第十章-全站儀

測量學(xué)滁州學(xué)院國土信息工程系主講人：王延霞

CompanyLogo第六章：全站儀學(xué)習(xí)目標(biāo)

通過本章的學(xué)習(xí),了解電子全站儀的特點(diǎn)、全站儀的基本構(gòu)造、全站儀各按鍵的功能；能夠掌握全站儀的基本使用方法;能夠操作全站儀進(jìn)行角度測量、距離測量、坐標(biāo)測量等各種測量方法。CompanyLogo速測術(shù)與速測儀

在經(jīng)典測量中，人們把快速測量距離和方位的方法稱為速測法，或稱速測術(shù)（Tachymetry）。把快速測量距離和方位的儀器稱之為速測儀(Tachymeter)。

CompanyLogo全站型電子速測儀是由電子測角、電子測距、電子計(jì)算和數(shù)據(jù)存儲等單元組成的三維坐標(biāo)測量系統(tǒng)，能自動顯示測量結(jié)果，能與外圍設(shè)備交換信息的多功能測量儀器。由于儀器較完善地實(shí)現(xiàn)了測量和處理過程的電子一體化，通常稱之為全站型電子速測儀（ElectronicTotalStation）或簡稱全站儀。CompanyLogoopticaltheodolite—electronictheodoliteSteeltape———EDM(圖片)CompanyLogoCompanyLogoTOPCON

拓普康/AP-LIAGTP8000GTS810全站儀的主要品牌CompanyLogoLEICA

徠卡TPS1100TCA2003TPS400全站儀的主要品牌CompanyLogoSOKKIA

索佳SET4120SET610SET4110R全站儀的主要品牌CompanyLogoNIKON

尼康http://www.ave.nikon.co.jp/survey-e/NPL821NPL350C100全站儀的主要品牌CompanyLogoZEISS

蔡司ELTASELTACELTAR全站儀的主要品牌CompanyLogoCarryinghandle手柄Sightingcollimator粗瞄鏡Opticalplummettelescope光學(xué)對中器Operatingkey操作健Levelingscrew整平腳螺旋Objectivelens物鏡Displayunit顯示器Base基座Horizontalmotionclamp,Horizontaltangentscrew水平制動、微動螺旋CompanyLogoBattery電池Verticalmotionclamp,Verticaltangentscrew豎直制動、微動螺旋Connector計(jì)算機(jī)連接插口Telescopefocusingknob調(diào)焦手輪Telescopeeyepiece目鏡Platelevel管水準(zhǔn)器Circlelevel圓水準(zhǔn)器CompanyLogoSingleprismsystem單棱鏡組Miniprism微型棱鏡Tripleprismsystem三棱鏡組CompanyLogoWoodTripod木腳架AluminumTripod鋁腳架CompanyLogoCompressionLock擰式鎖緊機(jī)構(gòu)QuickLock握式鎖緊機(jī)構(gòu)TwistLock擰式鎖緊機(jī)構(gòu)Graduation刻度QuickLock握式鎖緊機(jī)構(gòu)CircleLevel圓水準(zhǔn)器PrismPole

對中桿Bipod

支架CompanyLogo全站儀由以下兩大部分組成：l）采集數(shù)據(jù)設(shè)備：主要有電子測角系統(tǒng)、電子測距系統(tǒng)、還有自動補(bǔ)償設(shè)備等。2）微處理器：微處理器是全站儀的核心裝置,主要由中央處理器,隨機(jī)儲存器和只讀存儲器等構(gòu)成,測量時,微處理器根據(jù)鍵盤或程序的指令控制各分系統(tǒng)的測量工作,進(jìn)行必要的邏輯和數(shù)值運(yùn)算以及數(shù)字存儲、處理、管理、傳輸、顯示等。CompanyLogo顯示器鍵盤只讀存儲器隨機(jī)存儲器輸入/輸出I/O單元微處理器水平角測量單元垂直角測量單元距離測量單元自動補(bǔ)償單元光電測量系統(tǒng)微處理器及軟件全站儀的組成CompanyLogo全站儀的分類

