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红外光电测距技术在测量工作中应用探讨

发布时间:2020-02-07所属分类:工程师职称论文浏览:1

摘 要: 摘要就瑞士DM503和日本ND-21这两种红外光电测距新技术在实践中的应用情况进行总结,探讨该技术在控制测量、大比例尺测量和航测外业中的应用情况,分析光电测距高程精度。这种既能保证精度又能减少工作量的技术在其他测量工程中的应用具有良好的借鉴价值。 关

  摘要就瑞士DM503和日本ND-21这两种红外光电测距新技术在实践中的应用情况进行总结,探讨该技术在控制测量、大比例尺测量和航测外业中的应用情况,分析光电测距高程精度。这种既能保证精度又能减少工作量的技术在其他测量工程中的应用具有良好的借鉴价值。

  关键词红外光电测距技术测量工作应用情况

红外光电测距技术在测量工作中应用探讨

  为提高测量工作的质量和效率,笔者所在单位相继引进了瑞士DM503和日本ND-21两台红外光电测距仪。近年来,通过光电测距新技术在生产中的应用,我们取得了良好的成果和显著的效益。随着这项技术的应用,其在测量工作中的作用将越来越大,重要性也越来越突出。以下将2年来应用的情况介绍一下,并对这2项新技术的发展前景进行探讨。

  1仪器主要技术指标及性能简介

  瑞士DM503:最大测程3.5km,固定误差3mm,每公里比例误差2mm,相对精度1/20万。

  日本ND-21:最大测程2.5km,固定误差5mm,每公里比例误差5mm,相对精度1/10万。在配套软件中可直接进行气象改正,具有自动显示平距、高差、坐标及跟踪等功能。

  按精度分级:1km测距中误差小于或等于5mm(固定误差+比例误差)为Ⅰ级测距仪;大于5mm,小于或等于10mm为Ⅱ级测距仪。瑞士DM503为Ⅰ级测距仪,可测定三等三角网以下之起算边;日本ND-21为Ⅱ级测距仪,可测四等以下起算边。

  2光电测距在控制测量中的应用

  我省一般以5″作为作为首级控制,然而因大都地处山区,地形限制使丈量基线困难很大。因此以往控制测量多从Ⅱ、Ⅲ等三角点逐步发展下来,工作量大,效率低。同时,因我省的旧Ⅱ级网精度较低,大大地影响了矿区基本控制的精度。用光电测距仪直接测定起始边可以大大简化布网方案,提高效率和精度。

  2016年镇平县拱桥测区70多km2和2017年岭头-青水测区80多km2的控制测量就是用DM503在小三角网的两端测定起始边,获得了满意的成果。拱桥测区因东部已知三角点被破坏,只有西部有二、三等三角点各1个,如果没有测距仪在东部边缘测边,小三角网成悬空状,最弱边精度可能达不到1∶20000。

  期刊推荐:《能源与环境》Energy and Environment(双月刊)曾用刊名:福建能源研究;福建能源开发与节约;《福建能源研究》《福建节能通讯》合并,1982年创刊,宣传国家有关节能与环保方针政策、法律、法规,报道能源和环保工程开发和建设;介绍节能与环保的新技术、新设备、新材料以及能源与环境工程科学管理与改革等动态。

  由于我们东、西两端各测定了一条起算边,使小三角网增加了基线条件,提高了三角网的精度,最弱边误差达到1/63000。因测距仪初次使用,为检验测距精度,西部二、三等三角点间以线形锁进行严密平差,解算得起算边石山西-1之边长(2135.427m)与测距仅差0.1mm。(见图1)而岭头—青水测区之小三角布设成锁网形,由于东、西部各测定了一条起算边,使整个小三角网增加了基线条件和坐标条件,因而大大提高了精度;最弱边相对中误差达到1/10.2万,同时也验核了已知点的精度(见图2)。

  3光电测距在大比例测图中的应用

  近年来,笔者先后在南阳市水泥厂、镇平县纸厂等地承接了1∶1000、1∶500地形测图等工作。大比例尺测图图根点要求精度高,密度大(1∶1000为50点/km2;1∶500为150点/km2),因此如果采用线形锁、交会点的方法布设往往会出现图形个数超限、图形结构不好、施测困难等问题。如果遇到地物复杂、建筑密集的居民点、工业区就更困难。而采用附合导线、支导线的形式来布设图根点就非常方便和灵活。但以往采用量距很不容易,特别是跨沟或碰到地物,倾角较大时丈量工作更无法开展。导线总长也受限制,平面及高程的闭合差都很容易超限。采用光电导线,一切问题都迎刃而解。

  在保证图根点的平面(图上0.1mm)和高程(1∶10等高距)中误差不超限的前提下,导线总长和最大边长可自行设计。由于测距精度高,测角仪器为J2级,因而成果精度大大提高。以下是应用光电测距仪实测的结果:

  2016年镇平县纸厂扩建区1∶500测图,使用DM503测距仪和DKM2-A经纬仪实测五结点四闭合环10″光电导线(见图3,共36点),得到优质的成果:

  (1)观测精度:各环角度闭合差分别为-10″,-31″,-12″,+9″。导线网测角中误差±5″0.7。

  (2)采用多边形平差法,平差结果:单位权重误差±6″0.5,每公里纵坐标增量中误差±0.015m,横坐标增量中误差±0.006m,导线最大长度闭合差0.018m,最大相对闭合差1:53000。

  (3)4条导线环高程路线闭合差分别为+0.024m,+0.006m,+0.007m,+0.009m。每公里高差中误差±0.016m。

  2017年9~12月,使用ND-21测距仪和T2经纬仪在镇平县城、杨营镇施测附合及闭合导线13条,也取得优质成果(见表1)。

  正是因为使用了这2种仪器,我们才能加快工作进度,提高测量精度,使我们的工作得到建设单位的好评,为企业赢得了信誉。

  4航测外业应用光电测距的探讨

  航测外业的象控点联测在以往的作业中存在着许多困难。首先是测区面积大,因此基本控制工作量也就大。其次是象控点多是沟谷处地物地貌特征点,联测时发展层次多。以往多采用交会法、引点法、短基线法,甚至用视距支导线测定,精度较低。如果采用光电导线联测,从小三角到图根布设方便,发展层次减少,可加快速度,减轻工作量,并提高测量精度。已草拟光电测距技术在航测外业中的应用越来越广泛。

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