【正文】 化1℃，將會(huì)產(chǎn)生約1ppm的改正值。在標(biāo)準(zhǔn)氣象條件下，儀器的氣象改正ppm值為零。有的儀器實(shí)際誤差接近于這個(gè)限差，有的儀器實(shí)際誤差遠(yuǎn)小于這個(gè)限差。當(dāng)被測(cè)距離為lkm時(shí)，儀器測(cè)距標(biāo)稱精度為177。 固定誤差與比例誤差絕對(duì)值之和，再冠以“177。它主要由儀器乘常數(shù)的測(cè)定誤差、儀器頻率誤差、大氣折射率誤差引起。D）的形式，顯然，該精度表達(dá)形式由以下兩部分組成： A代表固定誤差，單位符號(hào)為mm，一般在1～5mm之間。因而，人們又根據(jù)上述測(cè)距原理提出了許多改進(jìn)的測(cè)距方法。但是，通過(guò)直接測(cè)定時(shí)間來(lái)求取距離的方法實(shí)現(xiàn)起來(lái)非常困難。在電磁波測(cè)距中常用調(diào)幅或調(diào)頻兩種方式，當(dāng)載波為光波時(shí)，這一調(diào)制過(guò)程稱為“光調(diào)制”，如激光測(cè)距儀中對(duì)激光的調(diào)幅，就是對(duì)激光的亮度進(jìn)行調(diào)制；當(dāng)載波為高頻電振蕩時(shí)，這一調(diào)制過(guò)程稱為“電調(diào)制”，如微波測(cè)距儀中對(duì)微波的調(diào)制。前者稱為載波，它就像運(yùn)載工具；后者稱為調(diào)制信號(hào)，是需要傳送“貨物”。 正弦波在某一時(shí)刻的狀態(tài)（即矢量OA的瞬間位置），稱為相位。 （1）周期、頻率。 可以這樣來(lái)理解正弦波：設(shè)有一矢量OA以角速度逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，若以橫軸表示時(shí)間，將各個(gè)時(shí)刻矢量OA在縱軸方向的分量以連續(xù)曲線的形式表示出來(lái)，就形成一條正弦曲線。所謂電磁波，就是交互變化的電磁場(chǎng)在空間傳播的過(guò)程，它本質(zhì)上是一種客觀存在的物質(zhì)和能量傳輸形式。 國(guó)家法定計(jì)量檢定單位對(duì)全站儀最大測(cè)程的確認(rèn)，往往是在野外測(cè)量基線上進(jìn)行的。(5mm+10ppm)。 所謂激光測(cè)距儀，是以激光為光源的測(cè)距儀器的統(tǒng)稱。 所謂紅外測(cè)距儀，是指采用紅外光作為光源的光電測(cè)距儀。 第四節(jié) 電磁波測(cè)距儀一、電磁波測(cè)距儀概述 電磁波測(cè)距儀，也稱為電子測(cè)距儀，是利用電磁波（微波、激光或紅外光等）運(yùn)載測(cè)距信號(hào)，通過(guò)直接或間接測(cè)定電磁波在兩點(diǎn)間往返一次的傳播時(shí)間，從而根據(jù)已知的電磁波傳播速度求得兩點(diǎn)間的距離的一類(lèi)儀器的統(tǒng)稱。一般常用的單位設(shè)置如下： (1)長(zhǎng)度單位及小數(shù)位置； (2)角度單位及小數(shù)位置； (3)溫度單位； (4)氣壓?jiǎn)挝?。這就需要進(jìn)行模板設(shè)置。 一般關(guān)于功能的設(shè)置有：關(guān)機(jī)設(shè)置、音響設(shè)置、照明設(shè)置、補(bǔ)償器開(kāi)關(guān)、菜單項(xiàng)增減、ppm參數(shù)項(xiàng)的增減等。全站儀本身就是一臺(tái)專用計(jì)算機(jī)，在它的系統(tǒng)軟件里，預(yù)置了許多測(cè)量中可能會(huì)用到的功能、參數(shù)等，用戶可以隨心所欲地選擇適合自己需要的設(shè)置。 三軸補(bǔ)償?shù)幕舅枷胧?，用雙軸補(bǔ)償?shù)姆椒▉?lái)補(bǔ)償垂直軸傾斜引起的垂直和水平度盤(pán)的讀數(shù)誤差，用機(jī)內(nèi)計(jì)算軟件來(lái)改正因橫軸誤差和視準(zhǔn)軸誤差引起的水平讀數(shù)誤差。