積木式（Modular），也稱組合式，它是指電子經(jīng)緯儀和測距儀可以分離開使用，照準(zhǔn)部與測距軸不共軸。作業(yè)時，測距儀安裝在電子經(jīng)緯儀上，相互之間用電纜實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，作業(yè)結(jié)束后卸下分別裝箱。這種儀器可根據(jù)作業(yè)精度要求，用戶可以選擇不同測角、測距設(shè)備進(jìn)行組合，靈活性較好。整體式（integrated），也稱集成式，它是將電子經(jīng)緯儀和測距儀融為一體，共用一個光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，使用起來更方便。常見的有日本（SOKKIA）SET系列、拓普康（TOPOCON）GTS系列、尼康（NIKON）DTM系列、瑞士徠卡（LEICA）TPS系列，我國的NTS和ETD系列。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展與應(yīng)用以及用戶的特殊要求，出現(xiàn)了帶內(nèi)存、防水型、防爆型、電腦型、馬達(dá)驅(qū)動型等等各種類型的全站儀，使得這一最常規(guī)的測量儀器越來越滿足各項(xiàng)測繪工作的需求，發(fā)揮更大的作用。CompanyLogoCompanyLogo全站儀的特點(diǎn)

〈1〉、儀器操作簡單，高效。全站儀具有現(xiàn)代測量工作所需的所有功能。〈2〉、快速安置：簡單地整平和對中后，儀器一開機(jī)后便可工作。儀器具有專門的動態(tài)角掃描系統(tǒng)，因此無需初始化。關(guān)機(jī)后，仍會保留水平和垂直度盤的方向值。電子“氣泡”有圖示顯示并能使儀器始終保持精密置平?！?〉、適應(yīng)性強(qiáng)：全站儀是為適應(yīng)惡劣環(huán)境操作所制造的儀器。它們經(jīng)受過全面的測試以便適應(yīng)各種作業(yè)條件，例如，雨天、潮濕、沖撞、塵土和高溫等，因此，它們能在最苛刻的環(huán)境下完成作業(yè)任務(wù)。〈4〉、全站儀設(shè)有雙向傾斜補(bǔ)償器,可以自動對水平和豎直方向進(jìn)行修正,以消除豎軸傾斜誤差的影響。還可進(jìn)行地球曲率改正、折光誤差以及溫度、氣壓改正。

〈5〉、控制面板具有人機(jī)對話功能。控制面板由鍵盤和主,副顯示窗組成。除照準(zhǔn)以外的各種測量功能和參數(shù)均可通過鍵盤來實(shí)現(xiàn),儀器的兩側(cè)均有控制面板,操作十分方便。

〈6〉、具有雙向通訊功能,可將測量數(shù)據(jù)傳輸給電子手簿或外部計(jì)算機(jī),也可接受電子手簿和外部計(jì)算機(jī)的指令和數(shù)據(jù)。

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機(jī)械經(jīng)緯儀光學(xué)經(jīng)緯儀全站儀全站儀與經(jīng)緯儀相比？？？CompanyLogo全站儀與經(jīng)緯儀相比具有以下優(yōu)點(diǎn):1、測量結(jié)果自動記錄在"電子手簿"中,減少了讀數(shù)的錯誤和記錄的粗差,提高了功效。

2、利用全站儀中的微處理器,通過傳感器可以自動的改正儀器軸系誤差,提高測量精度;3、距離改正,高差計(jì)算和坐標(biāo)計(jì)算在儀器上自動完成,減少了內(nèi)業(yè)計(jì)算工作量;4、角度測量中自動掃描整個度盤,并求出平均值作為結(jié)果,消除了度盤的刻

劃誤差和偏心差。

全站儀的種類很多，各種型號儀器的基本機(jī)構(gòu)大致相同。在此以南方測繪公司生產(chǎn)的三鼎STS-750系列全站儀為例進(jìn)行介紹。下圖為STS-750的結(jié)構(gòu)圖，其中STS-752R為免棱鏡全站儀。

全站儀的結(jié)構(gòu)與功能1儀器結(jié)構(gòu)

全站儀的結(jié)構(gòu)與功能2鍵的功能[MENU]：菜單鍵。調(diào)用程序、設(shè)置參數(shù)、數(shù)據(jù)管理、通信參數(shù)、儀器檢校、系統(tǒng)信息和數(shù)據(jù)傳輸?shù)取ESC]：退出對話框或退出編輯模式，保留先前值不變。返回上一級菜單。[ENT]：確認(rèn)輸入，進(jìn)入下一輸入?yún)^(qū)。[PER]:開關(guān)機(jī)[DAT]:數(shù)據(jù)鍵[HOT]:熱鍵[DSP]:翻頁顯示鍵[測量1]：啟動距離測量，并將測量值記錄到相應(yīng)的記錄設(shè)備中；[測量2]：啟動距離測量，但不記錄數(shù)據(jù)[記錄]記錄當(dāng)前顯示的測量數(shù)據(jù)；測量――（Measure）測距顯示――（Display）顯示內(nèi)容切換角度――(Angle)角度設(shè)置熱鍵――（HOT）參數(shù)設(shè)置熱鍵模式――（Mode）模式切換鍵菜單――(Menu)菜單設(shè)置鍵建站――(Station)設(shè)置測站放樣――(StakeOut)放樣測量錄/回車――(Record)記錄數(shù)據(jù)

