专题八 光电测距仪（讲义）-河南省职教高考《建筑工程测量》(高教版）专题复习讲练测

专题八 光电测距仪（讲义）-《建筑工程测量》高教版-专题复习讲练测 [考纲要求] 1.熟练掌握REDmini 型红外测距仪的使用。 2.理解红外测距仪的测量原理。 3.了解标准方向线的分类和定义。 4.掌握距离计算中的公式，清楚不同方位角的取值范围。 5.准确阐述光电测距仪相关操作步骤和光电测距的注意事项。 [课时安排] 2课时 [知识梳理] 一、REDmini型红外测距仪 1.测距仪外部部件 测程在5km以下的测距仪称为短程测距仪，一般采用红外光源。如图4-12是REDmini型测距仪的外貌，仪器测程为0.8km，测距中误差为 测距仪的支座下有插孔及制动螺旋，可使测距仪牢固地安装在经纬仪的支架上，可调节微动螺旋 使测距仪。 在竖直面内俯仰转动。测距仪发射接收镜的目镜内有十字丝分划板，用以瞄准反射镜。 图4-13是测距仪的反射棱镜，图中为单块棱镜。当测程较远时，可换上三块棱镜。 2.仪器安置 （1）在测站上安置经纬仪，严格对中、整平后，将测距仪主机安装在经纬仪上，旋紧制动螺旋，插上电源。 （2）在镜站处安置反射棱镜，对中、整平后，概略瞄准测距仪。 （3）按下电源开关“POWER”键，显示窗内显示“88888888”约5s，表示仪器自检正常。 3.测量竖直角和气压、温度 用经纬仪目镜十字丝对准反射镜的觇牌中心，测出竖直角α，记录温度计的温度t和气压表的气压p。 4.距离测量 （1）调整测距仪，即左、右方向调整测距仪支架位置，上、下方向可调整竖直微动螺旋，使十字丝对准棱镜中心。 （2）测距仪瞄准棱镜后，若反射回来的红外光强度足够，则显示窗下方显示“*”，发出持续鸣声。若不显示“*”。或忽隐忽现，表示未收到回光或回光不足，应重新瞄准；测距仪上下、左右微动，使“*”的颜色最浓，上述工作称为电瞄准。 （3）按“MEAS”键，显示窗显示斜距，一般重复测3~5次，若较差不大于5mm，则取平均值作为一测回观测值。 （4）若要多个测回观测，可重复上述（1）、（2）、（3）步操作。在各次测距中，若显示窗中“*”消失，且出现一行虚线，并发出急促鸣声，表示红外光被遮，应消除其原因。 二、距离计算 观测获得的距离仅是倾斜距离的初步值，还需经过气象改正和倾斜改正，才能得到水平距离的最终结果。 1.气象改正 影响光速的大气折射率是光的波长λ、气温t和气压p的函数。光电测距仪的气象改正△D的计算公式为△D =[1.0×(t-20℃)-0.4×(p-760)]·D' 式中 p——测站气压，mm Hg； t——测站温度，℃； D'——斜距平均值，km。 气象改正后斜距D”为 D"= D'+ △D 2.计算水平距离 D =D"cos α 光电测距仪的测量记录及成果计算见表4-4。 三、光电测距的注意事项 1. 气象条件对光电测距影响较大，应选择大气条件比较稳定的时机。 2. 测线应离开地面障碍物1.3m以上，避免通过发热体和较宽水面的上空。 3. 测线应避开强电磁场干扰的地方，不易距变压器、高压线太近。 4. 镜站后面不应有反光镜和强光源等背景的干扰。 5. 严防阳光及其他强光直射接收物镜，避免损坏光电器件，阳光下作业应撑伞以便保护好仪器。 四、标准方向线 要确定一条直线的方向，需要选定一个标准方向。在测量工作中，通常采用的标准方向有真子午线方向、磁子午线方向、坐标纵轴方向。 1.真子午线方向 过地面某点指向地球南北两极的方向，称为该点的真子午线方向。真子午线方向可用天文观测方法测定。由于地面上各点的真子午线方向都向两极收敛而交于两极，所以地面上各点的真子午线方向是互不平行的。 2.磁子午线方向 磁针在某点上自由静止时所指的方向，称为该点的磁子午线方向。由于地球的两磁极与地球的南北极不同，所以地面上任一点的磁子午线方向与真子午线方向是不一致的。 3. 坐标纵轴方向 测量中常以通过测区坐标原点的坐标纵轴(x轴)为标准，过测区内某点与坐标纵轴平行的方向线，就是该点的坐标纵轴方向。地面上各点的坐标纵轴方向是相互平行的。 