第五章-全站仪简介.ppt

主要内容：一、全站仪概述二、全站仪的发展三、全站仪的结构四、全站仪的使用五、全站仪的检验六、全站仪的用途及工作原理七、全站仪的应用,第五章全站仪及其使用,棱镜,全站仪,构造,2020/5/23,测量学第四章,4,2020/5/23,测量学第四章,5,2020/5/23,测量学第四章,6,2020/5/23,测量学第四章,7,数据通讯,2020/5/23,测量学第四章,8,棱镜、基座、反光镜,2020/5/23,测量学第四章,9,通讯参数,2020/5/23,测量学第四章,10,南方宾得系列,拓扑康系列,索佳系列,尼康系列,徕卡系列,测距仪用,反射棱镜,反射棱镜,微型棱镜,ADSmini101棱镜ADSmini102棱镜工程测量,地籍测量,房屋测量比较方便.价格便宜.,墙角测量:外墙角棱镜内墙角棱镜,悬挂在空中,装在铅垂线镜框上,测绘附件、脚架、对中杆等,脚架系列,ATS-1铝合金脚架,ATS-2木制脚架,ATS-3铝合金脚架,对中杆及支架,对中杆棱镜组ADS101对中杆棱镜组ADS100,各种尺寸,任您选择.外型好,价格为进口的1/3,2米,3米,4米,国外厂家已基本上不生产光学经纬仪了!,尼康,宾得,索佳,拓普康,徕卡,经纬仪是用量最大的测绘仪器，国内市场15000台,一、全站仪概述,全站仪是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，是集水平角、竖直角、距离(斜距、平距)、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。因其一次安置仪器就可完成该测站上全部测量工作，所以称之为全站仪。全站仪的发展经历了从积木式（组合式）即光电测距仪与光学经纬仪组合（二者可分可合），到整体式即将光电测距仪和经纬仪组合为同轴的整体式全站仪（二者不能分离）。,电子全站仪由电源部分、测角系统、测距系统、数据处理部分、通讯接口、及显示屏、键盘等组成。同电子经纬仪、光学经纬仪相比，全站仪增加了许多特殊部件，因此而使得全站仪具有比其它测角、测距仪器更多的功能，使用也更方便。这些特殊部件构成了全站仪在结构方面独树一帜的特点。,二、全站仪的发展,1、19世纪游标经纬仪2、20世纪初开始，光学经纬仪逐步取代游标经纬仪3、20世纪40年代末，光电测距仪和激光测距仪相继问世，90年代初，小型红外测距仪的发展趋于稳定。,4、1968年西德OPTON厂最早将电子经纬仪和电磁波测距仪设计为一体研制了RegElda14全站型电子速测仪5、90年代中期后，国外全站仪逐渐进入国内市场，但价格昂贵6、进入21世纪后，全站仪逐渐走向普及；国产品牌逐步成熟。,第一代：斜距、平距转换第二代：专项功能第三代：磁卡、内存第四代：电脑型全站，有操作系统DOS第五代：可视化，Win全站,全站仪自诞生以来在精度指标上没有显著变化，发展的实质是在功能上的进步、完善。,1同轴望远镜,全站仪的望远镜实现了视准轴、测距光波的发射、接收光轴同轴化。同轴性使得望远镜一次瞄准即可实现同时测定水平角、垂直角和斜距等全部基本测量要素的测定功能。加之全站仪强大、便捷的数据处理功能，使全站仪使用极其方便。,三、全站仪的结构,2双轴自动补偿,作业时若全站仪纵轴倾斜，会引起角度观测的误差，盘左、盘右观测值取中不能使之抵消。而全站仪特有的双轴（或单轴）倾斜自动补偿系统，可对纵轴的倾斜进行监测，并在度盘读数中对因纵轴倾斜造成的测角误差自动加以改正(某些全站仪纵轴最大倾斜可允许至6），使度盘显示读数为正确值，即所谓纵轴倾斜自动补偿。,3键盘,键盘是全站仪在测量时输入操作指令或数据的硬件，全站型仪器的健盘和显示屏均为双面式，便于正、倒镜作业时操作。,4存储器,全站仪存储器的作用是将实时采集的测量数据存储起来，再根据需要传送到其它设备如计算机等中，供进一步的处理或利用，全站仪的存储器有内存储器和存储卡两种。全站仪内存储器相当于计算机的内存(RAM)，存储卡是一种外存储媒体，又称SD卡，作用相当于计算机的磁盘。,5通讯接口,全站仪可以通过BS232C通讯接口和通讯电缆将内存中存储的数据输入计算机，或将计算机中的数据和信息经通讯电缆传输给全站仪，实现双向信息传输。