全站儀及其使用ppt

1、n第第5章章 全站儀及其使用全站儀及其使用n5.1 全站儀及其檢驗全站儀及其檢驗n全站儀(total station)是由電子經緯儀、光電測距儀、微處理器及其軟件組合而成的智能型光電測量儀器，它通過測量斜距、豎直角、水平角，可以自動記錄、計算并顯示出平距、高差、高程和坐標等相關數據。由于儀器安置一次便可完成一個測站上的所有測量工作，故被稱為全站儀。511全站儀的結構和功能l 全站儀按結構一般分為分體式(組合式或積木式)和整體式兩類 分體式全站儀整體式全站儀土木人家園 網友分享http:/l 全站儀按數據存儲方式分為內存型和電腦型兩種 南方NTS-960系列全站儀內存型全站儀的所有程序都固化在儀

2、器的存儲器中，不能添加或改寫，也就是說，只能使用全站儀提供的功能，無法擴充。而電腦型全站儀內置操作系統(tǒng)，所有程序均運行于其上，可根據實際需要添加相應程序來擴充其功能，使操作者進一步成為全站儀功能開發(fā)的設計者，更好地為工程建設服務。l 全站儀功能：放樣、對邊測量、懸高測量、面積測量、后方交會、偏心測量等一些特殊的測量功能；有的全站儀還具有免棱鏡測量功能，有的全站儀則還具有自動跟蹤照準功能，被喻為測量機器人。另外，有的廠家還將GPs接收機與全站儀進行集成，生產出了GPS全站儀。 土木人家園 網友分享http:/512全站儀的主要性能指標 衡量一臺全站儀性能的指標有精度(測角及測距)、測程、測距時間

3、、補償范圍等 。表5一l中列出了一些常見全站儀的主要性能指標，供參考。土木人家園 網友分享http:/注：雙軸自動補償：儀器未精確整平致使豎軸傾斜引起的角度觀測誤差不能通過盤左、盤右觀測取平均值的方法抵消。為了消除豎軸傾斜對角度觀測的影響。全站儀一般設有電子傳感器自動將豎軸傾斜量分解成視準軸方向和橫軸方向兩個分量進行補償。513全站儀的檢校 全站儀同其他測量儀器一樣，要定期地到有關鑒定部門進行檢驗校正。其檢校項目主要有以下三個方面：(1)光電測距部分的檢驗與校正 主要有發(fā)射、接收、照準三軸關系正確性檢驗、周期誤差檢驗、儀器常數檢驗、精測頻率檢驗、測程檢驗等。在全站儀的望遠鏡中，照準目標的視準軸

4、、光電測距的紅外光發(fā)射光軸和接收光軸是同軸的(2)電子測角部分的檢驗與校正：大部分檢校項目與光學經緯儀類似，主要有照準部水準管軸垂直于儀器豎軸的檢驗與校正，望遠鏡的視準軸垂直于橫軸的檢驗與校正，橫軸垂直于儀器豎軸的檢驗與校正，豎盤指標差的檢驗與校正等。 (3)系統(tǒng)誤差補償的檢驗與校正 目前許多全站儀自身提供了對豎軸誤差、視準軸誤差、豎直角零基準的補償功能，對其補償的范圍和精度也要進行相應的檢校。 土木人家園 網友分享http:/52全站儀的操作使用 不同廠家生產的全站儀，同一廠家生產的不同等級的全站儀，甚至是同一廠家生產的同一等級而不同時期生產的全站儀，其外觀、結構、功能、鍵盤設計、操作方法和

5、步驟等都會有所區(qū)別。因此，在操作使用某一臺全站儀之前，必須認真詳細地閱讀其使用說明書，嚴格按照其使用說明書進行操作，并注意以下事項： 1)儀器要由專人使用、保管，運輸過程中應注意防震，存放時要注意防潮。 2)遷站、裝箱時只能握住儀器的把手，而不能握住鏡筒，以免損壞儀器精度。 3)沒有濾光片時不要將儀器正對太陽，否則會損壞內部電子元件。 4)旋轉照準部時應勻速旋轉，切記急速轉動。 5)不要讓儀器暴曬和雨淋，在陽光下應撐傘遮陽。 6)不用時應將電池取出保管，每月對電池充電一次和操作儀器一次。 7)要經常保持儀器清潔和干燥。 下面，僅結合WinCE RTS800系列，對全站儀的一般操作使用和測量原理