全站儀的測量方法3測量前的準(zhǔn)備工作1．全站儀的日常檢校（1）照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器的檢驗(yàn)與校正；（2）圓水準(zhǔn)器的檢驗(yàn)與校正；（3）十字絲位置的檢驗(yàn)與校正；（4）視準(zhǔn)軸的檢驗(yàn)與校正；（5）光學(xué)對點(diǎn)器的檢驗(yàn)與校正；（6）測距軸與視準(zhǔn)軸同軸的檢查；（7）距離加常數(shù)的測定。其中，上述（1）～（5）項(xiàng)與普通經(jīng)緯儀檢驗(yàn)與校正基本相同。

全站儀的測量方法3測量前的準(zhǔn)備工作（3）利用圓水準(zhǔn)器粗平儀器調(diào)整三角架三條腿的長度，使全站儀圓水準(zhǔn)氣泡居中。（4）利用管水準(zhǔn)器精平儀器①如圖所示，松開水平制動螺旋，轉(zhuǎn)動儀器，使管水準(zhǔn)器平行于某一對腳螺旋A、B的連線。通過旋轉(zhuǎn)腳螺旋A、B，使管水準(zhǔn)器氣泡居中。②將儀器旋轉(zhuǎn)90℃，使其垂直于腳螺旋A、B的連線。旋轉(zhuǎn)腳螺旋C，使管水準(zhǔn)器泡居中。符號含義符號含義符號含義V豎直角N北坐標(biāo)m米為距離單位HR水平角(右增)E東坐標(biāo)Ft英尺HL水平角(左增)Z高Ht復(fù)測水平角的和HD水平距離TR跟蹤Hm復(fù)測均值VD高差A(yù)V平均%/V豎直角、坡度SD傾斜距離SG單次△N北向放樣差值*測距正在工作CT連續(xù)△E東向放樣差值△HD水平放樣差值△Z天頂向放樣差°‘"以360°為角度單位G以400格為角度單位角度測量頁數(shù)顯示符號功能1OSET水平方向置零HOLD鎖定水平方向讀數(shù)HSET設(shè)置一個水平方向讀數(shù)2TILT設(shè)置傾斜補(bǔ)償開關(guān)REP水平角復(fù)測模式V/%豎直角、坡度的變換3D/G角度制轉(zhuǎn)換R/L右旋增大、左旋增大轉(zhuǎn)換CMPS豎直角、天頂距轉(zhuǎn)換

角度測量頁數(shù)顯示符號功能1MEAS進(jìn)行距離測量S/H/V設(shè)置距離顯示模式(S/H/V)SIG設(shè)置回光信號、音響模式2AVAG設(shè)置N次測量次數(shù)REC數(shù)據(jù)傳輸m/ft距離單位(米、英尺)3MODE選擇距離測量模式(精測\跟蹤測量)PRO應(yīng)用測量模式S.O選擇放樣測量模式距離測量TS-802全站儀操作流程將儀器架設(shè)在測站點(diǎn)上，整平對中后按＜PWR＞電源鍵開機(jī)，并上下?lián)u動望遠(yuǎn)鏡對豎角進(jìn)行初始化，出現(xiàn)基本測量屏。翻頁可顯示內(nèi)容：水平角豎直角斜距平距高差X、Y、Z――三維坐標(biāo)盤左角坡度――V%1、工程文件名設(shè)定開機(jī)后初始化后，出現(xiàn)圖－1時，按菜單設(shè)置鍵［菜單］出現(xiàn)