若令為視準(zhǔn)軸誤差對(duì)水平方向觀測(cè)讀數(shù)的影響，則有： （82） 顯然，視準(zhǔn)軸誤差對(duì)水平方向讀數(shù)的影響不僅與視準(zhǔn)軸誤差成正比，而且也與目標(biāo)點(diǎn)的垂直角有關(guān)。由于儀器存在著水平軸誤差，當(dāng)儀器整平時(shí)，垂直軸垂直，而水平軸不水平，這將會(huì)引起水平方向的觀測(cè)誤差。的水平角誤差）。當(dāng)望遠(yuǎn)鏡水平瞄準(zhǔn)時(shí)，橫向傾斜對(duì)水平度盤(pán)沒(méi)有影響?？v向傾斜將引起垂直角的誤差。由垂直軸傾斜導(dǎo)致的對(duì)中誤差一般可以忽略（1180。 （三）三軸補(bǔ)償 老式的單軸補(bǔ)償器只能補(bǔ)償由垂直軸傾斜引起的垂直度盤(pán)讀數(shù)誤差，雙軸補(bǔ)償器則可同時(shí)補(bǔ)償由垂直軸傾斜而引起的垂直度盤(pán)和水平度盤(pán)讀數(shù)誤差；近年來(lái)推出的三軸補(bǔ)償器，不僅能補(bǔ)償由垂直軸傾斜而引起的垂直度盤(pán)和水平度盤(pán)讀數(shù)誤差，而且還能補(bǔ)償由于水平軸傾斜和視準(zhǔn)軸誤差而引起的水平度盤(pán)的讀數(shù)誤差。 在儀器工作過(guò)程中，儀器的傾斜狀態(tài)通過(guò)電子氣泡顯示出來(lái)，而這種狀態(tài)對(duì)垂直度盤(pán)和水平度盤(pán)讀數(shù)的影響，則通過(guò)補(bǔ)償器有關(guān)電路來(lái)進(jìn)行改正。 補(bǔ)償器的補(bǔ)償精度有兩種含義：一種是傾斜量測(cè)定精度，是指補(bǔ)償器對(duì)傾斜度的測(cè)量精度，在用戶手冊(cè)上給出的補(bǔ)償精度通常都是傾斜量測(cè)定精度；一種是垂直角修正精度，是指在儀器標(biāo)稱補(bǔ)償范圍內(nèi)進(jìn)行有效修正后的垂直角值與儀器處于正確位置時(shí)的垂直角值的偏差，在檢定證書(shū)中給出的補(bǔ)償精度通常都是垂直角修正精度。補(bǔ)償器的補(bǔ)償范圍總是有限度的，市場(chǎng)上大多數(shù)全站儀的補(bǔ)償范圍一般在3180。 單軸補(bǔ)償：僅能補(bǔ)償由于垂直軸傾斜而引起的垂直度盤(pán)的讀數(shù)誤差。其基本原理是：當(dāng)儀器傾斜時(shí)，引起垂直度盤(pán)指標(biāo)隨之位移，而同時(shí)也將引起擺的微小擺動(dòng)，并通過(guò)光路引起垂直度盤(pán)影像的相應(yīng)變化，因而，最終輸出的角度為正確的角度。 補(bǔ)償器就是為了這個(gè)目的應(yīng)運(yùn)而生的。 三、補(bǔ)償器與電子氣泡 （一）補(bǔ)償器 在角度測(cè)量中，經(jīng)緯儀的垂直軸、水平軸和視準(zhǔn)軸的不正確安裝或整置往往是諸多誤差源中最重要的因素。 光學(xué)經(jīng)緯儀采用機(jī)械補(bǔ)償器，只能對(duì)垂直角進(jìn)行補(bǔ)償；而如今越來(lái)越多的電子經(jīng)緯儀采用電子液體補(bǔ)償器，不僅對(duì)垂直角進(jìn)行補(bǔ)償，而且可對(duì)水平角進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償范圍更大，精度更高，除此之外，補(bǔ)償器零點(diǎn)可以通過(guò)軟件調(diào)整，免除了機(jī)械調(diào)整的麻煩。 光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)必須借助專門(mén)的讀數(shù)窗，需要人工調(diào)焦、調(diào)像進(jìn)行對(duì)徑讀數(shù)、估讀，掌握起來(lái)比較困難，且非常容易出錯(cuò)；而電子經(jīng)緯儀的水平角、垂直角讀數(shù)自動(dòng)顯示，一般最小顯示為l180。它既可以設(shè)計(jì)成一臺(tái)完整的儀器和電子測(cè)距儀連接成積木型全站儀，也可以設(shè)計(jì)成電子經(jīng)緯儀單元，與電子測(cè)距儀單元有機(jī)結(jié)合在一起構(gòu)成不可分割的整體式全站儀。