第5章全站儀測量

第5章全站儀測量

§5-1電子經(jīng)緯儀電子經(jīng)緯儀在結(jié)構(gòu)及外觀上和光學(xué)經(jīng)緯儀相類似。主要不同點(diǎn)在于讀數(shù)系統(tǒng)，它采用光電掃描和電子元件進(jìn)行自動(dòng)讀數(shù)和液晶顯示。

一、編碼度盤測角原理

二、動(dòng)態(tài)測角原理§5-2電磁波測距儀測距一、電磁波測距概述1.測距原理電磁波測距的基本原理是通過測定電磁波在待測距離兩端點(diǎn)間往返一次的傳播時(shí)間，利用電磁波在大氣中的傳播速度，來計(jì)算兩點(diǎn)間的距離。

2.測距儀分類

（1）所采用的載波（2）按時(shí)間測定方式

遠(yuǎn)程——幾十公里

（3）按測程分中程——數(shù)公里至十余公里

短程——3公里以下單載波——可見光；紅外光；微波。(4)按載波數(shù)分

雙載波——可見光+可見光；可見光+紅外光三載波——可見光+可見光+微波；

可見光+紅外光+微波等。

漫反射目標(biāo)（無合作目標(biāo)）

（5）按反射目標(biāo)分合作目標(biāo)-平面反射鏡，角反射鏡

有源反射器-同頻載波應(yīng)答機(jī)，

非同頻載波應(yīng)答機(jī)等

二、脈沖式光電測距

三、相位式光電測距1．相位式測距的基本原理

2．相位式測距的基本公式調(diào)制波的調(diào)制頻率f，角頻率，周期T，

2．相位式測距的基本公式設(shè)調(diào)制信號(hào)為正弦信號(hào)，包含2π的整倍數(shù)N2π，和不足2π的尾數(shù)部分ψ，即：

3．N值的確定

四、全反射棱鏡由于光在玻璃中的折射率為1.5～1.6，而光在空氣中的折射率近似等于1，也就是說光在玻璃中的傳播要比空氣中慢，因此光在棱鏡中傳播所用的超量時(shí)間會(huì)使所測距離增大某一數(shù)值，稱為棱鏡常數(shù)。

五、距離測量測距時(shí)，將測距儀和反射鏡分別安置在測線的兩端，仔細(xì)地對(duì)中。接通測距儀的電源，然后照準(zhǔn)反射鏡，檢查經(jīng)反射鏡反射回的光強(qiáng)信號(hào)。合乎要求后即可開始測距。

§5-3概述一、全站儀的結(jié)構(gòu)原理全站型電子速測儀簡稱全站儀，它由光電測距儀、電子經(jīng)緯儀和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成。

二、全站儀的構(gòu)造1.全站儀的望遠(yuǎn)鏡目前的全站儀基本上采用望遠(yuǎn)鏡光軸（視準(zhǔn)軸）和測距光軸完全同軸的光學(xué)系統(tǒng)，一次照準(zhǔn)就能同時(shí)測出距離和角度。

2.豎軸傾斜的自動(dòng)補(bǔ)償豎軸誤差對(duì)水平方向和豎直角的影響不能通過盤左、盤右讀數(shù)取中數(shù)消除。因此，在一些較高精度的電子經(jīng)緯儀和全站儀中安置了豎軸傾斜自動(dòng)補(bǔ)償器，以自動(dòng)改正豎軸傾斜對(duì)水平方向和豎直角的影響。

3.數(shù)據(jù)記錄與傳輸觀測數(shù)據(jù)的記錄，隨儀器的結(jié)構(gòu)不同有三種方式：(1)一種是通過電纜，將儀器的數(shù)據(jù)傳輸接口和外接的記錄器連接起來，數(shù)據(jù)直接存儲(chǔ)在外接的記錄器中；(2)另一種是儀器同部有一個(gè)大容量的內(nèi)存，用于記錄數(shù)據(jù)；(3)還有的儀器是采用插入數(shù)據(jù)記錄卡。

三、SET儀器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)全站儀的外形和電子經(jīng)緯儀相類似，不同的是多了一個(gè)可供進(jìn)行各項(xiàng)操作的鍵盤。

