第五章-全站儀簡介.ppt

主要內(nèi)容：一、全站儀概述二、全站儀的發(fā)展三、全站儀的結(jié)構(gòu)四、全站儀的使用五、全站儀的檢驗六、全站儀的用途及工作原理七、全站儀的應(yīng)用,第五章全站儀及其使用,棱鏡,全站儀,構(gòu)造,2020/5/23,測量學(xué)第四章,4,2020/5/23,測量學(xué)第四章,5,2020/5/23,測量學(xué)第四章,6,2020/5/23,測量學(xué)第四章,7,數(shù)據(jù)通訊,2020/5/23,測量學(xué)第四章,8,棱鏡、基座、反光鏡,2020/5/23,測量學(xué)第四章,9,通訊參數(shù),2020/5/23,測量學(xué)第四章,10,南方賓得系列,拓?fù)淇迪盗?索佳系列,尼康系列,徠卡系列,測距儀用,反射棱鏡,反射棱鏡,微型棱鏡,ADSmini101棱鏡ADSmini102棱鏡工程測量,地籍測量,房屋測量比較方便.價格便宜.,墻角測量:外墻角棱鏡內(nèi)墻角棱鏡,懸掛在空中,裝在鉛垂線鏡框上,測繪附件、腳架、對中桿等,腳架系列,ATS-1鋁合金腳架,ATS-2木制腳架,ATS-3鋁合金腳架,對中桿及支架,對中桿棱鏡組ADS101對中桿棱鏡組ADS100,各種尺寸,任您選擇.外型好,價格為進口的1/3,2米,3米,4米,國外廠家已基本上不生產(chǎn)光學(xué)經(jīng)緯儀了!,尼康,賓得,索佳,拓普康,徠卡,經(jīng)緯儀是用量最大的測繪儀器，國內(nèi)市場15000臺,一、全站儀概述,全站儀是一種集光、機、電為一體的高技術(shù)測量儀器，是集水平角、豎直角、距離(斜距、平距)、高差測量功能于一體的測繪儀器系統(tǒng)。因其一次安置儀器就可完成該測站上全部測量工作，所以稱之為全站儀。全站儀的發(fā)展經(jīng)歷了從積木式（組合式）即光電測距儀與光學(xué)經(jīng)緯儀組合（二者可分可合），到整體式即將光電測距儀和經(jīng)緯儀組合為同軸的整體式全站儀（二者不能分離）。,電子全站儀由電源部分、測角系統(tǒng)、測距系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理部分、通訊接口、及顯示屏、鍵盤等組成。同電子經(jīng)緯儀、光學(xué)經(jīng)緯儀相比，全站儀增加了許多特殊部件，因此而使得全站儀具有比其它測角、測距儀器更多的功能，使用也更方便。這些特殊部件構(gòu)成了全站儀在結(jié)構(gòu)方面獨樹一幟的特點。,二、全站儀的發(fā)展,1、19世紀(jì)游標(biāo)經(jīng)緯儀2、20世紀(jì)初開始，光學(xué)經(jīng)緯儀逐步取代游標(biāo)經(jīng)緯儀3、20世紀(jì)40年代末，光電測距儀和激光測距儀相繼問世，90年代初，小型紅外測距儀的發(fā)展趨于穩(wěn)定。,4、1968年西德OPTON廠最早將電子經(jīng)緯儀和電磁波測距儀設(shè)計為一體研制了RegElda14全站型電子速測儀5、90年代中期后，國外全站儀逐漸進入國內(nèi)市場，但價格昂貴6、進入21世紀(jì)后，全站儀逐漸走向普及；國產(chǎn)品牌逐步成熟。,第一代：斜距、平距轉(zhuǎn)換第二代：專項功能第三代：磁卡、內(nèi)存第四代：電腦型全站，有操作系統(tǒng)DOS第五代：可視化，Win全站,全站儀自誕生以來在精度指標(biāo)上沒有顯著變化，發(fā)展的實質(zhì)是在功能上的進步、完善。,1同軸望遠(yuǎn)鏡,全站儀的望遠(yuǎn)鏡實現(xiàn)了視準(zhǔn)軸、測距光波的發(fā)射、接收光軸同軸化。同軸性使得望遠(yuǎn)鏡一次瞄準(zhǔn)即可實現(xiàn)同時測定水平角、垂直角和斜距等全部基本測量要素的測定功能。加之全站儀強大、便捷的數(shù)據(jù)處理功能，使全站儀使用極其方便。,三、全站儀的結(jié)構(gòu),2雙軸自動補償,作業(yè)時若全站儀縱軸傾斜，會引起角度觀測的誤差，盤左、盤右觀測值取中不能使之抵消。