全站儀及其使用課件

第5章全站儀及其使用§5.1全站儀及其檢驗(yàn)全站儀(totalstation)是由電子經(jīng)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(jì)算并顯示出平距、高差、高程和坐標(biāo)等相關(guān)數(shù)據(jù)。由于儀器安置一次便可完成一個(gè)測站上的所有測量工作，故被稱為全站儀。5．1．1全站儀的結(jié)構(gòu)和功能

全站儀按結(jié)構(gòu)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第5章全站儀及其使用分體式全站儀整體式全站儀

全站儀按數(shù)據(jù)存儲方式分為內(nèi)存型和電腦型兩種南方NTS-960系列全站儀內(nèi)存型全站儀的所有程序都固化在儀器的存儲器中，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(kuò)充。而電腦型全站儀內(nèi)置操作系統(tǒng)，所有程序均運(yùn)行于其上，可根據(jù)實(shí)際需要添加相應(yīng)程序來擴(kuò)充其功能，使操作者進(jìn)一步成為全站儀功能開發(fā)的設(shè)計(jì)者，更好地為工程建設(shè)服務(wù)。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(zhǔn)功能，被喻為測量機(jī)器人。另外，有的廠家還將GPs接收機(jī)與全站儀進(jìn)行集成，生產(chǎn)出了GPS全站儀。全站儀按數(shù)據(jù)存儲方式分為內(nèi)存型和電腦型兩種南方NTS-95．1．2全站儀的主要性能指標(biāo)衡量一臺全站儀性能的指標(biāo)有精度(測角及測距)、測程、測距時(shí)間、補(bǔ)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(biāo)，供參考。5．1．2全站儀的主要性能指標(biāo)注：雙軸自動補(bǔ)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(shè)有電子傳感器自動將豎軸傾斜量分解成視準(zhǔn)軸方向和橫軸方向兩個(gè)分量進(jìn)行補(bǔ)償。5．1．3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(guān)鑒定部門進(jìn)行檢驗(yàn)校正。其檢校項(xiàng)目主要有以下三個(gè)方面：(1)光電測距部分的檢驗(yàn)與校正

主要有發(fā)射、接收、照準(zhǔn)三軸關(guān)系正確性檢驗(yàn)、周期誤差檢驗(yàn)、儀器常數(shù)檢驗(yàn)、精測頻率檢驗(yàn)、測程檢驗(yàn)等。在全站儀的望遠(yuǎn)鏡中，照準(zhǔn)目標(biāo)的視準(zhǔn)軸、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(yàn)與校正：大部分檢校項(xiàng)目與光學(xué)經(jīng)緯儀類似，主要有照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管軸垂直于儀器豎軸的檢驗(yàn)與校正，望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸垂直于橫軸的檢驗(yàn)與校正，橫軸垂直于儀器豎軸的檢驗(yàn)與校正，豎盤指標(biāo)差的檢驗(yàn)與校正等。

(3)系統(tǒng)誤差補(bǔ)償?shù)臋z驗(yàn)與校正目前許多全站儀自身提供了對豎軸誤差、視準(zhǔn)軸誤差、豎直角零基準(zhǔn)的補(bǔ)償功能，對其補(bǔ)償?shù)姆秶途纫惨M(jìn)行相應(yīng)的檢校。注：雙軸自動補(bǔ)償：儀器未精確整平致使豎軸傾斜引起的角度觀測誤5．2全站儀的操作使用不同廠家生產(chǎn)的全站儀，同一廠家生產(chǎn)的不同等級的全站儀，甚至是同一廠家生產(chǎn)的同一等級而不同時(shí)期生產(chǎn)的全站儀，其外觀、結(jié)構(gòu)、功能、鍵盤設(shè)計(jì)、操作方法和步驟等都會有所區(qū)別。因此，在操作使用某一臺全站儀之前，必須認(rèn)真詳細(xì)地閱讀其使用說明書，嚴(yán)格按照其使用說明書進(jìn)行操作，并注意以下事項(xiàng)：