CASS,四、全站仪的使用方法与步骤简述,1安置电子全站仪固定点上，对中整平，量取仪器高。2安置测杆反光镜于另一固定点上，经对中整平后，用反光镜觇标上的瞄准器对准全站仪。3瞄准反光镜。瞄准时将望远镜的十字丝中横丝对准水平觇标，竖丝瞄准竖直觇标。4距离测量。（1）设置单位、棱镜、比例改正系数。单位有测量单位米或英尺，角度单位；棱镜类型有圆形或矩形；比例改正系数从030，它是与距离成正比的各项改正。（2）按ON键开机；按TEST键检验电源电压、反回信号强度，显示光强横条越多反回信号越强；按DIST开始测距，发出嘀哒、嘀哒声，约6秒钟后显示水平角、竖直角、水平距离和高差。,五、全站仪的检验,随着全站仪的日益普及，加上全站仪本身是一种高精度的仪器，如何检测其质量尤为重要。为了评定全站仪的质量，保证其测距、测角的精度，必须对全站仪进行检验。在全站仪检定规程中明确规定全站仪的检定周期为1年,全站仪的检定项目包括：1、测距部分的检测2、测角部分的检测3、补偿器的补偿范围与补偿精度的测定4、视准误差的检验5、水平轴倾斜误差的检验6、竖盘指标差的检验7、一测回水平方向和垂直方向观测中误差的测定,1、仪器应经常保持清洁，用完后使用毛刷、软布将仪器上落的灰尘除去。2、棱镜应保持干净，不用时放在安全的地方。3、避免将仪器长时间暴露在太阳下或置于封闭发热的汽车中。,注意事项：,4、旋转制动和微动螺旋，或基座上的脚螺旋时，应尽可能使螺旋处在中间位置，该中间位置有一条指标线。5、任何温度的突变都会缩短仪器测程或可使仪器受潮，注意使仪器有一个适应环境温度的过程。,六、全站仪的用途及工作原理,主要用途：测距、测角、测坐标。可以代替经纬仪，但不能代替水准仪。2秒全站仪测角精度与2秒的经纬仪完全相同，而高差测量是通过垂直角和水平距离计算出来的，对于高精度的水准来说，全站仪的精度不够，但可以用限制距离的测量方式代替低等级的水准测量。全站仪测角部分采用“角度度盘+角度传感器”获得角度的数字化数据，测距部分与光电测距仪完全相同，而且大多采用电磁波测相技术实现的。,坐标放样坐标测量边角放样对边测量悬高测量偏心测量直线放样面积测量后方交会高程传递相对直线坐标坐标正反算相对直线放样线路放样断面测量地形测量,全站仪常见机载应用程序种类,全站仪必备的硬件功能,测角：提供水平角（HR）和竖直角(V)测距：提供水平距离(HD)和高差(VD),全站仪的两种测距方式,1、红外测距,2、激光测距,全站仪的两种测角方式,1、光栅增量式测角,2、绝对编码式测角,苏州一光全站仪型号,2020/5/23,测量学第四章,38,一、编码度盘测角原理,扇区型码盘,条码型码盘,七、全站仪的应用,角度距离计算坐标公式,x=测站x+平距COS(方位角）,y=测站y+平距SIN(方位角）,全站仪的距离计算,设置测站定向后，全站仪可以为我们提供些什么数据？,1、距离数据,2、方位角数据,测站点到目标点的平距参与坐标计算测站点到目标点的高差用于计算坐标点的高程（H）,测站点到目标点的方位角，用于计算目标点的平面坐标。,测量坐标、夹角、距离,利用全站仪数字化测图,1、全站仪野外采集坐标、绘制草图。2、全站仪数据下载到电脑进行数据格式转换。3、坐标数据展绘到成图软件。4、根据野外草图绘制地形图。5、编辑地形图。6、地形图输出，地形图入库。南方测绘CASS,坐标放样操作,1、输入待放样点坐标仪器计算出测站到待放样点间的距离和方位角进入放样界面将水平角差调到0度0分0秒或接近0度指挥棱镜进入望远镜照准后测距根据屏幕提示的距离差指挥棱镜前后左右移动重新照准、测距、指挥棱镜移动直到屏幕显示的角度差和距离差满足放样要求。,后方交会,定义：在某一待定点P架设全站仪，通过测量两个及以上已知点的方式来计算出P点的坐标。,测角交会：需要测量至少三个已知点。边角交会：需要测量至少两个已知点。全站仪一般是用边角交会,后方交会操作,1、调取已知点坐标（根据仪器的不同，有的会要求一次把所有要测的点的坐标全部调入，有的会要求调一个测一个）2、测距3、测量结果确认（仪器会读取当前的角度和距离）4、计算（根据读取的角度距离数据和调入的测量点坐标计算出待测点的坐标，测量点多于2个点时则进行平差处理）,后方交会计算,c,角度闭合差在容许范围内时，以改正和角，并代入下式,理论夹角值：,角度闭合差：,后方交会适用范围,1、需要引一个控制点2、控制点的精度要求较高，极差测坐标不能满足精度要求。