的直接应用者，而不能简单理解为其中的一部分；工程控制测量的精度不一定低于大地控制测量；测量范围小于大地控制测量范围，但绝大多数情况并非平面测量，尤其是大型工程的控制测量。
工程控制测量的主要研究内容：研究建立和维持高科技水平的工程水平控制网和精密高程控制网的原理和方法，满足国民经济建设、国防建设和地学科学研究的需要；研究获得高精度测量成果的精仪器和使用方法；研究控制网测量成果的数学投影和变换及有关问题的测量计算；研究高精度的地面网、空间网及其联合网的数学处理的理论和方法、控制测量数据库的建立、管理及应用3：铅垂线：地球上的质点所受的万有引力与离心力的合力称为重力，重力的方向称为铅垂线方向。
进行平差前要进行五项改正分别是：（1）加常数及乘常数改正（2）气象改正（3）倾斜改正（4）归算改正（5）投影改正全站仪测量时输入了温度气压，测出来的是平距，因此上述（2）、（3）项无需进行，但（1）、（4）、（5）项也必须进行改正后才能进行平差计算。
其计算公式见：边长改化是指将电子全站仪（或测距仪）测得的控制网中各边的斜距值归算到已知的坐标系统中，边长改化步骤是：测距仪加常数和乘常数改正——气象改正——倾斜改正——归算改正（归算至投影面）——投影改正。
（1）加常数及乘常数改正（3-1）式中：S为观测的斜距值，单位：米；K为测距仪的乘常数，单位：毫米/公里；C为测距仪的加常数，单位：米；S1为S经改正后的斜距值，单位：米。
公式中的数字是1000.0。
（2）气象改正（3-2）式中：K1、K2为测距仪的气象改正系数，可以从仪器说明书的气象改正公式中得到；P为气压，单位：mmHg；T为温度，单位：℃。
S1意义见公式（3-1）；S2为S1经气象改正后的斜距值，单位：米。
（3）倾斜改正式中：V为天顶距；KK为大气折光系数；ρ=206265；R为地球曲率半径，单位：米；f为天顶距改正数，单位：秒；S2意义见公式（3-2）；D0为倾斜改正后的水平距离，单位：米。
（4）归算改正（3-5）式中：H-为测区平均高程，单位：米；H0为投影面高程，单位：米；δh为大地水准面差距，单位：米；D1为平距D0归算至投影面上的长度，单位：米；D0意义见公式（3-4）。
（5）投影改正（3-6）式中：Y-为测区平距横坐标，单位：米；Y0为中央子午线横坐标，单位：米；R为地球曲率半径，单位：米；D1意义见公式（3-5），D2为经过归算和投影改正的平距，单位：米。
如果在网平差计算软件中已经考虑了边长的归算改正和投影改正，则控制网的平差输入文件中，边长观测值应使用只经过倾斜改正后的平距D0；反之，控制网的平差输入文件中，边长观测值应使用经过归算改正和投影改正的平距D2。
整个地铁建设过程中，测量起到关键的作用，它相当于人的眼睛指引着开挖方向,测量方法与精度直接关系到隧道最终是否能够按照要求贯通。
地面控制网在整个测量过程起到框架作用，对精度要求高，工作量大，其中精密导线测量（包括近井导线测量）几乎贯穿于整个测量过程。
精密导线网边长应进行气象改正、仪器加（乘）常数改正、平距改正、边长的高程归化和投影改化。
1、气象改正，根据仪器提供的公式进行改正；也可以将气象数据输入全站仪内自动改正。
2、仪器加、乘常数改正值S，应按下式计算：式中：So——改正前的距离C——仪器加常数K——仪器乘常数3、利用垂直角计算水平距离D时应按下式计算：式中：：垂直角观测值；K：大气折光系数；S：经气象改正、加（乘）常数改正后的斜距（m）; R：地球平均曲率半径（m）;f：地球曲率和大气折光对垂直角的修正量（"）；p：弧与度的换算常数，206265（"）4、高程归化。
归化到城市轨道交通线路测区平均高程面上的测距边长度D，应按下式计算：式中：：测距两端点平均高程面上的水平距离（m）；Ra：参考椭球体在测距边方向法截弧的曲率半径（m）； Hp：现有城市坐标系统投影面高程或城市轨道交通工程线路的平均高程（m）；Hm：测距两端点的平均高程（m）；地铁工程精密导线网高程归化的影响非常小，基本可以忽略不计...5、投影改化：测距边在高斯投影面上的长度Dz，按下式计算：式中：Ym：测距边两端点横坐标平均值（m）；Rm：测距边中点的平均曲率半径（m）;：测距边两端点近似横坐标的增量（m）这里要特别说明的是，上式中的Y值的几何意义是：该点到城市坐标系投影子午线的距离（并非是该点的城市坐标的Y值）。
这个距离可以用近似公式计算：Y=（赤道上一个经度所表示的长度）乘以（该点的经度与城市投影带子午线经度的差值）乘以（该点纬度的余弦值）；这样计算有点麻烦,可以通过把该点的城市坐标的Y值减去相应的常数得到。
气象改正
气象改正就是改正测量时温度、气压和湿度等因素对测距边的影响。
如果外业作业时已经对边长进行了气象改正或忽略气象条件对测距边的影响，那么就不用在计算时再进行计算。
边长加乘常数改正
利用测距仪的加乘常数对测边进行改正。
大气折光系数：改正大气折光对三角高程的影响，其计算公式：△H=221S R
K ,其中K 为大气垂直折光系数（一般为0.10～0.14），S 为两点之间的水平距离，R 为地球曲率半径。
此项改正只对三角高程起作用
提高三角高程测量精度的措施是：缩短视线，以减少球气差影响距离远大气变化可能大但一定会散射，高差大则大气密度变化大的光的传播速度就变化幅度大，距离远则在地球表面的弧就大不能看做近似水平面。
对象观测只是减弱了大气垂直折光对竖直角的影响。
但做到真正的对向观测是要对全站仪做适当的细致改动，且要有至少2套全站仪。