6、進行介紹。 土木人家園 網友分享http:/首先認識RTS800系列WinCE全站儀開機后的主界面土木人家園 網友分享http:/啟用向導當啟用向導時，向導將會自動彈出有關的參數設置窗口，讓您輕易完成必要的設置。如您比較熟練操作時，可以關閉向導，在下次運行此軟件時將不再顯示向導，如想顯示向導，則可以在 配置管理 記錄方式 中恢復”顯示向導”。 土木人家園 網友分享http:/完成向導設置界面后，最終程序運行到完成向導設置界面后，最終程序運行到“主窗體主窗體”界面。界面。進入主菜單進入主菜單土木人家園 網友分享http:/5.2.1測量準備工作 1安裝內部電池 2安置儀器 操作方法和步驟與經緯儀

7、類似，包括對中和整平。若全站儀具備激光對中和電子整平功能，在把儀器安裝到三腳架上之后，應先開機，然后選定對中整平模式后再進行相應的操作。土木人家園 網友分享http:/1進行距離測量前，應先進行以下設置：測距模式：精測、粗測、跟蹤觀測目標類型：棱鏡、反射片、無協作目標（解釋為什么）棱鏡常數改正值：氣象常數改正值：2然后瞄準反射棱鏡，按相應的測量鍵，幾秒之后即顯示出距離值,中間會進行測距信號檢測。5.2.2距離測量土木人家園 網友分享http:/5.2.3角度測量 角度測量的基本操作方法和步驟與經緯儀類似。目前的全站儀都具有水平度盤自動置零和任意方位角設置功能，使測角更加方便。當瞄準某一目標，并

8、進行水平度盤置零或方位角設置后，轉動照準部瞄準另一目標時，屏幕所顯示的水平角值即為它們的水平夾角或該目標的方位角。角度測量和距離測量均屬基本測量：測量界面(RTS800系列Wince）如下:土木人家園 網友分享http:/ 土木人家園 網友分享http:/524三維坐標測量 如圖5-2所示，將全站儀安置于測站點A上，選定三維坐標測量模式后，首先輸入儀器高i，目標高v。以及測站點的三維坐標值(xA，yA，HA)；然后照準另一已知點設定方位角；接著再照準目標點P點上的反射棱鏡；按下坐標測量鍵，儀器就會用自身內存的計算程序自動計算并瞬時顯示出目標點P的三維坐標值 (xP，yP，Hp)。土木人家園 網

9、友分享http:/測站設置：土木人家園 網友分享http:/土木人家園 網友分享http:/土木人家園 網友分享http:/525三維坐標放樣 如圖5-3所示，將全站儀安置于測站點A上，選定三維坐標放樣模式后，首先輸人儀器高i，目標高v以及測站點A和待測設點P的三維坐標值(xA，yA，HA)、(xP，yP，Hp)，并照準另一已知點設定方位角；然后照準豎立在待測設點P的概略位置Pl處的反射棱鏡；按鍵測量即可自動顯示出水平角偏差、水平距離偏差D和高程偏差H土木人家園 網友分享http:/土木人家園 網友分享http:/使用操作：1設立測站：如果沒有設置測好測站，則在上圖點擊 進入測站設置界面。測站

10、設置參考9.2節(jié)2測站設置后，在上圖中，輸入（選?。┓艠狱c的點名、X、Y、Z 后，儀器自動計算并提示當前儀器的旋轉方向、角度、離放樣點的距離。3按當前界面右邊的角度提示操作儀器，指揮架棱鏡者移動方向。4按 測距，參考儀器提示（可切換極坐標法、直角偏差法）的差距，指揮架棱鏡者移動方向。5重復上述3，4步，將當前放樣點在實地上測設出來。（如果想要所測設點的坐標可按 記錄）土木人家園 網友分享http:/526對邊測量 對邊測量就是測定兩目標點之間的平距和高差(如圖5-4所示)，即在兩目標點P1、P2上分別豎立反射棱鏡，在與P1、P2通視的任意點P安置全站儀后，先選定對邊測量模式，然后分別照準P，、