1)儀器要由專人使用、保管，運(yùn)輸過程中應(yīng)注意防震，存放時(shí)要注意防潮。

2)遷站、裝箱時(shí)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(shí)不要將儀器正對太陽，否則會損壞內(nèi)部電子元件。

4)旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部時(shí)應(yīng)勻速旋轉(zhuǎn)，切記急速轉(zhuǎn)動。

5)不要讓儀器暴曬和雨淋，在陽光下應(yīng)撐傘遮陽。

6)不用時(shí)應(yīng)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(jīng)常保持儀器清潔和干燥。下面，僅結(jié)合WinCERTS800系列，對全站儀的一般操作使用和測量原理進(jìn)行介紹。5．2全站儀的操作使用首先認(rèn)識RTS800系列WinCE全站儀開機(jī)后的主界面首先認(rèn)識RTS800系列WinCE全站儀開機(jī)后的主界面啟用向?qū)М?dāng)啟用向?qū)r(shí)，向?qū)詣訌棾鲇嘘P(guān)的參數(shù)設(shè)置窗口，讓您輕易完成必要的設(shè)置。如您比較熟練操作時(shí)，可以關(guān)閉向?qū)?，在下次運(yùn)行此軟件時(shí)將不再顯示向?qū)?，如想顯示向?qū)?，則可以在[配置管理]?[記錄方式]中恢復(fù)”顯示向?qū)А薄?/p>

啟用向?qū)М?dāng)啟用向?qū)r(shí)，向?qū)詣訌棾鲇嘘P(guān)的參數(shù)設(shè)置窗口，讓完成向?qū)гO(shè)置界面后，最終程序運(yùn)行到“主窗體”界面。進(jìn)入主菜單完成向?qū)гO(shè)置界面后，最終程序運(yùn)行到“主窗體”界面。5.2.1測量準(zhǔn)備工作

1．安裝內(nèi)部電池

2．安置儀器操作方法和步驟與經(jīng)緯儀類似，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(yīng)先開機(jī)，然后選定對中整平模式后再進(jìn)行相應(yīng)的操作。5.2.1測量準(zhǔn)備工作1進(jìn)行距離測量前，應(yīng)先進(jìn)行以下設(shè)置：測距模式：精測、粗測、跟蹤觀測目標(biāo)類型：棱鏡、反射片、無協(xié)作目標(biāo)（解釋為什么）棱鏡常數(shù)改正值：氣象常數(shù)改正值：2然后瞄準(zhǔn)反射棱鏡，按相應(yīng)的測量鍵，幾秒之后即顯示出距離值,中間會進(jìn)行測距信號檢測。5.2.2距離測量1進(jìn)行距離測量前，應(yīng)先進(jìn)行以下設(shè)置：5.2.2距離測量5.2.3角度測量

角度測量的基本操作方法和步驟與經(jīng)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(shè)置功能，使測角更加方便。當(dāng)瞄準(zhǔn)某一目標(biāo)，并進(jìn)行水平度盤置零或方位角設(shè)置后，轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部瞄準(zhǔn)另一目標(biāo)時(shí)，屏幕所顯示的水平角值即為它們的水平夾角或該目標(biāo)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:5.2.3角度測量

5．2．4三維坐標(biāo)測量

如圖5-2所示，將全站儀安置于測站點(diǎn)A上，選定三維坐標(biāo)測量模式后，首先輸入儀器高i，目標(biāo)高v。以及測站點(diǎn)的三維坐標(biāo)值(xA，yA，HA)；然后照準(zhǔn)另一已知點(diǎn)設(shè)定方位角；接著再照準(zhǔn)目標(biāo)點(diǎn)P點(diǎn)上的反射棱鏡；按下坐標(biāo)測量鍵，儀器就會用自身內(nèi)存的計(jì)算程序自動計(jì)算并瞬時(shí)顯示出目標(biāo)點(diǎn)P的三維坐標(biāo)值(xP，yP，Hp)。5．2．4三維坐標(biāo)測量測站設(shè)置：測站設(shè)置：全站儀及其使用ppt課件全站儀及其使用ppt課件5．2．5三維坐標(biāo)放樣