而全站儀特有的雙軸（或單軸）傾斜自動補償系統(tǒng)，可對縱軸的傾斜進行監(jiān)測，并在度盤讀數(shù)中對因縱軸傾斜造成的測角誤差自動加以改正(某些全站儀縱軸最大傾斜可允許至6），使度盤顯示讀數(shù)為正確值，即所謂縱軸傾斜自動補償。,3鍵盤,鍵盤是全站儀在測量時輸入操作指令或數(shù)據(jù)的硬件，全站型儀器的健盤和顯示屏均為雙面式，便于正、倒鏡作業(yè)時操作。,4存儲器,全站儀存儲器的作用是將實時采集的測量數(shù)據(jù)存儲起來，再根據(jù)需要傳送到其它設(shè)備如計算機等中，供進一步的處理或利用，全站儀的存儲器有內(nèi)存儲器和存儲卡兩種。全站儀內(nèi)存儲器相當(dāng)于計算機的內(nèi)存(RAM)，存儲卡是一種外存儲媒體，又稱SD卡，作用相當(dāng)于計算機的磁盤。,5通訊接口,全站儀可以通過BS232C通訊接口和通訊電纜將內(nèi)存中存儲的數(shù)據(jù)輸入計算機，或?qū)⒂嬎銠C中的數(shù)據(jù)和信息經(jīng)通訊電纜傳輸給全站儀，實現(xiàn)雙向信息傳輸。CASS,四、全站儀的使用方法與步驟簡述,1安置電子全站儀固定點上，對中整平，量取儀器高。2安置測桿反光鏡于另一固定點上，經(jīng)對中整平后，用反光鏡覘標(biāo)上的瞄準(zhǔn)器對準(zhǔn)全站儀。3瞄準(zhǔn)反光鏡。瞄準(zhǔn)時將望遠(yuǎn)鏡的十字絲中橫絲對準(zhǔn)水平覘標(biāo)，豎絲瞄準(zhǔn)豎直覘標(biāo)。4距離測量。（1）設(shè)置單位、棱鏡、比例改正系數(shù)。單位有測量單位米或英尺，角度單位；棱鏡類型有圓形或矩形；比例改正系數(shù)從030，它是與距離成正比的各項改正。（2）按ON鍵開機；按TEST鍵檢驗電源電壓、反回信號強度，顯示光強橫條越多反回信號越強；按DIST開始測距，發(fā)出嘀噠、嘀噠聲，約6秒鐘后顯示水平角、豎直角、水平距離和高差。,五、全站儀的檢驗,隨著全站儀的日益普及，加上全站儀本身是一種高精度的儀器，如何檢測其質(zhì)量尤為重要。為了評定全站儀的質(zhì)量，保證其測距、測角的精度，必須對全站儀進行檢驗。在全站儀檢定規(guī)程中明確規(guī)定全站儀的檢定周期為1年,全站儀的檢定項目包括：1、測距部分的檢測2、測角部分的檢測3、補償器的補償范圍與補償精度的測定4、視準(zhǔn)誤差的檢驗5、水平軸傾斜誤差的檢驗6、豎盤指標(biāo)差的檢驗7、一測回水平方向和垂直方向觀測中誤差的測定,1、儀器應(yīng)經(jīng)常保持清潔，用完后使用毛刷、軟布將儀器上落的灰塵除去。2、棱鏡應(yīng)保持干凈，不用時放在安全的地方。3、避免將儀器長時間暴露在太陽下或置于封閉發(fā)熱的汽車中。,注意事項：,4、旋轉(zhuǎn)制動和微動螺旋，或基座上的腳螺旋時，應(yīng)盡可能使螺旋處在中間位置，該中間位置有一條指標(biāo)線。5、任何溫度的突變都會縮短儀器測程或可使儀器受潮，注意使儀器有一個適應(yīng)環(huán)境溫度的過程。,六、全站儀的用途及工作原理,主要用途：測距、測角、測坐標(biāo)?？梢源娼?jīng)緯儀，但不能代替水準(zhǔn)儀。2秒全站儀測角精度與2秒的經(jīng)緯儀完全相同，而高差測量是通過垂直角和水平距離計算出來的，對于高精度的水準(zhǔn)來說，全站儀的精度不夠，但可以用限制距離的測量方式代替低等級的水準(zhǔn)測量。全站儀測角部分采用“角度度盤+角度傳感器”獲得角度的數(shù)字化數(shù)據(jù)，測距部分與光電測距儀完全相同，而且大多采用電磁波測相技術(shù)實現(xiàn)的。,坐標(biāo)放樣坐標(biāo)測量邊角放樣對邊測量懸高測量偏心測量直線放樣面積測量后方交會高程傳遞相對直線坐標(biāo)坐標(biāo)正反算相對直線放樣線路放樣斷面測量地形測量,全站儀常見機載應(yīng)用程序種類,全站儀必備的硬件功能,測角：提供水平角（HR）和豎直角(V)測距：提供水平距離(HD)和高差(VD),全站儀的兩種測距方式,1、紅外測距,2、激光測距,全站儀的兩種測角方式,1、光柵增量式測角,2、絕對編碼式測角,蘇州一光全站儀型號,2020/5/23,測量學(xué)第四章,38,一、編碼度盤測角原理,扇區(qū)型碼盤,條碼型碼盤,七、全站儀的應(yīng)用,角度距離計算坐標(biāo)公式,x=測站x+平距COS(方位角）,y=測站y+平距SIN(方位角）,全站儀的距離計算,設(shè)置測站定向后，全站儀可以為我們提供些什么數(shù)據(jù)？