11、P2上的反射棱鏡進行測量，儀器就會自動按下式計算并顯示出P1、P2兩目標點間的平距D12和高差h12式中 S1、S2儀器至兩反射棱鏡的斜距(m)； 1、2儀器至兩反射棱鏡的豎直角； PP1與PP2兩方向間的水平夾角。但需指出，應用上述公式計算地面點P1和P2間高差的前提條件是P1和P2兩點間的目標高v1、v2應相等。否則，應按下式計算土木人家園 網友分享http:/97對邊測量對邊測量（窗體位置：主菜單 常規(guī)測量 對邊測量。顯示下圖窗口：）使用操作：1、瞄準參考目標點按起點，儀器自動測距并記憶當前點作為起算基點2、瞄準測量目標點按輻射，儀器自動測距并計算顯示出起點（基點）到當前目標點的斜距、平

12、距、高差；如瞄準測量目標點后按連續(xù)，儀器自動測距并計算顯示出前一個目標點到當前目標點的斜距、平距、高差。3、如起點（基點）不變，可重復上2、3步驟操作繼續(xù)測量目標點與起點的斜距、平距、高差；如起點須重新設定上1，2步驟的操作。土木人家園 網友分享http:/527懸高測量 懸高測量就是測定空中某點距地面的高度(如圖5-5所示)。把全站儀安置于適當位置，并選定懸高測量模式后，把反射棱鏡設立在欲測高度的目標點C的天底B(即過目標點C的鉛垂線與地面的交點)處，輸入反射棱鏡高v；然后照準反射棱鏡進行測量；再轉動望遠鏡照準目標點C，便能實時顯示出目標點C至地面的高度H。顯示的目標點高度H，由全站儀自身內

13、存的計算程序按下式計算而得土木人家園 網友分享http:/土木人家園 網友分享http:/5.2.8 面積測量面積測量（窗體位置：主菜單 常規(guī)測量 面積測量。顯示下圖窗口：）面積測量是通過儀器順序實測三個或更多個點坐標數據，計算出由點順序構成封閉圖形的面積。使用操作：1設立測站：在上圖點擊 進入測站設置界面。測站設置參考9.2節(jié)2如上圖連續(xù)依次測量P3，P2，P1，P5，P4,每次測點可按記錄該點坐標數據。3當連續(xù)測量點數達3個時，儀器將自動計算出構成封閉圖形面積大小并顯示于界面“面積：”處。4提供面積單位切換。如上圖。n(1) 三同軸望遠鏡三同軸望遠鏡n在全站儀的望遠鏡中，照準目標的視準軸、

14、光電測距的紅外光發(fā)射光軸和接收光軸是同軸的，其光路如圖5-2所示。因此，測量時使望遠鏡照準目標棱鏡的中心，就能同時測定水平角、垂直角和斜距。 n5.2 NTS-355全站儀的基本操作全站儀的基本操作n圖5-3所示是南方測繪儀器公司生產的NTS-355中文界面全站儀，它帶有數字/字母鍵盤，其主要技術參數為：一測回方向觀測中誤差為5，豎盤指標自動歸零補償采用液體電子傳感補償器，補償范圍為3；在良好大氣條件下的最大測量距離為2.6km(使用三塊棱鏡)，距離測量誤差為2mm+2ppm；帶有內存的程序模塊可以儲存3440個點的測量數據和坐標數據；儀器采用6V鎳氫可充電電池供電，一個充滿電的電池可供連續(xù)測

15、量810個小時。 n5.2 NTS-355全站儀的基本操作全站儀的基本操作n圖5-3所示是南方測繪儀器公司生產的NTS-355中文界面全站儀，它帶有數字/字母鍵盤，其主要技術參數為：一測回方向觀測中誤差為5，豎盤指標自動歸零補償采用液體電子傳感補償器，補償范圍為3；在良好大氣條件下的最大測量距離為2.6km(使用三塊棱鏡)，距離測量誤差為2mm+2ppm；帶有內存的程序模塊可以儲存3440個點的測量數據和坐標數據；儀器采用6V鎳氫可充電電池供電，一個充滿電的電池可供連續(xù)測量810個小時。 n1) P1頁菜單nP1頁菜單有“置零”、“鎖定”、“置盤”三個選項。n“置零”選項n將當前視線方向的水平

