光电测距原理及使用
1．电测距仪简介 一、概述 电磁波测距:
用电磁波（光波或微波）作为载波传输测距信号以测量两点间距离的一种方法。 电磁波测距仪的优点： 1、测程远、精度高。
2、受地形限制少。
3、作业快、工作强度低。
分类
1．按测距仪所使用的光源分：普通光源、红外光源、激光光源。 2．按传播时间t的测定方法分：脉冲法测距、相位法测距。 3. 按发射目标分：
漫反射目标： 无合作目标 合作目标： 反射镜
有源反射器：同频载波应答机，非同频载波应答机等 2，按测程分
测程：测距仪一次所能测的最远距离
短程光电测距仪：测程小于3公里，用于工程测量。测距中误差一般为: ±（5mm+5ppm）
中程光电测距仪：测程为3～15公里，通常用于一般等级控制测量。测距中误差一般为: ±（5mm+2ppm）
远程光电测距仪：测程大于15公里，通常用于国家三角网及特级导线。测距中误差一般为: ±（5mm+1ppm）
精密测距仪：一般为中短测程，用于精密工程测量和地壳变形观测。测距中误差一般可达: ±（0.2mm+0.2ppm） 3 按测距精度分类
光电测距仪精度，可按1公里测距中误差划分为3级： Ⅰ级： | mD | ≤5mm；
Ⅱ级：5mm< | mD | ≤10mm； Ⅲ级：10mm< | mD | ≤20mm。 注意： mD 为1km的测距中误差。
二、测距原理
光电测距（electro-magnetic distance measuring）
全站仪、棱镜照片
光电测距仪是通过测量光波在待测距离D上往、返传播的时间t2D，计算待测距离D：
式中：c — 光波在空气中的传播速度 。 c=c0 / n
C0 ---真空中的光速：C0=299792458m / s±1.2m / s ; n ---为大气折射率, 它与波长、气温、气压 和湿度有关。
测距方法
光电测距仪按照t2D 测量方式的不同，可分为： 2、相位式
第3/7页
相位式光电测距仪是将发射光强调制成正弦波的形式，通过测量正弦光波在待测距离上往、返传播的.相位移来解算时间。 1）相位法测距的实质：
将往、返程的正弦波以棱镜站为中心对称展开后的图形
总相位移
:
（ N 为相位移的整周期数）
由于
，所以
则：
调制波在待测距离D上往返传播，在 t2D时间内发射波与接收波产生相位移? ；根据相位差间接计算出传播时间 t2D ，从而计算两点间的距离。
式中，
ΔN——为不足一整周期的小数
公式（4-13）可以理解为用一把长度为“u = λ/ 2”的“光测尺”量距，N为整尺段数，ΔN为不足一整尺段的尾数。
由于光传播速度 C 和调制频率 f 是已知的，所以光尺的长度u =λ/ 2 也是已知的，显然只要知道整尺段数 N 及余长比例数ΔN，距离D就可以确定了。 取
，则不同的调制频率?对应的测尺长见下表：
由于 u =/ 2 ,调制频率越大，测尺长度越短。
由于仪器测相系统测相精度一般为1:1000,故测尺越长,测距误差越大.
2）组合测距方法
仪器用于测量相位的装置（称相位计）只能测量出Δ（0-2π的相位变化） , 即测量出尺段尾数 ΔN( ΔN = Δ / 2 ), 而不能测量整周数N.
如：当测尺长度为u＝10m时，要测量距离为835.486m时，测量出的距离只能为5.486m，即此时只能测量小于10m的距离。 这样，距离值将出现无数解，距离无法确定。
为了兼顾测程和精度，仪器中应采用一组测尺配合测距， “粗测尺（长度较大的测尺：如：L 2 = λ2 / 2= 1000m)”， “精测尺（长度较小的测尺：如： L1 = λ1 / 2= 10m）”. 同时测距，然后将粗测结果和精测结果组合得最后结果。 粗测尺保证了测程，精测尺保证了精度。
书香门第