五、方位角 测量工作中采用方位角表示直线方向。从直线起点的标准方向北端起，顺时针方向量到直线的角度，称为该直线的方位角。坐标方位角角值范围在0°~360°。 1.方位角的分类 根据标准方向的不同，方位角分为真方位角、磁方位角、坐标方位角。以真子午线方向作为标准方向的方位角称为真方位角，用A表示。以磁子午线方向作为标准方向的方位角，称为磁方位角，用Am表示。以坐标纵轴为标准方向的方位角，称为坐标方位角，用α表示。 2.正、反坐标方位角 测量工作中，直线都具有一定的方向，如果以A为起点，B为终点，则αAB为直线AB的正方位角，直线BA的方位角αBA为直线AB的反方位角。如图4-14所示，正、反坐标方位角的关系为： 3. 坐标方位角推算 如图4-15所示，已知直线AB的坐标方位角αAB，和观测角βB，求直线BC的方位角αBC。 由图看出 因 βB位于以编号顺序为前进方向的左侧, 故称为左角。从而总结出根据左角推算方位角的公式为 如图4-16 所示，已知直线 AB的坐标方位角αAB，和观测角βB，求直线BC的方位角αBC。由图看出 因βB位于以编号顺序为前进方向的右侧，故称为右角。从而总结出根据右角推算方位角的规律为 推算方位角时应注意：首先应注意左角、右角不能搞错。再有如果算出的方位角大于 360°，则应减去 360°；如果 α后+180° <β右，则应先加上 360°再减 β右。 六、象限角 由坐标纵线的北端或南端起，沿顺时针或逆时针方向量至直线所夹的锐角，称为该直线的象限角，用R表示，并注出象限名称，其角值范围在0°~90°。如图4-18所示，直线O1、O2、03、O4的象限角分别为北东 RO1、南东 RO2、南西 RO3和北西 RO4。 七、坐标方位角与象限角的关系 由图4-19可看出坐标方位角与象限角的换算关系，换算方法见表4-3。 [真题练讲] 1.（2023年河南省统一考试）某直线的坐标方位角为121°23'36"，则反坐标方位角为（ ）。 A. 238°36'24" B. 301°23'36" C. 58°36'24" D. -58°36'24" 答案：C 解析：正反坐标方位角相差180°，所以反坐标方位角为121°23'36" - 180°，不够减时加上360°，得到301°23'36"- 180° = 58°36'24"。 2.（2021年陕西省统一考试）当已知某直线的坐标方位角为α（第二象限），那么该直线的象限角值为（ ）。 A. R=α B. R=180°-α C. R=α-180° D. R=360°一α 答案：B 解析：第二象限坐标方位角α范围是90°<α<180°，象限角R = 180° - α。 3.（2022年贵州省统一考试）光电测距仪在测量距离时，以下哪个不是影响测量精度的仪器自身因素（ ）。 A. 仪器的老化程度 B. 操作人员的身高 C. 仪器的校准情况 D. 仪器部件的精度 答案：B 解析：操作人员身高与仪器测量精度无关，仪器老化、校准情况、部件精度都会影响测量精度。 4.（2019年河南省统一考试）标准方向线中，受地磁变化影响的是（ ）。 A. 真子午线方向 B. 磁子午线方向 C. 坐标纵轴方向 D. 都不受影响 答案：B 解析：磁子午线方向是磁针指向方向，会受地磁变化影响，真子午线方向与地球北极有关，坐标纵轴方向与坐标系设定有关，都不受地磁变化影响。 5.（2022年河南省统一考试）如果坐标方位角是 225°，它的象限角是（ ）。 A. 45° B. 135° C. 225° D. 315° 答案：A 解析：225° - 180° = 45°，在第三象限，象限角取正值，所以是 45°。 [限时练讲] 1.以下关于 REDmini 型红外测距仪操作键盘的说法正确的是（ ）。 A. 只能开机和关机 B. 可用于设置测量模式和参数 C. 控制仪器的移动 D. 与外界设备通信 答案：B 解析：操作键盘可用于设置测量模式、参数等功能。 2.在光电测距中，气象改正主要是针对（ ）的变化。 A. 空气密度 B. 空气湿度 C. 大气压强和温度 D. 