,1、距離數(shù)據(jù),2、方位角數(shù)據(jù),測站點到目標(biāo)點的平距參與坐標(biāo)計算測站點到目標(biāo)點的高差用于計算坐標(biāo)點的高程（H）,測站點到目標(biāo)點的方位角，用于計算目標(biāo)點的平面坐標(biāo)。,測量坐標(biāo)、夾角、距離,利用全站儀數(shù)字化測圖,1、全站儀野外采集坐標(biāo)、繪制草圖。2、全站儀數(shù)據(jù)下載到電腦進行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換。3、坐標(biāo)數(shù)據(jù)展繪到成圖軟件。4、根據(jù)野外草圖繪制地形圖。5、編輯地形圖。6、地形圖輸出，地形圖入庫。南方測繪CASS,坐標(biāo)放樣操作,1、輸入待放樣點坐標(biāo)儀器計算出測站到待放樣點間的距離和方位角進入放樣界面將水平角差調(diào)到0度0分0秒或接近0度指揮棱鏡進入望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)后測距根據(jù)屏幕提示的距離差指揮棱鏡前后左右移動重新照準(zhǔn)、測距、指揮棱鏡移動直到屏幕顯示的角度差和距離差滿足放樣要求。,后方交會,定義：在某一待定點P架設(shè)全站儀，通過測量兩個及以上已知點的方式來計算出P點的坐標(biāo)。,測角交會：需要測量至少三個已知點。邊角交會：需要測量至少兩個已知點。全站儀一般是用邊角交會,后方交會操作,1、調(diào)取已知點坐標(biāo)（根據(jù)儀器的不同，有的會要求一次把所有要測的點的坐標(biāo)全部調(diào)入，有的會要求調(diào)一個測一個）2、測距3、測量結(jié)果確認(rèn)（儀器會讀取當(dāng)前的角度和距離）4、計算（根據(jù)讀取的角度距離數(shù)據(jù)和調(diào)入的測量點坐標(biāo)計算出待測點的坐標(biāo)，測量點多于2個點時則進行平差處理）,后方交會計算,c,角度閉合差在容許范圍內(nèi)時，以改正和角，并代入下式,理論夾角值：,角度閉合差：,后方交會適用范圍,1、需要引一個控制點2、控制點的精度要求較高，極差測坐標(biāo)不能滿足精度要求。3、在待測點上有兩個或兩個以上的控制點通視。,角距放樣,需要的參數(shù)：1、參考方向2、待放樣點與參考方向的夾角3、待放樣點到儀器的水平距離,適用范圍：已知夾角和距離的放樣方式如：線路放樣圓形建筑或橢圓形建筑,角距放樣,30度,對邊測量操作,照準(zhǔn)第一點后按測距確認(rèn)將該點作為基點照準(zhǔn)第二點后按測距確認(rèn)后即顯示兩點間的平距、高差和斜距照準(zhǔn)其它點測距、確認(rèn),對邊測量,作用：不在待測點上架設(shè)儀器的情況下，利用兩個點的假設(shè)坐標(biāo)來計算它們之間的平距、斜距和高差。,對邊測量按功能分為相鄰對邊測量和放射對邊測量兩種：相鄰對邊測量適用于測定相鄰兩點間的距離，如：AB、BC.間的距離。放射對邊測量適用于測量各點相對于某基點的距離，如：AB、AC間的距離。,適用：橫斷面測量、樁間距測量、樓間距測量。,對邊測量用于橫斷面測量,第一步、基點測量。要求跑鏡員報回當(dāng)前棱鏡高度，操作人員輸入當(dāng)前棱鏡的正確高度，跑鏡員在中樁上安置棱鏡后，瞄準(zhǔn)棱鏡后測距，并將該點確定為基點。第二步、變坡點測量跑鏡人員在變坡點上架設(shè)棱鏡。跑鏡人員應(yīng)報回棱鏡高度和當(dāng)前位置（位于中樁左邊還是右邊）。操作員輸入跑鏡人員報回的棱鏡高，照準(zhǔn)棱鏡測距。測距完成后檢查當(dāng)前變坡點的選擇是否正確，再根據(jù)跑鏡員報回的位置按左負(fù)右將dHD記入第一行偏距行，dVD記入第二行高差行。