如：索佳測(cè)繪公司的“綜合測(cè)繪系統(tǒng)”、徠卡公司的“開(kāi)放式測(cè)量世界”、南方測(cè)繪公司的“CASS南方內(nèi)外業(yè)一體化成圖軟件”、北京光學(xué)儀器廠的“BGSS”綜合測(cè)繪系統(tǒng)等。從目前的情況來(lái)看，全站儀軟件包將向著以下方面發(fā)展： (1)由基于DOS編程的Windows編程發(fā)展，軟件包功能強(qiáng)大，界面更豐富多彩。(5)多種測(cè)量方法供用戶選擇，使全站儀能廣泛地應(yīng)用于控制測(cè)量、工程測(cè)量和工程放樣施工等領(lǐng)域。如南方測(cè)繪儀器公司的NTS200系列全站儀，能夠提供平均測(cè)量、放樣測(cè)量、懸高測(cè)量、間接測(cè)量、坐標(biāo)測(cè)量和數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?，它們?cè)趯?shí)現(xiàn)數(shù)字化測(cè)圖中起著重要的作用。90年代研制生產(chǎn)光電子經(jīng)緯儀，南方公司生產(chǎn)的我國(guó)第一臺(tái)NTS200系列全站儀，打破了國(guó)外廠家壟斷我國(guó)全站儀市場(chǎng)的局面，隨后其他儀器廠家也相繼地推出了自己的全站儀。為了便于用戶自行開(kāi)發(fā)新的功能，滿足某些特殊測(cè)量工作的需要，全站儀具有用戶開(kāi)發(fā)系統(tǒng)。(3)程序測(cè)量功能。(2)基本測(cè)量功能。 隨著市場(chǎng)產(chǎn)銷(xiāo)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，全站儀測(cè)量軟件包的發(fā)展也在不斷地更新。測(cè)距精度177。過(guò)去從外業(yè)到內(nèi)業(yè)再到外業(yè)的工作過(guò)程，將被一次性的外業(yè)工作所替代，而這種效率的提高，需要以儀器間數(shù)據(jù)的共享為基礎(chǔ)。在全站儀領(lǐng)域，用戶已經(jīng)體會(huì)到了不兼容的弊端，如所購(gòu)的一套儀器，使用了若干年后，如果其中一個(gè)關(guān)鍵部件的損壞或技術(shù)的更新，由于設(shè)備之間的不兼容，使這套儀器配置中的其他配件也不能為別的儀器所利用，那么用戶只能將其整個(gè)淘汰。過(guò)去用戶只能被動(dòng)地接收全站儀所提供的功能，若遇到一些特殊要求的工作，用戶只能采用一些變通的方法，不能主動(dòng)地去指揮儀器工作。也就是說(shuō)，通過(guò)程序?qū)?nèi)業(yè)計(jì)算的工作直接在外業(yè)中完成，程序的執(zhí)行過(guò)程實(shí)際上也就是儀器操作的執(zhí)行過(guò)程。全站儀全中文菜單的出現(xiàn)將是一件并不遙遠(yuǎn)的事。由于儀器中的操作菜單往往使用的是英文描述，于是操作便顯得復(fù)雜起來(lái)。、望遠(yuǎn)鏡豎直方向360186。最新的全站儀已實(shí)現(xiàn)了“三軸”補(bǔ)償功能（補(bǔ)償器的有效工作范圍一般為177。目前這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)串口的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，不僅能將數(shù)據(jù)從儀器傳輸?shù)接涗浧?、電子記錄簿或電子平板中，即?shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的單向流動(dòng)；而且能夠?qū)?shù)據(jù)或程序從計(jì)算機(jī)輸入到儀器中，以便對(duì)儀器的軟件進(jìn)行更新，甚至通過(guò)計(jì)算機(jī)和儀器的連接，將儀器作為終端由計(jì)算機(jī)中的程序?qū)x器進(jìn)行實(shí)時(shí)控制操作，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向流動(dòng)?？v觀全站儀的發(fā)展，有些是儀器加工制造及傳統(tǒng)理論的進(jìn)化，有些是其他技術(shù)的進(jìn)步所帶來(lái)的變化，而有些則是思想觀念的更新。