四、自動(dòng)全站儀與超站儀自動(dòng)全站儀是一種能自動(dòng)識(shí)辨、照準(zhǔn)和跟蹤目標(biāo)的一種全站儀，又稱為測量機(jī)器人。如徠卡公司生產(chǎn)的TCA2003全自動(dòng)全站儀，該儀器測角精度為0.5秒，測距精度為1mm+1×10-6D(D為所測距離)。超站儀是全站儀（TPS）與GPS完美結(jié)合，它是集成GPS接收機(jī)的高性能全站儀。無需控制點(diǎn)、長導(dǎo)線和后方交會(huì)操作，只需安裝超站儀，并使用GPS確定該點(diǎn)的準(zhǔn)確位置，然后就可以使用全站儀進(jìn)行測量、放樣。§5-4全站儀的使用（一）測量前的準(zhǔn)備1.儀器的檢定與校準(zhǔn)（1）儀器加常數(shù)（2）補(bǔ)償器零點(diǎn)差的設(shè)置（3）軸系的誤差設(shè)置2．儀器的安置（1）用光學(xué)對(duì)中器安置儀器用光學(xué)對(duì)中器安置儀器的步驟與第三章經(jīng)緯儀安置過程相同。

（2）利用補(bǔ)償器整平儀器(SET2110全站儀)①按SET鍵進(jìn)入功能切換狀態(tài)后，按O鍵，顯示窗內(nèi)以圖形形式顯示出圓水準(zhǔn)器。②按DIGIT鍵，則儀器顯示豎軸在x軸（視準(zhǔn)軸方向）和y軸（橫軸方向）上的傾斜分量。③利用腳螺旋A、B使x軸方向的傾斜分量為零，用腳螺旋C使y軸方向上的分量為零。此時(shí)儀器就精確整平了。

（2）利用補(bǔ)償器整平儀器(SET2110全站儀)

3.儀器參數(shù)的設(shè)置(1)氣象改正:在測量中，可以直接將溫度、氣壓輸入到儀器中，讓儀器進(jìn)行自動(dòng)改正。(2)加常數(shù)(3)補(bǔ)償器及軸系誤差改正功能應(yīng)處于“開”的狀態(tài)

（二）基本測量1．角度測量①用水平制動(dòng)鈕和微動(dòng)螺旋精確照準(zhǔn)后視點(diǎn)；②在測量度模式將后視點(diǎn)方向設(shè)置成零；③精確照準(zhǔn)前視點(diǎn)；④所顯的值，即為兩點(diǎn)間的夾角。

2．距離測量（1）測量前的檢查①電池電量已充足；②度盤指標(biāo)已設(shè)置好；③儀器參數(shù)已按觀測條件設(shè)置好；④氣象改正數(shù)、棱鏡常數(shù)改正數(shù)和測距模式已設(shè)置完畢；⑤已準(zhǔn)確照準(zhǔn)棱鏡中心，返回信號(hào)強(qiáng)度適宜測量。

（2）距離類型選擇和距離測量①在測量模式下按測距模式轉(zhuǎn)換鍵選取距離類型：斜距；平距。②按測距鍵，開始距離測量。

③距離測量完成時(shí)儀器發(fā)出一短聲響，并將測得距離值顯示，在多次測距求取平均值測量時(shí)，儀器在完成所指定測距次數(shù)后顯示出距離的平均值。

3．坐標(biāo)測量（1）三維坐標(biāo)測量原理

（2）坐標(biāo)測量前準(zhǔn)備①儀器已正確地安置在測點(diǎn)上；②電池已充足電；③度盤指標(biāo)已設(shè)置好；④儀器參數(shù)已按觀測條件設(shè)置好；⑤氣象改正數(shù)、棱鏡類型、棱鏡常數(shù)改正數(shù)和測距模式已準(zhǔn)確設(shè)置；⑥已準(zhǔn)確照準(zhǔn)棱鏡中心，返回信號(hào)強(qiáng)度適宜測量；⑦測站數(shù)據(jù)已輸入。

（3）坐標(biāo)測量的步驟將全站儀安置在已知點(diǎn)B，棱鏡設(shè)置在待定點(diǎn)1，輸入B點(diǎn)已知坐標(biāo)及儀器高和棱鏡高后，先后視已知點(diǎn)A并輸入A點(diǎn)坐標(biāo)，然后瞄準(zhǔn)1點(diǎn)處棱鏡并進(jìn)行觀測，儀器即可顯示待定1的三維坐標(biāo)。