风向 答案：C 解析：气象改正主要针对大气压强和温度变化，因为它们会影响光在大气中的传播速度，空气密度与压强温度相关但不是直接因素，空气湿度对光电测距影响较小，风向基本不影响。 3.对于 REDmini 型红外测距仪，水准器的作用是（ ）。 A. 测量距离 B. 帮助整平仪器 C. 确定目标方向 D. 显示测量数据 答案：B 解析：水准器是用于整平仪器，使仪器竖轴铅垂，A选项测量距离与水准器无关，C选项确定目标方向有照准等部件负责，D选项显示数据是显示屏功能。 4.某经纬仪竖盘为逆时针方向注记，现用盘右测得读数为 290°35'24"，则此竖直角为（ ）。 A. -20°35'24" B. -69°24'36" C. 20°35'24" D. 69°24'36" 答案：C 解析：竖盘为逆时针注记时，盘右竖直角计算公式为α = R - 270°，所以α = 290°35'24"- 270° = 20°35'24"。 5.αAB、αBA分别为直线 AB的正、反方位角，若αAB=120°，则αBA为（ ）。 A. 30° B. 60° C. 240° D. 300° 答案：D 解析：正反方位角相差180°，所以αBA=αAB+180°=120°+180°=300°。 6.某直线 AB 的坐标方位角为 135°，其 AB 间坐标增量△x、△y的符号分别为（ ）。 A. -、- B. +、- C. -、+ D. +、+ 答案：C 解析：方位角为135°，在第二象限，第二象限横坐标增量△x为负，纵坐标增量△y为正。 7.已知直线AB的象限角RAB＝南东15°24'30"，则其坐标方位角为 A. 195°24'30" B. 164°35'30" C. -164°35'30" D. 344°35'30" 答案：A 解析：南东方向是在第三象限，坐标方位角α = 180°+R = 180° + 15°24'30"=195°24'30'h。 8.仪器安置时，对中的目的是什么？ 答案：对中的目的是使仪器的中心与测站点的标志中心位于同一铅垂线上。这样能保证测量是以测站点为基准进行的，减少测量误差，为后续的距离测量、角度测量等操作提供准确的起始位置，使测量结果准确可靠。 9.测量竖直角对距离测量有何作用？ 答案：竖直角可用于计算水平距离。当已知斜距时，通过三角函数关系（水平距离 = 斜距×cos竖直角），可将斜距转换为水平距离。在光电测距中，结合竖直角测量能获得更实用的水平距离数据，满足不同测量需求。 10.说出光电测距的三个注意事项。 答案：一是避免强光直射，强光会干扰光信号，影响测量；二是不要在烟雾等不良环境测量，烟雾会散射光；三是定期校准仪器，保证仪器精度。此外，还需保持仪器清洁、干燥，正确安置仪器等。 11.列举方位角的三种分类。 答案：方位角分为真方位角、磁方位角和坐标方位角。真方位角是从真子午线方向起算，磁方位角从磁子午线方向起算，坐标方位角从坐标纵轴方向起算。它们在不同的测量环境和要求下使用，用于确定直线的方向。 12.简述坐标方位角与象限角在第二象限的关系。 答案：在第二象限，坐标方位角 = 180° - 象限角。例如，若象限角为 30°，则坐标方位角为 150°。这种关系可根据象限角求出坐标方位角，反之亦然，在测量计算中用于方向的确定和坐标计算。 [学法建议] 重点复习知识点： 1.光电测距仪是通过测量光波在待测距离上往、返一次所经过的时间，来确定两点之间距离的。 2.观测获得的距离仅是倾斜距离的初步值，还需经过气象改正和倾斜改正，才能得到水平距离的最终结果。 3.在测量工作中，通常采用的标准方向有真子午线方向、磁子午线方向、坐标纵轴方向。 4.由坐标纵线的北端或南端起，沿顺时针或逆时针方向量至直线所夹的锐角，称为该直线的象限角，用R表示。 阅读相关教材和课堂笔记，梳理重点知识点和关键概念。制作复习提纲或思维导图，以帮助理清知识框架和内部逻辑。进行练习题和例题的练习，加深对知识的理解和应用。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$