一、全站儀的發(fā)展隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展與應(yīng)用以及用戶的特殊要求與其它工業(yè)技術(shù)的應(yīng)用，全站儀出現(xiàn)了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期，出現(xiàn)了帶內(nèi)存、防水型、防爆型、電腦型等等的全站儀。雖然GPS技術(shù)在大地測(cè)量領(lǐng)域已廣泛應(yīng)用，但在測(cè)繪領(lǐng)域中全站儀依然發(fā)揮著極其重要的作用，因?yàn)樗兄鳪PS接收機(jī)所不具備的一些優(yōu)點(diǎn)。所有測(cè)量信息都可以文件形式記入磁卡或電子記錄簿，磁卡采用無(wú)觸點(diǎn)感應(yīng)式，可以長(zhǎng)期保留數(shù)據(jù)。電腦全站儀的主要特點(diǎn)如下： 電腦全站儀具有像通常PC機(jī)一樣的DOS操作系統(tǒng)。將發(fā)射、接收、瞄準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)成同軸，共用一個(gè)望遠(yuǎn)鏡（見(jiàn)圖85），角度和距離測(cè)量只需一次瞄準(zhǔn)，測(cè)量結(jié)果能自動(dòng)顯示并能與外圍設(shè)備雙向通訊。測(cè)距儀發(fā)射接收鏡的目鏡內(nèi)有十字絲分劃板，用以瞄準(zhǔn)反射棱鏡。早期的全站儀都采用這種結(jié)構(gòu)。全站儀按其結(jié)構(gòu)可分為組合式（積木式）與整體式兩種。圖81 全站儀設(shè)計(jì)框架其中：(1)電源部分是可充電電池，為各部分供電； (2)測(cè)角部分為電子經(jīng)緯儀，可以測(cè)定水平角、豎直角，設(shè)置方位角； (3)補(bǔ)償部分可以實(shí)現(xiàn)儀器垂直軸傾斜誤差對(duì)水平、垂直角度測(cè)量影響的自動(dòng)補(bǔ)償改正；(4)測(cè)距部分為光電測(cè)距儀，可以測(cè)定兩點(diǎn)之間的距離； (5)中央處理器接受輸入指令、控制各種觀測(cè)作業(yè)方式、進(jìn)行數(shù)據(jù)處理等； (6)輸入、輸出包括鍵盤(pán)、顯示屏、雙向數(shù)據(jù)通訊接口。它本身就是一個(gè)帶有特殊功能的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，其微機(jī)處理裝置由微處理器、存儲(chǔ)器、輸入部分和輸出部分組成。，可以將全站儀與計(jì)算機(jī)、繪圖機(jī)相連，形成內(nèi)外一體的測(cè)繪系統(tǒng)，從而大大提高地形圖測(cè)繪的質(zhì)量和效率。 ，可以將設(shè)計(jì)好的管線、道路、工程建筑的位置測(cè)設(shè)到地面上，實(shí)現(xiàn)三維坐標(biāo)快速施工放樣。 全站儀按功能分為普通全站儀（能夠測(cè)角、測(cè)距和計(jì)算坐標(biāo)、高差）、智能型全站儀（具有內(nèi)置或可擴(kuò)充的系統(tǒng)軟件和工具軟件，具有自動(dòng)安平和補(bǔ)償設(shè)備）、自動(dòng)跟蹤式全站儀等。近年來(lái)，隨著微電子技術(shù)、電子計(jì)算技術(shù)、電子記錄技術(shù)的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，全世界眾多測(cè)繪儀器制造廠家不斷推出各種型號(hào)的全站儀，以滿足各類(lèi)用戶各種用途的需要。半站型電子速測(cè)儀是指用光學(xué)方法測(cè)角的電子速測(cè)儀，也有稱之為“測(cè)距經(jīng)緯儀”。用電磁波測(cè)距儀代替光學(xué)視距經(jīng)緯儀，使得測(cè)程更大、測(cè)量時(shí)間更短、精度更高。最初速測(cè)儀的距離測(cè)量是通過(guò)光學(xué)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的，我們稱這種速測(cè)儀為“光學(xué)速測(cè)儀”。