第五章 测距仪
? 随着光电技术的发展，以电磁波 (光波或
微波 )作为载波传输测距信号测量两点间
距离的光电测距技术已成为距离测量的
主要手段。电磁波测距仪测距具有工作
轻便、测距精度高、测程远、作业效率
高和不受地形影响等优点。
§ 5-1,相位式光电测距仪的基本原理
? 1,电磁波测距的基本原理是通过测定电
磁波在所测直线两端点间往返传播的时
间和电磁波在空气中传播的速度 c,求得
距离 D。 待测距离为 A,B两点间的间距,
将测距仪主机放于端点 A,在端点 B放反
射棱镜,
? 2,A,B等高则 AB间的水平距离 D可表
示为：
?
? 如 A,B点不等高，所测距离为斜距。可通
过垂直角观测，将斜距归算为平距 D并计算
高差 h。
§ 5- 2,测距仪的一般使用方法
? 1、目前正在使用的测距仪有组合式、整体
式两种。组合式是指由经纬仪、测距仪主
机、控制键盘、电源及其它附件组成，主
机架在经纬仪上，测距光轴和望远镜视准
轴应平行。
? 2,距离测量步骤如下：
? 1） 仪器安置：在测站点安置经纬仪, 方法
同角度测量, 但应比测角时仪器安置高度略低 。
? 2） 测前准备：打开电源进行仪器功能及电
源状态测试；设置单位制式, 预置常数, 包括：
仪器加常数, 气象改正数等 。
? 3） 照准反射棱镜, 调节经纬仪的水平和竖
直微动螺旋使回光信号最大 。
? 4）根据测量精度要求测量距离若干测回，
同时观测垂直角，量仪器高，镜高并记录有关
气象数据，备成果整理之用。
§ 5-3 成果整理
? 实测得距离 S, 称为野外距离观测值，一般为倾
斜距离，还必须经过改正，才能得到两点间正确
的水平距离。
? 1,测距仪常数改正
? 测距仪的常数包括加常数 C0和乘常数 R,将测距仪
在若干条标准长度上的检定, 可以获测距仪的乘
常数和加常数 。 距离的乘常数 R改正与所测距离的
长度成正比,加常数改正即为 C0,单位为 mm,常数
改正公式为 Δ DK=C0+RS
? 当测定仪器的加常数和乘常数后，可预置于仪器
中，测距时仪器自动改正 。
? 2.气象改正
? 光速 C受大气折射率 n的影响，由此产
生的距离改正称气象改正。
? 3.水平距离的计算
? 斜距观测值经过乘常数, 加常数改正和
气象改正后, 得到改正后的斜距,根据测
线端点间的高差为 h或实测的垂直角 α,
两点间的平距可由下式计算：
?
§ 5-4 光电测距仪的检定
? 测距仪使用过程中, 电子元器件老化, 各种部件
可能的变位, 仪器技术指标的变化都会影响仪器
的正常使用, 给测距成果带来影响 。 因此必须定
期检定测距仪, 掌握其性能和有关误差的变化情
况, 以减弱或消除仪器误差对观测成果的影响,
应检定的项目有：
? 1,测距仪的外观检视与功能检查
? 2,三轴关系正确性的检验与校正
? 发射光轴, 接收光轴 （ 两轴也称光轴 ） 和经纬仪
的视准轴并称为三轴 （ 在全站型仪器中, 已实现
同轴 ）
?
? 3,内部符合精度的检定
? 多次测量同一距离如观测值之间的符
合程度好, 则仪器的内部符合精度好,
仪器内部电路工作稳定性和测相精度均
符合要求 。
? 4,精测频率的捡定
? 5,周期误差的检定
? 周期误差是以精测尺长为周期按正弦
规律变化的 。
? 6,仪器常数的检定
? 仪器常数有加常数和乘常数两项。
§ 5-5 光电测距的精度分析
? 1,光电测距的误差来源
? 1） 调制频率误差
? 通过测距仪检定, 测定乘常数 R,对距离进
行改正, 可消除或减小仪器的调制频率误差 。
? 2） 气象参数误差
? 在精密测距时, 要注意气温的测定, 其误
差应小于 ± 1° C,气压测定误差应 ≤ 0.3Kpa。
? 3） 仪器和反射镜对中误差
? 对中误差一般应小于 ± 1mm,对精密测距应
采用强制对中设备, 提高对中精度 。
? 4） 测相误差
? 测定相位差影响测距时间的确定, 进而影响距
离的测量 。
? 5) 照准误差
? 克服的办法是测距前检校发射轴与视准轴
的平行性, 并使用电瞄准以提高照准精度 。
? 6) 仪器加常数测定误差
? 由加常数测定不准确引起的误差 。 克服办法是
定期测定加常数, 使距离得到正确加常数改正 。
? 7) 周期误差
? 可通过定期测定仪器的周期误差对所测距进行
改正。
? 2,光电测距的精度
? 在光电测距的误差来源中，一类误差对
测距的影响与距离的长短无关，称为固
定误差用 a表示，另一类误差对测距的影
响与斜距的长度 S成正比，称为比例误差，
比例系数为以 b表示。仪器厂家将上式写
成以下简单的形式,mS=± a+Bs 称为仪
器的标称精度。 mS为距离测量中误差；
a固定误差，单位毫米； b比例误差，以
百万分率表示，单位为 mm/ km。
?第五章结束
? 随着光电技术的发展，以电磁波 (光波或
微波 )作为载波传输测距信号测量两点间
距离的光电测距技术已成为距离测量的
主要手段。电磁波测距仪测距具有工作
轻便、测距精度高、测程远、作业效率
高和不受地形影响等优点。
§ 5-1,相位式光电测距仪的基本原理
? 1,电磁波测距的基本原理是通过测定电
磁波在所测直线两端点间往返传播的时
间和电磁波在空气中传播的速度 c,求得
距离 D。 待测距离为 A,B两点间的间距,
将测距仪主机放于端点 A,在端点 B放反
射棱镜,
? 2,A,B等高则 AB间的水平距离 D可表
示为：
?
