第5章全站儀測(cè)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(cè)角原理

二、動(dòng)態(tài)測(cè)角原理§5-2電磁波測(cè)距儀測(cè)距一、電磁波測(cè)距概述1.測(cè)距原理電磁波測(cè)距的基本原理是通過測(cè)定電磁波在待測(cè)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(cè)距儀分類

（1）所采用的載波（2）按時(shí)間測(cè)定方式

遠(yuǎn)程——幾十公里

（3）按測(cè)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(cè)距

三、相位式光電測(cè)距1．相位式測(cè)距的基本原理

2．相位式測(cè)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(cè)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(cè)距離增大某一數(shù)值，稱為棱鏡常數(shù)。

五、距離測(cè)量測(cè)距時(shí)，將測(cè)距儀和反射鏡分別安置在測(cè)線的兩端，仔細(xì)地對(duì)中。接通測(cè)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(cè)距。

§5-3概述一、全站儀的結(jié)構(gòu)原理全站型電子速測(cè)儀簡(jiǎn)稱全站儀，它由光電測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)角精度為0.5秒，測(cè)距精度為1mm+1×10-6D(D為所測(cè)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(zhǎng)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(cè)量、放樣。§5-4全站儀的使用（一）測(cè)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(cè)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(cè)量1．角度測(cè)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(cè)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(cè)量（1）測(cè)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(cè)條件設(shè)置好；④氣象改正數(shù)、棱鏡常數(shù)改正數(shù)和測(cè)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(cè)量。

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

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

3．坐標(biāo)測(cè)量（1）三維坐標(biāo)測(cè)量原理

（2）坐標(biāo)測(cè)量前準(zhǔn)備①儀器已正確地安置在測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)量；⑦測(cè)站數(shù)據(jù)已輸入。

（3）坐標(biāo)測(cè)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(cè)，儀器即可顯示待定1的三維坐標(biāo)。

三.高級(jí)測(cè)量1．后方交會(huì)測(cè)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(cè)，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(cè)量將要測(cè)設(shè)的角度和邊長(zhǎng)（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(zhǎng)的實(shí)測(cè)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(cè)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(cè)量如圖，分別瞄準(zhǔn)兩個(gè)目標(biāo)點(diǎn)處的棱鏡并觀測(cè)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(cè)量要測(cè)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(cè)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(cè)量2.距離測(cè)量3.標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量4.對(duì)邊測(cè)量5.懸高測(cè)量6.點(diǎn)放樣7.距離放樣8.面積測(cè)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(zhǎng)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(cè)量1.水平角和垂直角的測(cè)量確認(rèn)處于角度測(cè)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(cè)量模式。

2）通過鍵盤輸入進(jìn)行設(shè)置確認(rèn)處于角度測(cè)量模式

四、距離測(cè)量1.連續(xù)測(cè)量：確認(rèn)處于測(cè)角模式

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

五、標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量（一）設(shè)置測(cè)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(cè)量：即進(jìn)行待測(cè)點(diǎn)測(cè)量，并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)

六、對(duì)邊測(cè)量對(duì)邊測(cè)量模式有兩個(gè)功能。1、MLM-1（A-B，A-C）：測(cè)量A-B，A-C，A-D……2、MLM-2（A-B，B-C）：測(cè)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(cè)量過程與MLM-1模式完成相同。

七、懸高測(cè)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(cè)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