三.高級(jí)測量1．后方交會(huì)測量全站儀安置在某一待定點(diǎn)上，通過對(duì)兩個(gè)以上的已知點(diǎn)處的棱鏡進(jìn)行觀測，并輸入各已知點(diǎn)三維坐標(biāo)及儀器高和棱鏡高后，全站儀即可顯示待定點(diǎn)的三維坐標(biāo)。

2．放樣測量將要測設(shè)的角度和邊長（或坐標(biāo)值）輸入全站儀，在放樣過程中儀器顯示角度和邊長的實(shí)測值與放樣值之差，根據(jù)顯示的偏離值及符號(hào)調(diào)整棱鏡位置，直至偏離值為零，此時(shí)棱鏡所處位置即為要測設(shè)的點(diǎn)位。有的電子全站儀還可通過圖形顯示出棱鏡上下左右前后的移動(dòng)方向。

3．對(duì)邊測量如圖，分別瞄準(zhǔn)兩個(gè)目標(biāo)點(diǎn)處的棱鏡并觀測后，儀器即可顯示出兩個(gè)棱鏡之間的平距(HD)、斜距(S)、高差(V)和坡度（%）。SHD%

4．懸高測量要測量某些不能設(shè)置反射棱鏡的目標(biāo)（高壓電線、橋梁桁架）的高度時(shí)，可在目標(biāo)正上方或正下方處安置棱鏡，輸入棱鏡高h(yuǎn)1，瞄準(zhǔn)棱鏡并觀測后，再瞄準(zhǔn)目標(biāo)，儀器即可顯示目標(biāo)的高度H。Hh1h2§8-5南方全站儀的使用一、全站儀的常用功能.1.角度測量2.距離測量3.標(biāo)準(zhǔn)測量4.對(duì)邊測量5.懸高測量6.點(diǎn)放樣7.距離放樣8.面積測量二、全站儀的安置.1、安置三腳架2、將儀器安置到三腳架上3、利用圓水準(zhǔn)器粗平儀器4、利用長水準(zhǔn)器精平儀器5、利用光學(xué)對(duì)中器對(duì)中6、最后精平儀器

三、角度測量1.水平角和垂直角的測量確認(rèn)處于角度測量模式，按下列操作步驟進(jìn)行：

2.水平角的設(shè)置1）通過鎖定角度值進(jìn)行設(shè)置確認(rèn)處于角度測量模式。

2）通過鍵盤輸入進(jìn)行設(shè)置確認(rèn)處于角度測量模式

四、距離測量1.連續(xù)測量：確認(rèn)處于測角模式

2.N次測量/單次測量當(dāng)輸入測量次數(shù)后，儀器就按設(shè)置的次數(shù)進(jìn)行測量，并顯示出距離平均值。當(dāng)輸入測量次數(shù)為1，因?yàn)槭菃未螠y量，儀器不顯示距離平均值。確認(rèn)處于測角模式。

五、標(biāo)準(zhǔn)測量（一）設(shè)置測站點(diǎn)可利用內(nèi)存中的坐標(biāo)數(shù)據(jù)來設(shè)定或直接由鍵盤輸入利用內(nèi)存中的坐標(biāo)數(shù)據(jù)來設(shè)定

（二）設(shè)置后視點(diǎn)通過輸入點(diǎn)號(hào)設(shè)置后視點(diǎn)將后視定向角數(shù)據(jù)寄存在儀器內(nèi)

（三）碎部測量：即進(jìn)行待測點(diǎn)測量，并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)

六、對(duì)邊測量對(duì)邊測量模式有兩個(gè)功能。1、MLM-1（A-B，A-C）：測量A-B，A-C，A-D……2、MLM-2（A-B，B-C）：測量A-B，B-C，C-D……必須設(shè)置儀器的方向角[例]MLM-1（A-B，A-C）MLM-2（A-B，B-C）模式的測量過程與MLM-1模式完成相同。

七、懸高測量為了得到不能放置棱鏡的目標(biāo)點(diǎn)高度，只須將棱鏡架設(shè)于目標(biāo)點(diǎn)所在鉛垂線上的任一點(diǎn)，然后進(jìn)行懸高測量。1）有棱鏡高（h）輸入的情形（例：h=1.3m）

2）沒有棱鏡高輸入的情形

九、面積計(jì)算