? 如 A,B点不等高，所测距离为斜距。可通
过垂直角观测，将斜距归算为平距 D并计算
高差 h。
§ 5- 2,测距仪的一般使用方法
? 1、目前正在使用的测距仪有组合式、整体
式两种。组合式是指由经纬仪、测距仪主
机、控制键盘、电源及其它附件组成，主
机架在经纬仪上，测距光轴和望远镜视准
轴应平行。
? 2,距离测量步骤如下：
? 1） 仪器安置：在测站点安置经纬仪, 方法
同角度测量, 但应比测角时仪器安置高度略低 。
? 2） 测前准备：打开电源进行仪器功能及电
源状态测试；设置单位制式, 预置常数, 包括：
仪器加常数, 气象改正数等 。
? 3） 照准反射棱镜, 调节经纬仪的水平和竖
直微动螺旋使回光信号最大 。
? 4）根据测量精度要求测量距离若干测回，
同时观测垂直角，量仪器高，镜高并记录有关
气象数据，备成果整理之用。
§ 5-3 成果整理
? 实测得距离 S, 称为野外距离观测值，一般为倾
斜距离，还必须经过改正，才能得到两点间正确
的水平距离。
? 1,测距仪常数改正
? 测距仪的常数包括加常数 C0和乘常数 R,将测距仪
在若干条标准长度上的检定, 可以获测距仪的乘
常数和加常数 。 距离的乘常数 R改正与所测距离的
长度成正比,加常数改正即为 C0,单位为 mm,常数
改正公式为 Δ DK=C0+RS
? 当测定仪器的加常数和乘常数后，可预置于仪器
中，测距时仪器自动改正 。
? 2.气象改正
? 光速 C受大气折射率 n的影响，由此产
生的距离改正称气象改正。
? 3.水平距离的计算
? 斜距观测值经过乘常数, 加常数改正和
气象改正后, 得到改正后的斜距,根据测
线端点间的高差为 h或实测的垂直角 α,
两点间的平距可由下式计算：
?
§ 5-4 光电测距仪的检定
? 测距仪使用过程中, 电子元器件老化, 各种部件
可能的变位, 仪器技术指标的变化都会影响仪器
的正常使用, 给测距成果带来影响 。 因此必须定
期检定测距仪, 掌握其性能和有关误差的变化情
况, 以减弱或消除仪器误差对观测成果的影响,
应检定的项目有：
? 1,测距仪的外观检视与功能检查
? 2,三轴关系正确性的检验与校正
? 发射光轴, 接收光轴 （ 两轴也称光轴 ） 和经纬仪
的视准轴并称为三轴 （ 在全站型仪器中, 已实现
同轴 ）
?
? 3,内部符合精度的检定
? 多次测量同一距离如观测值之间的符
合程度好, 则仪器的内部符合精度好,
仪器内部电路工作稳定性和测相精度均
符合要求 。
? 4,精测频率的捡定
? 5,周期误差的检定
? 周期误差是以精测尺长为周期按正弦
规律变化的 。
? 6,仪器常数的检定
? 仪器常数有加常数和乘常数两项。
§ 5-5 光电测距的精度分析
? 1,光电测距的误差来源
? 1） 调制频率误差
? 通过测距仪检定, 测定乘常数 R,对距离进
行改正, 可消除或减小仪器的调制频率误差 。
? 2） 气象参数误差
? 在精密测距时, 要注意气温的测定, 其误
差应小于 ± 1° C,气压测定误差应 ≤ 0.3Kpa。
? 3） 仪器和反射镜对中误差
? 对中误差一般应小于 ± 1mm,对精密测距应
采用强制对中设备, 提高对中精度 。
? 4） 测相误差
? 测定相位差影响测距时间的确定, 进而影响距
离的测量 。
? 5) 照准误差
? 克服的办法是测距前检校发射轴与视准轴
的平行性, 并使用电瞄准以提高照准精度 。
? 6) 仪器加常数测定误差
? 由加常数测定不准确引起的误差 。 克服办法是
定期测定加常数, 使距离得到正确加常数改正 。
? 7) 周期误差
? 可通过定期测定仪器的周期误差对所测距进行
改正。
? 2,光电测距的精度
? 在光电测距的误差来源中，一类误差对
测距的影响与距离的长短无关，称为固
定误差用 a表示，另一类误差对测距的影
响与斜距的长度 S成正比，称为比例误差，
比例系数为以 b表示。仪器厂家将上式写
成以下简单的形式,mS=± a+Bs 称为仪
器的标称精度。 mS为距离测量中误差；
a固定误差，单位毫米； b比例误差，以
百万分率表示，单位为 mm/ km。
?第五章结束
