测绘新技术介绍

1、 随着现代科学技术的发展和计算机的广泛应用，一种集测距装置、测角装置和微处理器为一体的新型测量仪器应运而生。这种能自动测量和计算，并通过电子手簿或直接实现自动记录、存储和输出的测量仪器，称为全站型电子速测仪（General Total Station），简称全站仪（全站仪（GTSGTS）。 全站仪由以下两大部分组成： l）采集数据设备采集数据设备：主要有电子测角系统、电子测距系统、还有自动补偿设备等。 2）微处理器微处理器：微处理器是全站仪的核心装置,主要由中央处理器,随机储存器和只读存储器等构成,测量时,微处理器根据键盘或程序的指令控制各分系统的测量工作,进行必要的逻辑和数值运算以及数字存储

2、、处理、管理、传输、显示等。显 示 器键 盘只读存储器随机存储器输入/输出I/O单元微处理器水平角测量单元垂直角测量单元距离测量单元自动补偿单元光电测量系统光电测量系统微处理器及软件微处理器及软件 积木式（积木式（ModularModular），），也称组合式，它是指电子经纬仪和测距仪可以分离开使用，照准部与测距轴不共轴。作业时，测距仪安装在电子经纬仪上，相互之间用电缆实现数据通讯，作业结束后卸下分别装箱。这种仪器可根据作业精度要求，用户可以选择不同测角、测距设备进行组合，灵活性较好。 整体式（整体式（integratedintegrated），），也称集成式，它是将电子经纬仪和测距仪融为一体

3、，共用一个光学望远镜，使用起来更方便。 常见的有日本（SOKKIA）SET系列、拓普康（TOPOCON）GTS系列、尼康（NIKON）DTM系列、瑞士徕卡（LEICA）TPS系列，我国的NTS和ETD系列。 随着计算机技术的不断发展与应用以及用户的特殊要求，出现了带内存、防水型、防爆型、带内存、防水型、防爆型、电脑型、马达驱动型电脑型、马达驱动型等等各种类型的全站仪，使得这一最常规的测量仪器越来越满足各项测绘工作的需求，发挥更大的作用。 1982 1986 1991 1994 1999 TC2000单轴补偿彩色组合功能键操作（DOS方式） T3000双轴补偿彩色组合功能键操作（DOS方式） T

4、C1610双轴补偿菜单功能键操作 TPS1000双轴补偿软功能键操作(图标操作)自动目标识别 TPS1100双轴补偿软功能键操作(图标操作)自动目标识别 无合作目标 测距1.测角功能测角功能：测量水平角、竖直角或天顶距；2.测距功能测距功能：测量平距、斜距或高差；3.跟踪测量跟踪测量：即跟踪测距和跟踪测角；4.连续测量连续测量：角度或距离分别连续测量或同时连续测量。5.坐标测量坐标测量：在已知点上架设仪器，根据测站点和定向点的坐标或定向方位角，对任一目标点进行观测，获得目标点的三维坐标值。6.悬高测量悬高测量REMREM：可将反射镜立于悬物的垂点下，观测棱镜，再抬高望远镜瞄准悬物，即可得到悬物

5、到地面的高度。7.对边测量对边测量MLMMLM：可迅速测出棱镜点到测站点的平距、斜距和高差。8.后方交会后方交会：仪器测站点坐标可以通过观测两坐标值存储于内存中的已知点求得。9.距离放样距离放样：可将设计距离与实际距离进行差值比较迅速将设计距离放到实地。10.坐标放样坐标放样：已知仪器点坐标和后视点坐标或已知仪器点坐标和后视方位角，即可进行三维坐标放样，需要时也可进行坐标变换。11.预置参数预置参数：可预置温度、气压、棱镜常数等参数。12.测量的记录、通讯传输功能测量的记录、通讯传输功能。 以上是全站仪所必须具备的基本功能。当然，不同厂家和不同系列的仪器产品，在外形和功能上略有区别，这里不再详

6、细列出。1 1、仪器操作简单，高效、仪器操作简单，高效。全站仪具有现代测量工作所需的所有功能。2 2、快速安置、快速安置：简单地整平和对中后，仪器一开机后便可工作。仪器具有专门的动态角扫描系统，因此无需初始化。关机后，仍会保留水平和垂直度盘的方向值。电子“气泡”有图示显示并能使仪器始终保持精密置平。3 3、适应性强、适应性强：全站仪是为适应恶劣环境操作所制造的仪器。它们经受过全面的测试以便适应各种作业条件，例如，雨天、潮湿、冲撞、尘土和高温等，因此，它们能在最苛刻的环境下完成作业任务。、全站仪设有双向倾斜补、全站仪设有双向倾斜补偿器偿器,可以自动对水平和竖直方向进行修正,以消除竖轴倾斜误差的影

