全站仪介绍及使用方法步骤.doc

全站仪简介及使用措施环节【简介】 全站仪,即全站型电子速测仪(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顿仪器就可完毕该测站上所有测量工作,因此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 【原理】 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,使测角操作简朴化，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限度 　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似的光栅度盘（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″等几种级别, 【简史】 全站仪是人们在角度测量自动化的过程中应用而生的,各类电子经纬仪在多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受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种阶段。

最初速测仪的距离测量是通过光学措施来实现的,我们称这种速测仪为“光学速测仪”事实上，“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拟定,而高程则是用三角测量措施来拟定的　　　带有“视距丝”的光学速测仪,由于其迅速、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浮现，大大地推动了速测仪的发展用电磁波测距仪替代光学视距经纬仪，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浮现 这一“电子速测仪”的概念又相应地发生了变化,根据测角措施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措施测角的电子速测仪，也有称之为“测距经纬仪”这种速测仪浮现较早，并且进行了不断的改善,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，这些成果都可自动地传播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构成的三维坐标测量系统，测量成果能自动显示，并能与外围设备互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解决过程的电子化和一体化,因此人们也一般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，将全站仪提成两大类，即积木式和整体式 　　20世纪九十年代以来,基本上都发展为整体式全站仪 【分类】 　全站仪采用了光电扫描测角系统,其类型重要有: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 　全站仪按其外观构造可分为两类:　　(1）积木型（Moｄuｌaｒ，又称组合型）　　初期的全站仪,大都是积木型构造,即电子速测仪、电子经纬仪、电子记录器各是一种整体,可以分离使用,也可以通过电缆或接口把它们组合起来，形成完整的全站仪　　(２）整体性（Integral)　　随着电子测距仪进一步的轻巧化，现代的全站仪大都把测距,测角和记录单元在光学、机械等方面设计成一种不可分割的整体,其中测距仪的发射轴、接受轴和望远镜的视准轴为同轴构造这对保证较大垂直角条件下的距离测量精度非常有利 　全站仪按测量功能分类,可提成四类:　　（1)典型型全站仪(Ｃlaｓｓicaｌ toｔａl sｔatiｏn) 　 TＣRP全站仪　典型型全站仪也称为常规全站仪,它具有全站仪电子测角、电子测距和数据自动记录等基本功能，有的还可以运营厂家或顾客自主开发的机载测量程序。

其典型代表为徕卡公司的TＣ系列全站仪 (２)机动型全站仪(Ｍotｏｒized totａl stａtｉoｎ） 　在典型全站仪的基本上安装轴系步进电机，可自动驱动全站仪照准部和望远镜的旋转在计算机的控制下，机动型系列全站仪可按计算机给定的方向值自动照准目的，并可实现自动正、倒镜测量徕卡ＴCM系列全站仪就是典型的机动型全站仪　 （３）无合伙目的性全站仪(Rｅflecｔｏrｌeｓs total　statiｏn) 无合伙目的型全站仪是指在无反射棱镜的条件下，可对一般的目的直接测距的全站仪因此，对不便安顿反射棱镜的目的进行测量,无合伙目的型全站仪具有明显优势如徕卡TCR系列全站仪,无合伙目的距离测程可达20０ｍ，可广泛用于地籍测量,房产测量和施工测量等　　(4）智能型全站仪（Roｂotic tｏtａl station) 　在机动化全站仪的基本上，仪器安装自动目的记别与照准的新功能，因此在自动化的进程中,全站仪进一步克服了需要人工照准目的的重大缺陷，实现了全站仪的智能化在有关软件的控制下，智能型全站仪在无人干预的条件下可自动完毕多种目的的辨认、照准与测量,因此,智能型全站仪又称为“测量机器人”典型的代表有徕卡的TCＡ型全站仪等。

全世界精度最高的全站仪TCＡ 全站仪按测距仪测距分类,还可以分为三类：　　(1)短距离测距全站仪　　测程不不小于3KM,一般精度为±（5mｍ+５ppｍ)，重要用于一般测量和都市测量 （2）中测程全站仪　　测程为3-１5km,一般精度为±(5mm＋2ppｍ）-,±（2mm+2ppm）一般用于一般级别的控制测量　 （３)长测程全站仪 测程不小于１5km，一般精度为±（5ｍｍ＋１pｐm),一般用于国家三角网及特级导线的测量　【构造】 　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、数据解决部分、通讯接口、及显示屏、键盘等构成 　 同电子经纬仪、光学经纬仪相比，全站仪增长了许多特殊部件，因此而使得全站仪具有比其他测角、测距仪器更多的功能，使用也更以便这些特殊部件构成了全站仪在构造方面独树一帜的特点 　　１.同轴望远镜　　 全站仪的望远镜实现了视准轴、测距光波的发射、接受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立分光棱镜系统,通过该系统实现望远镜的多功能，即既可瞄准目的,使之成像于十字丝分划板,进行角度测量同步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,经同一途径反射回来,再经分光棱镜作用使回光被光电二极管接受;为测距需要在仪器内部另设一内光路系统，通过度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受 ,进行而由内、外光路调制光的相位差间接计算光的传播时间，计算实测距离。