3、在待测点上有两个或两个以上的控制点通视。,角距放样,需要的参数：1、参考方向2、待放样点与参考方向的夹角3、待放样点到仪器的水平距离,适用范围：已知夹角和距离的放样方式如：线路放样圆形建筑或椭圆形建筑,角距放样,30度,对边测量操作,照准第一点后按测距确认将该点作为基点照准第二点后按测距确认后即显示两点间的平距、高差和斜距照准其它点测距、确认,对边测量,作用：不在待测点上架设仪器的情况下，利用两个点的假设坐标来计算它们之间的平距、斜距和高差。,对边测量按功能分为相邻对边测量和放射对边测量两种：相邻对边测量适用于测定相邻两点间的距离，如：AB、BC.间的距离。放射对边测量适用于测量各点相对于某基点的距离，如：AB、AC间的距离。,适用：横断面测量、桩间距测量、楼间距测量。,对边测量用于横断面测量,第一步、基点测量。要求跑镜员报回当前棱镜高度，操作人员输入当前棱镜的正确高度，跑镜员在中桩上安置棱镜后，瞄准棱镜后测距，并将该点确定为基点。第二步、变坡点测量跑镜人员在变坡点上架设棱镜。跑镜人员应报回棱镜高度和当前位置（位于中桩左边还是右边）。操作员输入跑镜人员报回的棱镜高，照准棱镜测距。测距完成后检查当前变坡点的选择是否正确，再根据跑镜员报回的位置按左负右将dHD记入第一行偏距行，dVD记入第二行高差行。记录结束后开始一下变坡点的测量。,对边测量用于横断面测量,高程(m),偏距(m),23.5m,0.00m,8.763,12.574,20.152,20.152,21.984,22.851,面积测量,面积测量,测量方法：依次测量待测区域的各特征点的坐标，或调取已经存储的坐标数据来计算待测区域的面积。测量要求：1、可以任意点设站，尽可能保证一站可以测完所有特征点。2、如果不能一站测完所有点，则可以分块测量所有特征点在同一坐标系下的坐标值进行调用计算（600/700），也可以分块测量后面积相加(630/600/700)。3、测量的特征点越多，精度越高。4、测量不需要闭合到起点。,悬高测量,分块面积测量,返回,调取坐标计算面积,返回,提高面积测量精度,加密前,加密后,返回,所有特征点都只要测一次,返回,悬高测量,作用：间接测量目标高度，适用于无法直接测量高度的时候。分类：1、有棱镜高2、无棱镜高,悬高测量操作,有棱镜高操作：1、把棱镜放在待测目标正下方。2、输入当前棱镜高。3、瞄准棱镜测距。4、转动望远镜照准待测目标，仪器显示当前高度。,无棱镜高操作：1、把棱镜放在待测目标正下方。2、输入当前棱镜高。3、瞄准棱镜测距。4、转动望远镜照准0高度点后将该点设为0高度点。5、转动望远镜照准待测目标，仪器显示当前高度。,直线放样,悬高测量原理（有棱镜高）,返回,有棱镜高操作(获得的参数)1、把棱镜放在待测目标正下方。2、输入当前棱镜高。(P.H)3、测量棱镜距离。（SD、VA1）4、转动望远镜照准待测目标，仪器显示当前高度。（VA2）,悬高测量原理（无棱镜高）,返回,无棱镜高操作(获得的参数)：1、把棱镜放在待测目标正下方。2、瞄准棱镜测距。(SD,VA)3、转动望远镜照准0高度点后将该点设为0高度点。(VA1)4、转动望远镜照准待测目标，仪器显示当前高度。(VA2),相对直线坐标,相对坐标系的建立,测量起点A测量终点B获得测站的相对坐标测量其它的待测点，获得待测点的相对坐标,先通过两个点定义一条基线，以起点为坐标原点，起点到终点的方向作为X轴的正方向，顺时针方向90为Y轴正方向建立一个独立的坐标系。,操作,相对直线坐标计算原理,测站坐标计算,已知数据：HD1、HD2、,HD1:C到A的距离HD2:C到B的距离HD3:A到B的距离:ACB:BAC,直线放样,注意事项：1、施测前必须设置测站和定向。2、起点和终点坐标可以调取，也可以实地测量。3、按起点到终点为前进方向，偏距按左负右正输入。,作用：通过两个已知点定义一条基线，输入距离起点的长度和偏距计算出坐标进行放样。,适用于测放边桩、等距桩、龙门桩或轴心线等。,直线放样操作步骤,1、输入或测量起点坐标和终点坐标来定义基线。2、输入待计算点到起点的距离和偏距。（当偏距为0时，该点在基线方