7、响。还可进行地球曲率改正、折光误差以及温度、气压改正。、控制面板具有人机对话、控制面板具有人机对话功能。功能。控制面板由键盘和主,副显示窗组成。除照准以外的各种测量功能和参数均可通过键盘来实现,仪器的两侧均有控制面板,操作十分方便。、具有双向通讯功能、具有双向通讯功能,可将测量数据传输给电子手簿或外部计算机,也可接受电子手簿和外部计算机的指令和数据。 1、测量结果自动记录在电子手簿中,减少了读数的错误和记录的粗差,提高了功效。 2、利用全站仪中的微处理器,通过传感器可以自动的改正仪器轴系误差,提高测量精度;3、距离改正,高差计算和坐标计算在仪器上自动完成,减少了内业计算工作量;4、角度测量中自

8、动扫描整个度盘,并求出平均值作为结果,消除了度盘的刻 划误差和偏心差。 以下列举几个国外知名厂家的部分型号的电子全站仪，这些仪器包含许多先进的功能，如激光对中、自动调焦、跟踪测量等，供学习参考。也可以从相关网站上查询所需信息。1 1、拓普康电子全站仪、拓普康电子全站仪GTS-600GTS-600系列系列2 2、索佳电子全站仪、索佳电子全站仪SET-030RSET-030R系列系列3 3、徕卡电子全站仪、徕卡电子全站仪TPS-700RTPS-700R系列系列 电子全站仪正以惊人的速度发展，集控制测量、测图、工程放样于一体，外业数据采集、数据处理和绘图相结合，操作更加方便。 南方正在研制的电子全站

9、仪南方正在研制的电子全站仪NTS-WINNTS-WIN 是以计算机为核心，在外连输入输出设备硬件、软件的条件下，通过计算机对地形空间数据进行处理得到数字地图,需要时也可用数控绘图仪绘制所需的地形图或各种专题地图。 传统的地形测图（白纸测图）是将测得的观测值用图解的方法转化为图形，这一转化过程几乎都是在野外实现的，即使是原图的室内整饰一般也要在测区驻地完成。另外白纸测图一纸难载诸多图形信息，变更修改也极不方便，实在难以适应当前经济建设的需要。数字化测图则不同，它希望尽可能缩短野外的作业时间，减轻野外的劳动强度，将大量的手工操作转化为计算机控制下的机械操作，不仅减轻了劳动强度，而且不会损失应有的观

10、测精度。 数字化测图就是将采集的各种有关的地物和地貌信息转化为数字形式，通过数据接口传输给计算机进行处理，得到内容丰富的电子地图，需要时由计算机的图形输出设备（如显示器、绘图仪）绘出地形图或各种专题图图形。这就是数字化测图的基本思想。 如数字化测图的运行示意框图 绘草图数据采集点位信息特征信息数据传输数据处理地貌模型地物模型屏幕编辑存 盘地 图绘图文件1、点位精度高传统的经纬仪配合平板、量角器的图解测图方法，其地物点的平面位置误差主要受展绘误差和测定误差；测定地物点的视距误差和方向误差；地形图上地物点的刺点误差等影响。实际的图上点位误差可达到0.47mm。如在1：500 的地籍测量中，测绘房屋

11、时视距的读数精度就不够，要用皮尺或钢尺量距，用坐标法展点。普及了红外测距仪和电子速测仪，虽然测距和测角的精度大大提高，但是若配合经纬仪测绘法绘制的地形图却体现不出仪器精度的提高。也就是说无论怎样提高测距和测角的精度，由于图解地形图的精度不高，浪费了应有的精度。这就是白纸测图致命的弱点。 数字化测图则不同，若距离在300m以内时测定地物点误差约为15mm，测定地形点高程误差约为18mm。电子速测仪的测量数据作为电子信息可以自动传输、记录、存储、处理和成图。在这全过程中原始测量数据的精度毫无损失，从而获得高精度（与仪器测量同精度）的测量成果。 数字地形图最好地反映了外业测量的高精度，也就是最好地体

12、现了仪器发展更新、精度提高的高科技进步的价值。 2、改进了作业方式传统的方式主要是通过手工操作，外业人工记录、人工绘制地形图；并且在图上人工量算坐标、距离和面积等。数字测图则使野外测量达到自动记录、自动解算处理、自动成图，并且提供了方便使用的数字地图软盘。数字测图自动化的程度高，出错（读错、记错、展错）的概率小，能自动提取坐标、距离、方位和面积等。绘制的地形图精确、规范、美观。 3、便于图件的更新城镇的发展加速了城镇建筑物和结构的变化，采用地面数字测图能克服大比例尺白纸测图连续更新的困难，当实地房屋的改建扩建、变更地籍或房产时，只需输入有关的信息，经过数据处理就能方便地做到更新和修改，始终保持