按數(shù)字【1】鍵，選擇

出現(xiàn)按【測量1】鍵，然后在文件名處輸入拼音字母或數(shù)字，比如要輸數(shù)字，直接按下【1】鍵。如果輸字母A，先按一下【模式】鍵在再按一下該字母所對應(yīng)的鍵，輸入字母B，連續(xù)快速按二下該鍵，輸入字母C連續(xù)快速按三下該鍵，其它字母或數(shù)字輸入與此同。（默認(rèn)用工程名或日期作文件名）輸完后按【創(chuàng)建】鍵，返回到菜單鍵面。再按【取消】鍵，文件設(shè)定工作即完成。2、設(shè)置測站（建站）當(dāng)我們測量不僅需角度距離，而且需坐標(biāo)時，我們要進(jìn)行測站設(shè)置，將儀器坐標(biāo)與用戶坐標(biāo)系統(tǒng)一起來，才能測得我們所需的坐標(biāo)系坐標(biāo)，在圖――1所示狀態(tài)下，選按【1】即（建站）鍵，出現(xiàn)

已知點(diǎn)設(shè)站：架儀器點(diǎn)坐標(biāo)已知，可測得待測點(diǎn)的角度、距離和坐標(biāo)等相關(guān)數(shù)據(jù)。多點(diǎn)后方交會：架儀器點(diǎn)坐標(biāo)未知，但遠(yuǎn)處與其通視的幾個點(diǎn)坐標(biāo)已知，可以在幾個已知點(diǎn)上架設(shè)棱鏡，通過后方交會計(jì)算出測站點(diǎn)坐標(biāo)，以后所測點(diǎn)的相關(guān)數(shù)據(jù)，均是用戶坐標(biāo)系中坐標(biāo)和方位?？焖俳ㄕ荆寒?dāng)我們只需角度和距離，不需坐標(biāo)時，可用此種建站方式，此時所測的坐標(biāo)可能有平移，距離和方位是我們所需的實(shí)際值。遠(yuǎn)程水準(zhǔn)連測：當(dāng)設(shè)站時，我們只知測站點(diǎn)平面坐標(biāo)，在工作進(jìn)行一段時間后，需要測出相關(guān)點(diǎn)高程，我們可在已知高程點(diǎn)上架設(shè)棱鏡進(jìn)行連測，反算出測站占坐標(biāo)，往后所測點(diǎn)的高程，即與此高程系統(tǒng)一致。后視檢測：當(dāng)測量工作進(jìn)行了一段時間后，我們可再從新照準(zhǔn)后視方向，看當(dāng)前顯示的水平角度值和設(shè)站時后視角度值是否在兩次照準(zhǔn)限差范圍內(nèi)。

一般常用已知點(diǎn)設(shè)站和快速設(shè)站，在用已知點(diǎn)設(shè)站時，選，出現(xiàn)

輸入測站點(diǎn)名（或點(diǎn)號）如果在內(nèi)存中有該點(diǎn)數(shù)據(jù)，儀器會自動搜尋調(diào)出該點(diǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)，如果在內(nèi)存中沒有該點(diǎn)數(shù)據(jù)，則輸入（X、Y、Z），代碼可輸可不輸，再輸入儀器高。接著輸入后視點(diǎn)名（或點(diǎn)號）后，如果在內(nèi)存中有該點(diǎn)數(shù)據(jù)，儀器會自動搜尋調(diào)出該點(diǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)，反算出測站點(diǎn)和后視點(diǎn)間的方位，如果內(nèi)存中無該點(diǎn)數(shù)據(jù)，輸入該點(diǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)（X、Y、Z），目標(biāo)高（即棱鏡高）輸完按【回車】。照準(zhǔn)后視點(diǎn)后按【測量1】或【回車】鍵，設(shè)站工作即已完成，可往下進(jìn)行相關(guān)測量工作（即在各點(diǎn)架設(shè)棱鏡進(jìn)行測量）。在圖—6狀態(tài)下選擇2.后視輸入角度角度作后視同上先輸入測站點(diǎn)點(diǎn)名、坐標(biāo)等再輸入后視點(diǎn)名，如果在內(nèi)存中有該點(diǎn)數(shù)據(jù)，儀器會自動搜尋調(diào)出該點(diǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)，反算出測站點(diǎn)和后視點(diǎn)間的方位，如果內(nèi)存中無后視點(diǎn)數(shù)據(jù)，則輸入測站點(diǎn)和后視點(diǎn)間方位角，對準(zhǔn)后視點(diǎn)后按【測量1】或【回車】鍵，設(shè)站工作即已完成，可往下進(jìn)行相關(guān)測量工作。建站完成啦！3、觀測碎部點(diǎn)測站建好后，在基本測量屏中對準(zhǔn)觀測點(diǎn)，按【測量1】或【測量2】鍵，測出距離后，按【回車】鍵，出現(xiàn)

輸入后視點(diǎn)點(diǎn)