电子测距仪

2020-03-24 09:33 作者:鸿运游戏官网 点击:

 

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  电子测距仪有很多种,如:手持测距仪、激光测距仪、超声波测距仪、红外测距仪,介绍其中的几种; 光学测距仪,英文全名“Optical Range Finder”。可直译为“射程测量仪”它是采用三角函数概念来测算距离的仪器。其概念虽然在18世纪就已经提出,但无奈当时落后的光学镜头加工技术难以实现。

  Electronic distance measuring instrument

  在测距仪出现以前,巨大的10英寸和12英寸火炮想击中10000码以外的目标简直就是天方夜潭。在使用“测距炮”这种笨办法的年代里。火炮仅能击中2000码以内的目标。

  在19世纪中后期激烈的海上竞争中英法德三国率先装备测距仪,其第1次参加实战则是在甲午中日战争中的大东沟海战。日本联合舰队在开战前获得了产自英国的Barr&Stround公司的F.Q.2型双像式光学测距仪,并将其装在第1游击编队先导舰“吉野”号上。但在当时缺乏射控管制与指挥系统的大前提下,这套装备发挥的效果实在微乎其微。

  1912年,也就是在无畏级下水的第5年,在被称为“现代海军炮术之父”帕西。斯科特勋爵士的设计和指导下,英国维克斯公司制造出了单人控制椅。这套系统包括连接了独立的枪炮长专用回旋式测距仪的目镜,水平角度和俯仰的设定机构以及这些数据的传输装置,还有一个手枪形的击发开关。这就是世界上第1台“火控指挥仪”。1912年11月21日超无畏舰“雷鸣”号和“猎户座”号在恶劣的海况下全速平行行驶,在大约8500码的距离上对着彼此拖带的靶标炮击了3分30秒,恶劣的海况使船体难以完成稳定,其间装备了斯科特式指挥仪的“雷鸣”号发射39发13。5英寸炮弹,其中23发对拖靶形成跨射。而“猎户座”号的27发中只有4发被判定为跨射。斯科特系统获得了巨大的成功。

  1913年斯科特对该系统进行了改进,伟大的德雷尔火控台诞生。也在这年皇家海军对自己的主力舰全面换装这套系统,自“无畏”号诞生7年之后真正意义上“无畏舰时代”来临。

  全站型电子速测仪(Electronic Total Station)。是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器,是集水平角、垂直角、距离(斜距、平距)、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。因其一次安置仪器就可完成该测站上全部测量工作,所以称之为全站仪。广泛用于地上大型建筑和地下隧道施工等精密工程测量或变形监测领域。

  简称测距仪。用电磁波(光波或微波)运载测距信号以测量点间距离的仪器。其测距基本原理为测定传输在待测点间的电磁波一次往返所需的时间t,并根据电磁波在大气中的传输速度c,求得距离D=1/2ct。按测定t的方式不同,分为脉冲式测距仪(直接测定t),相位式测距仪和脉冲式测距仪(间接得到t)。脉冲式测距仪测程远,目前精度一般较低。相位式测距仪其测程较短而精度高。电磁波测距仪具有测程远,精度高,受地形影响小,轻便灵活,作业效率高等优点,因而得到了迅速发展,目前已逐步取代钢尺量距成为测距常规仪器。

  全站仪是一种集光、机、电为一体的新型测角仪器,与光学经纬仪比较电子经纬仪将光学度盘换为光电扫描度盘,将人工光学测微读数代之以自动记录和显示读数,使测角操作简单化,且可避免读数误差的产生。电子经纬仪的自动记录、储存、计算功能,以及数据通讯功能,进一步提高了测量作业的自动化程度。

  全站仪与光学经纬仪区别在于度盘读数及显示系统,电子经纬仪的水平度盘和竖直度盘及其读数装置是分别采用两个相同的光栅度盘(或编码盘)和读数传感器进行角度测量的。 根据测角精度可分为0。5″,1″,2″,3″,5″,10″等几个等级,

  全站仪是人们在角度测量自动化的过程中应用而生的,各类电子经纬仪在各种测绘作业中起着巨大的作用。

  全站仪的发展经历了从组合式即光电测距仪与光学经纬仪组合,或光电测距仪与电子经纬仪组合,到整体式即将光电测距仪的光波发射接收系统的光轴和经纬仪的视准轴组合为同轴的整体式全站仪等几个阶段。

  最初速测仪的距离测量是通过光学方法来实现的,我们称这种速测仪为“光学速测仪”。实际上,“光学速测仪”就是指带有视距丝的经纬仪,被测点的平面位置由方向测量及光学视距来确定,而高程则是用三角测量方法来确定的。

  带有“视距丝”的光学速测仪,由于其快速、简易,而在短距离(100米以内)、低精度 (1/200(1/500)的测量中,如碎部点测定中,有其优势,得到了广泛的应用。

  随着电子测距技术的出现,大大地推动了速测仪的发展。用电磁波测距仪代替光学视距经纬仪,使得测程更大、测量时间更短、精度更高。人们将距离由电磁波测距仪测定的速测仪笼统地称之为“电子速测仪”(Electronic Tachymeter)。

  然而,随着电子测角技术的出现。 这一“电子速测仪”的概念又相应地发生了变化,根据测角方法的不同分为半站型电子速测仪和全站型电子速测仪。半站型电子速测仪是指用光学方法测角的电子速测仪,也有称之为“测距经纬仪”。这种速测仪出现较早,并且进行了不断的改进,可将光学角度读数通过键盘输入到测距仪,对斜距进行化算,最后得出平距、高差、方向角和坐标差,这些结果都可自动地传输到外部存储器中。全站型电子速测仪则是由电子测角、电子测距、电子计算和数据存储单元等组成的三维坐标测量系统,测量结果能自动显示,并能与外围设备交换信息的多功能测量仪器。由于全站型电子速测仪较完善地实现了测量和处理过程的电子化和一体化,所以人们也通常称之为全站型电子速测仪或简称全站仪。

  20世纪八十年代末,人们根据电子测角系统和电子测距系统的发展不平衡,将全站仪分成两大类,即积木式和整体式。

  全站仪采用了光电扫描测角系统,其类型主要有:编码盘测角系统、光栅盘测角系统及动态(光栅盘)测角系统等三种。

  全站仪几乎可以用在所有的测量领域。电子全站仪由电源部分、测角系统、测距系统、数据处理部分、通讯接口、及显示屏、键盘等组成。

  同电子经纬仪、光学经纬仪相比,全站仪增加了许多特殊部件,因此而使得全站仪具有比其它测角、测距仪器更多的功能,使用也更方便。这些特殊部件构成了全站仪在结构方面独树一帜的特点。

  全站仪的望远镜实现了视准轴、测距光波的发射、接收光轴同轴化。同轴化的基本原理是:在望远物镜与调焦透镜间设置分光棱镜系统,通过该系统实现望远镜的多功能,即既可瞄准目标,使之成像于十字丝分划板,进行角度测量。同时其测距部分的外光路系统又能使测距部分的光敏二极管发射的调制红外光在经物镜射向反光棱镜后,经同一路径反射回来,再经分光棱镜作用使回光被光电二极管接收;为测距需要在仪器内部另设一内光路系统,通过分光棱镜系统中的光导纤维将由光敏二极管发射的调制红外光传也送给光电二极管接收 ,进行而由内、外光路调制光的相位差间接计算光的传播时。