自助下单地址（拼多多砍价，ks/qq/dy赞等业务）：点我进入

全站仪电子测距

01 电子测距基本公​​式

电子测距是利用光电技术，通过测量光波在测量段上来回传播的时间，计算出测量段的距离。 若测得光波在测量截面上来回传播的时间为t，则测量截面的距离为：

S=ct/2 (1.4)

式中，c——光在大气中的传播速度，约为300000km/s。

电子测距的准确性取决于时间测量的准确性。 如果要求距离测量误差为0.015m，则时间测量精度必须达到10-10s。 因此，电子测距的关键是提高时间测量的精度。

根据时间测量的方式，电子测距分为脉冲电子测距和相位电子测距两种。

脉冲式电子测距采用填充脉冲的方法，直接测量光波往返时间。 由于光速太快，脉冲频率在技术上还很难达到10-10s的精度，所以全站仪电子测距没有采用这种方法。

相位式电子测距是通过测量调制信号在测量段上来回传播所产生的相位增量来间接测量时间，从而得到测量段的距离。 相位测距精度高，全站仪电子测距采用相位测距。

02 相距测量原理

相位式电子测距除了依靠光波外，还依靠测距信号。 该测距信号由本地振荡器生成并加载到光波上以形成调制光波。 测距信号的加载调制过程类似于无线电广播中音频信号的加载调制过程。

电子测距发射系统在测距时发射调制光波，接收系统接收反射棱镜反射的调制光波。 比较测量其相位增量，从而间接计算出测量段的距离。 相位电子测距框图如图1.8所示。

令测距信号的频率为f，则其角频率为：

ω=2πf (1.5)

调制信号部分的往返相位增量：

φ=ωt=2πft (1.6)

所以有：

t=φ/2​​πf (1.7)

调制信号在测量段来回的波形如图 1.9 所示。

调制信号的相位增量φ包括N个全周期相位和少于一个全周期相位的△φ，即：

φ=2πN+△φ (1.8)

将式(1.8)代入式(1.7)：

t=2πN+△φ/2πf (1.9)

将式(1.9)代入式(1.4)：

s=c/2f(N+△φ/2π)(1.10)

设λ表示调制信号的波长，设△N=△φ/2π，则：

s=λ/2(N+△N)(1.11)

这是相位式电子测距的基本公式，相当于用半波长尺测距。 一共加了 N 个整尺和小于一整尺的小数部分。 距离值就是由此计算出来的，所以Half wavelength也叫光尺。

03 测距及测距精度

事实上，鉴相器只能测量△φ，不能测量2πN，这就需要设置的光学尺长于被测距离。 当光学尺长于被测距离时全站仪仪器高除了测高程使还哪使，N等于0，被测距离为△N与波长的一半的乘积。

另外，鉴相器的精度一般在1/1000左右。 如果光尺设置的很长，测距误差也会增大。 例如3000m的光学尺，测距误差为3m。 为了保证一定的量程和一定的测距精度，全站仪一般设置多根不同长度的光学尺。 最长的尺子决定了仪器的量程，最短的尺子决定了仪器的精度。 仪器无法测量比最长的卷尺更长的距离。

例如，用10km光学尺测量距离，测量△N=0.247； 用100m光学尺测量距离，测量△N=0.691； 用1m光学尺测量距离，测得△N=0.083。 那么这一段的距离值为2469.083m，误差只有1-2mm。

04 无棱镜测距

无棱镜距离测量也称为非合作目标距离测量。 测距时无需放置目标反射棱镜。 仪器可直接对准被测物体，即可测出仪器到被测物体的距离。 强度，尤其是在目标位置难以到达或有危险时，无棱镜测距更具有优越性，因受到用户的广泛欢迎而成为当今全站仪发展的重要方向。 大多数新生产的全站仪都具有无棱镜测距功能。

没有经过棱镜反射的回波信号全站仪仪器高除了测高程使还哪使，仪器的接收系统只能接收到漫反射，而漫反射的信号强度远弱于棱镜反射信号。 在这种情况下，要实现距离测量，就必须提高发射功率以增加漫反射信号的强度，同时必须提高仪器的接收灵敏度，使其能够识别微弱的漫反射信号。 这种无棱镜测距的方法不仅增加了电子测距系统的复杂性和仪器的供电负担，而且无棱镜测距的时间很短。

广泛使用的无棱镜测距方法是激光测距。 本仪器有两种载流源，一种是红外光，一种是激光。 红外光用于棱镜测距，激光用于无棱镜测距。 两种测距方式可通过键盘操作切换。 由于激光的发散角小，平行度好，在传播过程中衰减小，从而大大增加了无棱镜的测距范围。 同时采用一定的技术措施，提高了无棱镜测距的精度。 但同样的仪器，不带棱镜的测距精度还是低于带棱镜的测距精度。