第5章全站仪测量

第5章全站仪测量

§5-1电子经纬仪电子经纬仪在结构及外观上和光学经纬仪相类似。主要不同点在于读数系统，它采用光电扫描和电子元件进行自动读数和液晶显示。

一、编码度盘测角原理

二、动态测角原理§5-2电磁波测距仪测距一、电磁波测距概述1.测距原理电磁波测距的基本原理是通过测定电磁波在待测距离两端点间往返一次的传播时间，利用电磁波在大气中的传播速度，来计算两点间的距离。

2.测距仪分类

（1）所采用的载波（2）按时间测定方式

远程——几十公里

（3）按测程分中程——数公里至十余公里

短程——3公里以下单载波——可见光；红外光；微波。(4)按载波数分

双载波——可见光+可见光；可见光+红外光三载波——可见光+可见光+微波；

可见光+红外光+微波等。

漫反射目标（无合作目标）

（5）按反射目标分合作目标-平面反射镜，角反射镜

有源反射器-同频载波应答机，

非同频载波应答机等

二、脉冲式光电测距

三、相位式光电测距1．相位式测距的基本原理

2．相位式测距的基本公式调制波的调制频率f，角频率，周期T，

2．相位式测距的基本公式设调制信号为正弦信号，包含2π的整倍数N2π，和不足2π的尾数部分ψ，即：

3．N值的确定

四、全反射棱镜由于光在玻璃中的折射率为1.5～1.6，而光在空气中的折射率近似等于1，也就是说光在玻璃中的传播要比空气中慢，因此光在棱镜中传播所用的超量时间会使所测距离增大某一数值，称为棱镜常数。

五、距离测量测距时，将测距仪和反射镜分别安置在测线的两端，仔细地对中。接通测距仪的电源，然后照准反射镜，检查经反射镜反射回的光强信号。合乎要求后即可开始测距。

§5-3概述一、全站仪的结构原理全站型电子速测仪简称全站仪，它由光电测距仪、电子经纬仪和数据处理系统组成。

二、全站仪的构造1.全站仪的望远镜目前的全站仪基本上采用望远镜光轴（视准轴）和测距光轴完全同轴的光学系统，一次照准就能同时测出距离和角度。

2.竖轴倾斜的自动补偿竖轴误差对水平方向和竖直角的影响不能通过盘左、盘右读数取中数消除。因此，在一些较高精度的电子经纬仪和全站仪中安置了竖轴倾斜自动补偿器，以自动改正竖轴倾斜对水平方向和竖直角的影响。

3.数据记录与传输观测数据的记录，随仪器的结构不同有三种方式：(1)一种是通过电缆，将仪器的数据传输接口和外接的记录器连接起来，数据直接存储在外接的记录器中；(2)另一种是仪器同部有一个大容量的内存，用于记录数据；(3)还有的仪器是采用插入数据记录卡。

三、SET仪器的结构特点全站仪的外形和电子经纬仪相类似，不同的是多了一个可供进行各项操作的键盘。

四、自动全站仪与超站仪自动全站仪是一种能自动识辨、照准和跟踪目标的一种全站仪，又称为测量机器人。如徕卡公司生产的TCA2003全自动全站仪，该仪器测角精度为0.5秒，测距精度为1mm+1×10-6D(D为所测距离)。超站仪是全站仪（TPS）与GPS完美结合，它是集成GPS接收机的高性能全站仪。无需控制点、长导线和后方交会操作，只需安装超站仪，并使用GPS确定该点的准确位置，然后就可以使用全站仪进行测量、放样。§5-4全站仪的使用（一）测量前的准备1.仪器的检定与校准（1）仪器加常数（2）补偿器零点差的设置（3）轴系的误差设置2．仪器的安置（1）用光学对中器安置仪器用光学对中器安置仪器的步骤与第三章经纬仪安置过程相同。

（2）利用补偿器整平仪器(SET2110全站仪)①按SET键进入功能切换状态后，按O键，显示窗内以图形形式显示出圆水准器。②按DIGIT键，则仪器显示竖轴在x轴（视准轴方向）和y轴（横轴方向）上的倾斜分量。③利用脚螺旋A、B使x轴方向的倾斜分量为零，用脚螺旋C使y轴方向上的分量为零。此时仪器就精确整平了。

（2）利用补偿器整平仪器(SET2110全站仪)