　　　同轴性使得望远镜一次瞄准即可实现同步测定水平角、垂直角和斜距等所有基本测量要素的测定功能加之全站仪强大、便捷的数据解决功能，使全站仪使用极其以便 　 全站仪剖视图２．双轴自动补偿 　　在仪器的检查校正中已简介了双轴自动补偿原理,作业时若全站仪纵轴倾斜,会引起角度观测的误差,盘左、盘右观测值取中不能使之抵消而全站仪特有的双轴(或单轴）倾斜自动补偿系统，可对纵轴的倾斜进行监测，并在度盘读数中对因纵轴倾斜导致的测角误差自动加以改正（某些全站仪纵轴最大倾斜可容许至±6′)也可通过将由竖轴倾斜引起的角度误差,由微解决器自动按竖轴倾斜改正计算式计算，并加入度盘读数中加以改正，使度盘显示读数为对的值，即所谓纵轴倾斜自动补偿 双轴自动补偿的所采用的构造(既有水平,涉及Topcｏｎ,Ｔｒimbｌe):使用一水泡(该水泡不是从外部可以看到的，与检查校正中所描述的不是一种水泡)来标定绝对水平面，该水泡是中间填充液体,两端是气体在水泡的上部两侧各放置一发光二极管，而在水泡的下部两侧各放置一光电管，用一接受发光二极管透过水泡发出的光而后，通过运算电路比较两二极管获得的光的强度当在初始位置，即绝对水平时，将运算值置零。

当作业中全站仪器倾斜时,运算电路实时计算出光强的差值，从而换算成倾斜的位移，将此信息传达给控制系统，以决定自动补偿的值自动补偿的方式初由微解决器计算后修正输出外,尚有一种方式即通过步进马达驱动微型丝杆，把此轴方向上的偏移进行补正,从而使轴时刻保证绝对水平 　３．键盘　 键盘是全站仪在测量时输入操作指令或数据的硬件,全站型仪器的键盘和显示屏均为双面式，便于正、倒镜作业时操作 ４.存储器　 全站仪存储器的作用是将实时采集的测量数据存储起来,再根据需要传送到其他设备如计算机等中，供进一步的解决或运用,全站仪的存储器有内存储器和存储卡两种 　全站仪内存储器相称于计算机的内存（RAＭ)，存储卡是一种外存储媒体,又称PC卡,作用相称于计算机的磁盘 5．通讯接口 全站仪可以通过BS—23２C通讯接口和通讯电缆将内存中存储的数据输入计算机,或将计算机中的数据和信息经通讯电缆传播给全站仪,实现双向信息传播 【使用】　　全站仪具有角度测量、距离（斜距、平距、高差)测量、三维坐标测量、导线测量、交会定点测量和放样测量等多种用途内置专用软件后，功能还可进一步拓展　 全站仪的基本操作与使用措施 :　　1）水平角测量 　(1)按角度测量键,使全站仪处在角度测量模式,照准第一种目的Ａ。

　(2)设立Ａ方向的水平度盘读数为０°0０′0０〃　　　（3）照准第二个目的Ｂ,此时显示的水平度盘读数即为两方向间的水平夹角 　 2)距离测量 (1)设立棱镜常数 测距前须将棱镜常数输入仪器中,仪器会自动对所测距离进行改正 （２）设立大气改正值或气温、气压值　 光在大气中的传播速度会随大气的温度和气压而变化，１5℃和7６0mｍHg是仪器设立的一种原则值,此时的大气改正为0ppm实测时，可输入温度和气压值,全站仪会自动计算大气改正值（也可直接输入大气改正值），并对测距成果进行改正 　 (３）量仪器高、棱镜高并输入全站仪　 　(4)距离测量 照准目的棱镜中心，按测距键,距离测量开始,测距完毕时显示斜距、平距、高差 　全站仪的测距模式有精测模式、跟踪模式、粗测模式三种精测模式是最常用的测距模式,测量时间约２.5S，最小显示单位1mm；跟踪模式，常用于跟踪移动目的或放样时持续测距,最小显示一般为1cm,每次测距时间约０．3S;粗测模式,测量时间约0.7S,最小显示单位１cm或1mm在距离测量或坐标测量时，可按测距模式（MODE)键选择不同的测距模式 应注意，有些型号的全站仪在距离测量时不能设定仪器高和棱镜高,显示的高差值是全站仪横轴中心与棱镜中心的高差。

　 ３)坐标测量 　 （1)设定测站点的三维坐标 　 （2)设定后视点的坐标或设定后视方向的水平度盘读数为其方位角当设定后视点的坐标时，全站仪会自动计算后视方向的方位角，并设定后视方向的水平度盘读数为其方位角 (３）设立棱镜常数 　(4）设立大气改正值或气温、气压值 　 （5）量仪器高、棱镜高并输入全站仪 　 （6)照准目的棱镜，按坐标测量键,全站仪开始测距并计算显示测点的三维坐标 　全站仪的数据通讯 　 全站仪的的数据通讯是指全站仪与电子计算机之间进行的双向数据互换全站仪与计算机之间的。