記錄結(jié)束后開始一下變坡點的測量。,對邊測量用于橫斷面測量,高程(m),偏距(m),23.5m,0.00m,8.763,12.574,20.152,20.152,21.984,22.851,面積測量,面積測量,測量方法：依次測量待測區(qū)域的各特征點的坐標(biāo)，或調(diào)取已經(jīng)存儲的坐標(biāo)數(shù)據(jù)來計算待測區(qū)域的面積。測量要求：1、可以任意點設(shè)站，盡可能保證一站可以測完所有特征點。2、如果不能一站測完所有點，則可以分塊測量所有特征點在同一坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值進行調(diào)用計算（600/700），也可以分塊測量后面積相加(630/600/700)。3、測量的特征點越多，精度越高。4、測量不需要閉合到起點。,懸高測量,分塊面積測量,返回,調(diào)取坐標(biāo)計算面積,返回,提高面積測量精度,加密前,加密后,返回,所有特征點都只要測一次,返回,懸高測量,作用：間接測量目標(biāo)高度，適用于無法直接測量高度的時候。分類：1、有棱鏡高2、無棱鏡高,懸高測量操作,有棱鏡高操作：1、把棱鏡放在待測目標(biāo)正下方。2、輸入當(dāng)前棱鏡高。3、瞄準(zhǔn)棱鏡測距。4、轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)待測目標(biāo)，儀器顯示當(dāng)前高度。,無棱鏡高操作：1、把棱鏡放在待測目標(biāo)正下方。2、輸入當(dāng)前棱鏡高。3、瞄準(zhǔn)棱鏡測距。4、轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)0高度點后將該點設(shè)為0高度點。5、轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)待測目標(biāo)，儀器顯示當(dāng)前高度。,直線放樣,懸高測量原理（有棱鏡高）,返回,有棱鏡高操作(獲得的參數(shù))1、把棱鏡放在待測目標(biāo)正下方。2、輸入當(dāng)前棱鏡高。(P.H)3、測量棱鏡距離。（SD、VA1）4、轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)待測目標(biāo)，儀器顯示當(dāng)前高度。（VA2）,懸高測量原理（無棱鏡高）,返回,無棱鏡高操作(獲得的參數(shù))：1、把棱鏡放在待測目標(biāo)正下方。2、瞄準(zhǔn)棱鏡測距。(SD,VA)3、轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)0高度點后將該點設(shè)為0高度點。(VA1)4、轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)待測目標(biāo)，儀器顯示當(dāng)前高度。(VA2),相對直線坐標(biāo),相對坐標(biāo)系的建立,測量起點A測量終點B獲得測站的相對坐標(biāo)測量其它的待測點，獲得待測點的相對坐標(biāo),先通過兩個點定義一條基線，以起點為坐標(biāo)原點，起點到終點的方向作為X軸的正方向，順時針方向90為Y軸正方向建立一個獨立的坐標(biāo)系。,操作,相對直線坐標(biāo)計算原理,測站坐標(biāo)計算,已知數(shù)據(jù)：HD1、HD2、,HD1:C到A的距離HD2:C到B的距離HD3:A到B的距離:ACB:BAC,直線放樣,注意事項：1、施測前必須設(shè)置測站和定向。2、起點和終點坐標(biāo)可以調(diào)取，也可以實地測量。3、按起點到終點為前進方向，偏距按左負(fù)右正輸入。,作用：通過兩個已知點定義一條基線，輸入距離起點的長度和偏距計算出坐標(biāo)進行放樣。,適用于測放邊樁、等距樁、龍門樁或軸心線等。,直線放樣操作步驟,1、輸入或測量起點坐標(biāo)和終點坐標(biāo)來定義基線。2、輸入待計算點到起點的距離和偏距。（當(dāng)偏距為0時，該點在基線方