3.仪器参数的设置(1)气象改正:在测量中，可以直接将温度、气压输入到仪器中，让仪器进行自动改正。(2)加常数(3)补偿器及轴系误差改正功能应处于“开”的状态

（二）基本测量1．角度测量①用水平制动钮和微动螺旋精确照准后视点；②在测量度模式将后视点方向设置成零；③精确照准前视点；④所显的值，即为两点间的夹角。

2．距离测量（1）测量前的检查①电池电量已充足；②度盘指标已设置好；③仪器参数已按观测条件设置好；④气象改正数、棱镜常数改正数和测距模式已设置完毕；⑤已准确照准棱镜中心，返回信号强度适宜测量。

（2）距离类型选择和距离测量①在测量模式下按测距模式转换键选取距离类型：斜距；平距。②按测距键，开始距离测量。

③距离测量完成时仪器发出一短声响，并将测得距离值显示，在多次测距求取平均值测量时，仪器在完成所指定测距次数后显示出距离的平均值。

3．坐标测量（1）三维坐标测量原理

（2）坐标测量前准备①仪器已正确地安置在测点上；②电池已充足电；③度盘指标已设置好；④仪器参数已按观测条件设置好；⑤气象改正数、棱镜类型、棱镜常数改正数和测距模式已准确设置；⑥已准确照准棱镜中心，返回信号强度适宜测量；⑦测站数据已输入。

（3）坐标测量的步骤将全站仪安置在已知点B，棱镜设置在待定点1，输入B点已知坐标及仪器高和棱镜高后，先后视已知点A并输入A点坐标，然后瞄准1点处棱镜并进行观测，仪器即可显示待定1的三维坐标。

三.高级测量1．后方交会测量全站仪安置在某一待定点上，通过对两个以上的已知点处的棱镜进行观测，并输入各已知点三维坐标及仪器高和棱镜高后，全站仪即可显示待定点的三维坐标。

2．放样测量将要测设的角度和边长（或坐标值）输入全站仪，在放样过程中仪器显示角度和边长的实测值与放样值之差，根据显示的偏离值及符号调整棱镜位置，直至偏离值为零，此时棱镜所处位置即为要测设的点位。有的电子全站仪还可通过图形显示出棱镜上下左右前后的移动方向。

3．对边测量如图，分别瞄准两个目标点处的棱镜并观测后，仪器即可显示出两个棱镜之间的平距(HD)、斜距(S)、高差(V)和坡度（%）。SHD%

4．悬高测量要测量某些不能设置反射棱镜的目标（高压电线、桥梁桁架）的高度时，可在目标正上方或正下方处安置棱镜，输入棱镜高h1，瞄准棱镜并观测后，再瞄准目标，仪器即可显示目标的高度H。Hh1h2§8-5南方全站仪的使用一、全站仪的常用功能.1.角度测量2.距离测量3.标准测量4.对边测量5.悬高测量6.点放样7.距离放样8.面积测量二、全站仪的安置.1、安置三脚架2、将仪器安置到三脚架上3、利用圆水准器粗平仪器4、利用长水准器精平仪器5、利用光学对中器对中6、最后精平仪器

三、角度测量1.水平角和垂直角的测量确认处于角度测量模式，按下列操作步骤进行：

2.水平角的设置1）通过锁定角度值进行设置确认处于角度测量模式。

2）通过键盘输入进行设置确认处于角度测量模式

四、距离测量1.连续测量：确认处于测角模式

2.N次测量/单次测量当输入测量次数后，仪器就按设置的次数进行测量，并显示出距离平均值。当输入测量次数为1，因为是单次测量，仪器不显示距离平均值。确认处于测角模式。

五、标准测量（一）设置测站点可利用内存中的坐标数据来设定或直接由键盘输入利用内存中的坐标数据来设定

（二）设置后视点通过输入点号设置后视点将后视定向角数据寄存在仪器内

（三）碎部测量：即进行待测点测量，并存储数据

六、对边测量对边测量模式有两个功能。1、MLM-1（A-B，A-C）：测量A-B，A-C，A-D……2、MLM-2（A-B，B-C）：测量A-B，B-C，C-D……必须设置仪器的方向角[例]MLM-1（A-B，A-C）MLM-2（A-B，B-C）模式的测量过程与MLM-1模式完成相同。

七、悬高测量为了得到不能放置棱镜的目标点高度，只须将棱镜架设于目标点所在铅垂线上的任一点，然后进行悬高测量。1）有棱镜高（h）输入的情形（例：h=1.3m）

2）没有棱镜高输入的情形

九、面积计算