16、度盤讀數設置為0。n“鎖定”選項n將當前水平度盤讀數鎖定，該選項用于將某個照準方向的水平度盤讀數配置為指定的角度值。n“置盤”選項n將當前視線方向的水平度盤讀數設置為輸入值。n2) P2頁菜單n“傾斜”選項n當儀器豎軸發(fā)生微小的傾斜時，打開傾斜補償器可以自動改正垂直角。n一般將望遠鏡視準軸的水平投影方向定義為X軸，儀器橫軸方向定義為Y軸，NTS-355內的傾斜補償器只能測量出儀器豎軸在X軸方向的傾斜角度，因此，只能計算并顯示垂直角觀測的改正值并自動對垂直角觀測值進行改正。n“V%”選項n使豎盤讀數在以角度制顯示或以斜率百分比(也稱坡度)顯示間切換。n3) P3頁菜單n“H-蜂鳴”選項n開關蜂鳴

17、聲。當水平度盤讀數分別為0、90、180、270、1時發(fā)出蜂鳴聲。n“R/L”選項n使水平盤讀數在右旋和左旋水平角之間切換。右旋等價于水平度盤為順時針注記，左旋等價于水平度盤為逆時針注記。n“豎角”選項n使豎盤讀數在天頂距(豎盤0位于天頂方向)和高度角(豎盤0位于水平方向)之間切換。 n用戶可以在圖5-25所示的通訊軟件NTS320.exe中輸入編碼值，n輸入時，每行一個編碼，格式是“編碼號, 賦值”。n圖5-25中“5,HangDi”表示旱地，“50,WeiQiang”表示圍墻。傳送編碼文件到儀器內存中的操作方法見本節(jié)(7)。nNTS320.exe軟件由南方測繪儀器公司免費提供，它放置在隨書

18、光盤“南方公司全站儀與計算機通訊軟件”文件夾下，建議讀者在Windows資源管理器將其拖放到Windows桌面上，然后在桌面上雙擊它，就可以啟動。n如果當前測量工作不是為了數字成圖，則不需要為編碼賦值。 n5.6 新型全站儀簡介新型全站儀簡介n某些型號的進口全站儀，除具有普通全站儀的功能外，還具有一些更先進更實用的功能。n(1) 拓普康拓普康GTS-600系列全站儀系列全站儀n圖5-44為日本拓普康公司的GTS-600系列全站儀，它具有如下的特點：n1) 儀器的ROM中固化有MS-DOS3.22操作系統(tǒng)，用戶可以修改儀器自帶的應用程序，也可以開發(fā)適合特殊需要的應用程序，系統(tǒng)提供給用戶存儲應用程

19、序的空間達2MB。n2) 儀器用于存儲測量數據的內存為320KB，可以存儲約5000個點的坐標數據，如果不夠，可以使用閃存卡。儀器使用16MB或32MB兩種PCMCIA(personal computer memory card internation association)閃存卡，數據采集完成后，可以從儀器中取出閃存卡，并將其插入卡適配器中，再將插入了閃存卡的卡適配器裝入計算機的PCMCIA卡槽中(筆記本電腦一般都帶有PCMCIA卡槽)，即可將閃存卡中的數據讀入計算機。 n3）儀器除帶有一個RS-232C串行接口外，還帶有一個12針的并行接口，將Centronics標準(12針)的打印機連接到并行接口，操作儀器可以直接打印測量成果。n4) 自動調焦。觀測員只需要使望遠鏡大致照準棱鏡，按下儀器上的“AF”鍵，儀器就會立刻對目標棱鏡進行自動調焦。n5) 防水。儀器按照IEC529標準制造，具有超強的防水性能，當水龍頭的水從任何方向噴射儀器的外殼時，均不會對儀器的性能產生影響。n6) 可選配的定線點指示器。定線點指示器可以同時發(fā)射兩束光，其中一束為恒定激光，用于指向；另一束為閃爍光，用于幫助司鏡員正確識別定線方向。n7) 屏幕顯示采用全中文菜單界面，便于中國用戶操作與使用。 n(2) 徠卡徠卡TPS1100系列全站儀系列全站儀n圖5-45為徠卡公司的