如圖5-3所示，將全站儀安置于測站點(diǎn)A上，選定三維坐標(biāo)放樣模式后，首先輸人儀器高i，目標(biāo)高v以及測站點(diǎn)A和待測設(shè)點(diǎn)P的三維坐標(biāo)值(xA，yA，HA)、(xP，yP，Hp)，并照準(zhǔn)另一已知點(diǎn)設(shè)定方位角；然后照準(zhǔn)豎立在待測設(shè)點(diǎn)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△β、水平距離偏差△D和高程偏差△H5．2．5三維坐標(biāo)放樣全站儀及其使用ppt課件使用操作：1．設(shè)立測站：如果沒有設(shè)置測好測站，則在上圖點(diǎn)擊進(jìn)入測站設(shè)置界面。測站設(shè)置參考9.2節(jié)2．測站設(shè)置后，在上圖中，輸入（選取）放樣點(diǎn)的點(diǎn)名、X、Y、Z后，儀器自動計(jì)算并提示當(dāng)前儀器的旋轉(zhuǎn)方向、角度、離放樣點(diǎn)的距離。3．按當(dāng)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(biāo)法、直角偏差法）的差距，指揮架棱鏡者移動方向。5．重復(fù)上述3，4步，將當(dāng)前放樣點(diǎn)在實(shí)地上測設(shè)出來。（如果想要所測設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)可按記錄）使用操作：5．2．6對邊測量

對邊測量就是測定兩目標(biāo)點(diǎn)之間的平距和高差(如圖5-4所示)，即在兩目標(biāo)點(diǎn)P1、P2上分別豎立反射棱鏡，在與P1、P2通視的任意點(diǎn)P安置全站儀后，先選定對邊測量模式，然后分別照準(zhǔn)P，、P2上的反射棱鏡進(jìn)行測量，儀器就會自動按下式計(jì)算并顯示出P1、P2兩目標(biāo)點(diǎn)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)；

α1、α2——儀器至兩反射棱鏡的豎直角；

β——PP1與PP2兩方向間的水平夾角。但需指出，應(yīng)用上述公式計(jì)算地面點(diǎn)P1和P2間高差的前提條件是P1和P2兩點(diǎn)間的目標(biāo)高v1、v2應(yīng)相等。否則，應(yīng)按下式計(jì)算5．2．6對邊測量式中S1、S2——儀器至兩反射棱鏡的斜9．7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(zhǔn)參考目標(biāo)點(diǎn)按‘起點(diǎn)’，儀器自動測距并記憶當(dāng)前點(diǎn)作為起算基點(diǎn)2、瞄準(zhǔn)測量目標(biāo)點(diǎn)按‘輻射’，儀器自動測距并計(jì)算顯示出起點(diǎn)（基點(diǎn)）到當(dāng)前目標(biāo)點(diǎn)的斜距、平距、高差；如瞄準(zhǔn)測量目標(biāo)點(diǎn)后按‘連續(xù)’，儀器自動測距并計(jì)算顯示出前一個(gè)目標(biāo)點(diǎn)到當(dāng)前目標(biāo)點(diǎn)的斜距、平距、高差。3、如起點(diǎn)（基點(diǎn)）不變，可重復(fù)上2、3步驟操作繼續(xù)測量目標(biāo)點(diǎn)與起點(diǎn)的斜距、平距、高差；如起點(diǎn)須重新設(shè)定上1，2步驟的操作。9．7對邊測量5．2．7懸高測量