13、图面整体的可靠性和现势性。4.增加了地图的表现力 计算机与显示器、打印机联机，可以显示或打印各种资料信息；与绘图机联机时，可以绘制各种比例尺的地形图，也可以分层输出各类专题地图，满足不同的用户的需要。 5、方便成果的深加工利用 数字化测图的成果是分层存放，不受图面负载量的限制，从而便于成果的加工利用。比如EPSW软件定义11层（用户还可以根据需要定义新层），房屋、电力线、铁路、道路、水系、地貌等存于不同的层中，通过打开或关闭不同的层得到所需的各类专题图，如管线图、水系图、道路图和房屋图等。还能综合相关的内容补充加工成城市规划图、城市建设图、房地产图、以及各类管理用图。还可以在数字图上进行各类工

14、程设计（CAD计算机辅助设计）6、可作为GIS的重要信息源 地理信息系统（GIS）具有方便的信息查询检索功能、空间分析功能、以及辅助决策功能，在国民经济、办公自动化及人们日常生活中都有广泛的应用。要建立起地理信息系统，数据采集的工作是重要的一环。数字化测图作为GIS的信息源，能及时准确地提供各类基础数据更新GIS的数据库，保证地理信息的可靠性和现势性，为GIS的辅助决策和空间分析发挥作用。解析测图仪或坐标量测仪数字化仪扫 描 仪全站仪或其 它测量仪器成图软件打 印 机计 算 机电子手簿电子平板(便携机)绘 图 机显 示 屏PC卡 1 1、三个阶段：、三个阶段： 2 2、两种模式：两种模式： 是

15、美国从20世纪70年代开始研制的用于军事部门的新一代卫星导航与定位系统，历时20年，耗资200多亿美元，分三阶段研制，陆续投入使用，并于1994年全面建成。GPS是以卫星为基础的无线电卫星导航定位系统，它具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的精密三维导航与定位功能，而且具有良好的抗干扰性和保密性。因此，GPS技术率先在大地测量、工程测量、航空摄影测量、海洋测量、城市测量等测绘领域得到了应用，并在军事、交通、通信、资源、管理等领域展开了研究并得到广泛应用。 GPS主要由空间卫星星座、地面监控站及用户设备三部分构成。 （1）GPS空间卫星星座由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成。 （2）G

16、PS地面监控站主要由分布在全球的一个主控站、三个注入站和五个监测站组成。 （3）GPS用户设备由GPS接收机、数据处理软件及其终端设备（如计算机）等组成。 GPS定位是根据测量中的距离交会定点原理实现的。如图所示，在待测点Q设置GPS接收机，在某一时刻tk同时接收到3颗（或3颗以上）卫星S1、S2、S3所发出的信号。通过数据处理和计算，可求得该时刻接收机天线中心（测站点）至卫星的距离1、2、3。根据卫星星历可查到该时刻3颗卫星的三维坐标（Xj，Yj，Zj），j1，2，3，从而由下式解算出Q点的三维坐标（X，Y，Z）（参考 http:/）相对于常规测量来说，GPS测量主要有以下特点：。GPS观测

17、的精度明显高于一般常规测量，在小于50 km的基线上，其相对定位精度可达1106，在大于1 000 km的基线上可达1108。GPS测量不需要测站间相互通视，可根据实际需要确定点位，使得选点工作更加灵活方便。随着GPS测量技术的不断完善，软件的不断更新，在进行GPS测量时，静态相对定位每站仅需20 min左右，动态相对定位仅需几秒钟。目前GPS接收机自动化程度越来越高，操作智能化，观测人员只需对中、整平、量取天线高及开机后设定参数，接收机即可进行自动观测和记录。GPS卫星数目多，且分布均匀，可保证在任何时间、任何地点连续进行观测，一般不受天气状况的影响。GPS测量可同时精确测定测站点的三维坐标

18、，其高程精度已可满足四等水准测量的要求。 品牌品牌型号型号精度精度参考价（元）参考价（元）诺瓦泰 POINT 2100AS单频GPS接收机 静态：平面5MM+1PPM， 高程10MM+1PPM 三台套：86000 POINT SMART 3100IS单频接收机 静态：平面5MM+1PPM， 高程10MM+1PPM 三台套：98000 SMART 6100IS双频RTK GPS接收机静态：平面5MM+1PPM， 高程10MM+1PPMRTK定位精度： 平面10MM+1PPM 高程20MM+1PPM 1基准站+1流动站：420000 SMART 6200双频RTK GPS接收机 静态：平面5MM+1PPM， 高程10MM+1PPMRTK定位精度： 平面10MM+1PPM 高程20MM+1PPM 1基准站+1流动站：450000 品牌品牌型号型号精度精度参考价（元）参考价（元）索佳