因其一次安置儀器就可完成該測(cè)站上全部測(cè)量工作，所以稱之為全站儀。是一種集光、機(jī)械、電子部件為一體的高技術(shù)測(cè)量?jī)x器，是集水平角、垂直角、距離(斜距、平距)、高差測(cè)量功能于一體的測(cè)繪儀器系統(tǒng)。 全站儀的發(fā)展經(jīng)歷了從組合式即光電測(cè)距儀與光學(xué)經(jīng)緯儀組合，或光電測(cè)距儀與電子經(jīng)緯儀組合，到整體式即將光電測(cè)距儀的光波發(fā)射接收系統(tǒng)的光軸和經(jīng)緯儀的視準(zhǔn)軸組合為同軸的整體式全站儀等幾個(gè)階段。 隨著電子測(cè)距技術(shù)的出現(xiàn)，大大地推動(dòng)了速測(cè)儀的發(fā)展。 這一“電子速測(cè)儀”的概念又相應(yīng)地發(fā)生了變化，根據(jù)測(cè)角方法的不同分為半站型電子速測(cè)儀和全站型電子速測(cè)儀。由于全站型電子速測(cè)儀較完善地實(shí)現(xiàn)了測(cè)量和處理過(guò)程的電子化和一體化，所以人們也通常稱之為全站型電子速測(cè)儀或簡(jiǎn)稱全站儀。 全站儀按結(jié)構(gòu)組成分為組合式（Modular）全站儀（測(cè)距單元與電子經(jīng)緯儀既可組合又可分離，兩者通過(guò)專用的電纜和接口裝置連接）和整體式（Integrated）全站儀（測(cè)角、測(cè)距和微處理器單元與儀器的光學(xué)、機(jī)械系統(tǒng)融為一體不可分離，且經(jīng)緯儀的視準(zhǔn)軸和測(cè)距儀的發(fā)射軸、接收軸三軸共線。全站儀的應(yīng)用具有以下特點(diǎn)： ，可以將控制測(cè)量和地形測(cè)量同時(shí)進(jìn)行。，可以完成全部測(cè)量的基本內(nèi)容，包括角度測(cè)量、距離測(cè)量、高差測(cè)量，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和傳輸。電子全站儀由電源部分、測(cè)角系統(tǒng)、測(cè)距系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理部分、通訊接口、及顯示屏、鍵盤(pán)等組成。儀器的設(shè)計(jì)框架如圖81所示。 只有上面兩大部分有機(jī)結(jié)合才能真正地體現(xiàn)“全站”功能，既要自動(dòng)完成數(shù)據(jù)采集，又要自動(dòng)處理數(shù)據(jù)和控制整個(gè)測(cè)量過(guò)程。其優(yōu)點(diǎn)是能通過(guò)不同的構(gòu)件進(jìn)行多樣組合，當(dāng)個(gè)別構(gòu)件損壞時(shí)，可以用其他構(gòu)件代替，具有很強(qiáng)的靈活性。旋緊測(cè)距儀支架上的豎直制動(dòng)螺旋后，可調(diào)節(jié)微動(dòng)螺旋使測(cè)距儀在豎直面內(nèi)俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)。圖84 儀器站與棱鏡站裝配示意圖(2)整體式全站儀整體式全站儀是在一個(gè)機(jī)器外殼內(nèi)含有電子測(cè)距、測(cè)角、補(bǔ)償、記錄、計(jì)算、存儲(chǔ)等部分。圖85整體式全站儀望眼鏡的光路六、電腦全站儀的主要特點(diǎn)電腦全站儀亦稱智能型全站儀，具有雙軸傾斜補(bǔ)償器，雙邊主、附顯示器，雙向傳輸通訊，大容量的內(nèi)存或磁卡與電子記錄簿兩種記錄方式以及豐富的機(jī)內(nèi)軟件，因而測(cè)量速度快、觀測(cè)精度高、操作簡(jiǎn)便、適用面寬、性能穩(wěn)定，深受廣大測(cè)繪技術(shù)人員的歡迎，成為1993年以來(lái)的全站儀主流發(fā)展方向。第二節(jié) 全站儀的發(fā)展現(xiàn)狀及前景全站儀作為最常用的測(cè)量?jī)x器之一，它的發(fā)展改變著我們的測(cè)量作業(yè)方式，極大地提高了生產(chǎn)的效率。因此，全站儀