懸高測量就是測定空中某點(diǎn)距地面的高度(如圖5-5所示)。把全站儀安置于適當(dāng)位置，并選定懸高測量模式后，把反射棱鏡設(shè)立在欲測高度的目標(biāo)點(diǎn)C的天底B(即過目標(biāo)點(diǎn)C的鉛垂線與地面的交點(diǎn))處，輸入反射棱鏡高v；然后照準(zhǔn)反射棱鏡進(jìn)行測量；再轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)目標(biāo)點(diǎn)C，便能實(shí)時(shí)顯示出目標(biāo)點(diǎn)C至地面的高度H。顯示的目標(biāo)點(diǎn)高度H，由全站儀自身內(nèi)存的計(jì)算程序按下式計(jì)算而得5．2．7懸高測量全站儀及其使用ppt課件5.2.8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?qū)崪y三個(gè)或更多個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)，計(jì)算出由點(diǎn)順序構(gòu)成封閉圖形的面積。使用操作：1．設(shè)立測站：在上圖點(diǎn)擊進(jìn)入測站設(shè)置界面。測站設(shè)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(diǎn)可按記錄該點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)。3．當(dāng)連續(xù)測量點(diǎn)數(shù)達(dá)3個(gè)時(shí)，儀器將自動計(jì)算出構(gòu)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。

5.2.8面積測量使用操作：(1)三同軸望遠(yuǎn)鏡在全站儀的望遠(yuǎn)鏡中，照準(zhǔn)目標(biāo)的視準(zhǔn)軸、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(shí)使望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)目標(biāo)棱鏡的中心，就能同時(shí)測定水平角、垂直角和斜距。(1)三同軸望遠(yuǎn)鏡全站儀及其使用ppt課件§5.2NTS-355全站儀的基本操作圖5-3所示是南方測繪儀器公司生產(chǎn)的NTS-355中文界面全站儀，它帶有數(shù)字/字母鍵盤，其主要技術(shù)參數(shù)為：一測回方向觀測中誤差為±5″，豎盤指標(biāo)自動歸零補(bǔ)償采用液體電子傳感補(bǔ)償器，補(bǔ)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(nèi)存的程序模塊可以儲存3440個(gè)點(diǎn)的測量數(shù)據(jù)和坐標(biāo)數(shù)據(jù)；儀器采用6V鎳氫可充電電池供電，一個(gè)充滿電的電池可供連續(xù)測量8~10個(gè)小時(shí)。

§5.2NTS-355全站儀的基本操作§5.2NTS-355全站儀的基本操作圖5-3所示是南方測繪儀器公司生產(chǎn)的NTS-355中文界面全站儀，它帶有數(shù)字/字母鍵盤，其主要技術(shù)參數(shù)為：一測回方向觀測中誤差為±5″，豎盤指標(biāo)自動歸零補(bǔ)償采用液體電子傳感補(bǔ)償器，補(bǔ)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(nèi)存的程序模塊可以儲存3440個(gè)點(diǎn)的測量數(shù)據(jù)和坐標(biāo)數(shù)據(jù)；儀器采用6V鎳氫可充電電池供電，一個(gè)充滿電的電池可供連續(xù)測量8~10個(gè)小時(shí)。

§5.2NTS-355全站儀的基本操作全站儀及其使用ppt課件1)P1頁菜單P1頁菜單有“置零”、“鎖定”、“置盤”三個(gè)選項(xiàng)。①“置零”選項(xiàng)將當(dāng)前視線方向的水平度盤讀數(shù)設(shè)置為0。②“鎖定”選項(xiàng)將當(dāng)前水平度盤讀數(shù)鎖定，該選項(xiàng)用于將某個(gè)照準(zhǔn)方向的水平度盤讀數(shù)配置為指定的角度值。③“置盤”選項(xiàng)將當(dāng)前視線方向的水平度盤讀數(shù)設(shè)置為輸入值。2)P2頁菜單①“傾斜”選項(xiàng)當(dāng)儀器豎軸發(fā)生微小的傾斜時(shí)，打開傾斜補(bǔ)償器可以自動改正垂直角。一般將望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)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(nèi)的傾斜補(bǔ)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(jì)算并顯示垂直角觀測的改正值并自動對垂直角觀測值進(jìn)行改正。②“V%”選項(xiàng)使豎盤讀數(shù)在以角度制顯示或以斜率百分比(也稱坡度)顯示間切換。1)P1頁菜單3)P3頁菜單①“H-蜂鳴”選項(xiàng)開關(guān)蜂鳴聲。當(dāng)水平度盤讀數(shù)分別為0°、90°、180°、270°、1°時(shí)發(fā)出蜂鳴聲。②“R/L”選項(xiàng)使水平盤讀數(shù)在右旋和左旋水平角之間切換。右旋等價(jià)于水平度盤為順時(shí)針注記，左旋等價(jià)于水平度盤為逆時(shí)針注記。③“豎角”選項(xiàng)使豎盤讀數(shù)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。3)P3頁菜單全站儀及其使用ppt課件全站儀及其使用ppt課件全站儀及其使用ppt課件全站儀及其使用ppt課件全站儀及其使用ppt課件全站儀及其使用ppt課件全站儀及其使用ppt課件全站儀及其使用ppt課件全站儀及其使用ppt課件用戶可以在圖5-25所示的通訊軟件NTS320.exe中輸入編碼值，輸入時(shí)，每行一個(gè)編碼，格式是“編碼號,賦值”。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(nèi)存中的操作方法見本節(jié)(7)。NTS320.exe軟件由南方測繪儀器公司免費(fèi)提供，它放置在隨書光盤“南方公司全站儀與計(jì)算機(jī)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。如果當(dāng)前測量工作不是為了數(shù)字成圖，則不需要為編碼賦值。用戶可以在圖5-25所示的通訊軟件NTS320.exe中輸入全站儀及其使用ppt課件全站儀及其使用ppt課件§5.6新型全站儀簡介某些型號的進(jìn)口全站儀，除具有普通全站儀的功能外，還具有一些更先進(jìn)更實(shí)用的功能。(1)拓普康GTS-600系列全站儀圖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(diǎn)：§5.6新型全站儀簡介全站儀及其使用ppt課件1)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(yīng)用程序，也可以開發(fā)適合特殊需要的應(yīng)用程序，系統(tǒng)提供給用戶存儲應(yīng)用程序的空間達(dá)2MB。2)儀器用于存儲測量數(shù)據(jù)的內(nèi)存為320KB，可以存儲約5000個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，如果不夠，可以使用閃存卡。儀器使用16MB或32MB兩種PCMCIA(personalcomputermemorycardinternationassociation)閃存卡，數(shù)據(jù)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(jì)算機(jī)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(shù)據(jù)讀入計(jì)算機(jī)。3）儀器除帶有一個(gè)RS-232C串行接口外，還帶有一個(gè)12針的并行接口，將Centronics標(biāo)準(zhǔn)(12針)的打印機(jī)連接到并行接口，操作儀器可以直接打印測量成果。4)自動調(diào)焦。觀測員只需要使望遠(yuǎn)鏡大致照準(zhǔn)棱鏡，按下儀器上的“AF”鍵，儀器就會立刻對目標(biāo)棱鏡進(jìn)行自動調(diào)焦。5)防水。儀器按照IEC529標(biāo)準(zhǔn)制造，具有超強(qiáng)的防水性能，當(dāng)水龍頭的水從任何方向噴射儀器的外殼時(shí)，均不會對儀器的性能產(chǎn)生影響。6)可選配的定線點(diǎn)指示器。定線點(diǎn)指示器可以同時(shí)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。7)屏幕顯示采用全中文菜單界面，便于中國用戶操作與使用。1)儀器的ROM中固化有MS-DOS3.22操作系統(tǒng)，用戶(2)徠卡TPS1100系列全