【正文】 帶有視距絲的經(jīng)緯儀，被測點(diǎn)的平面位置由方向測量及光學(xué)視距來確定，而高程則是用三角測量方法來確定的。. . . .全站儀的結(jié)構(gòu)和工作原理目錄第一節(jié) 全站儀概述第二節(jié) 全站儀的發(fā)展現(xiàn)狀及前景第三節(jié) 第三節(jié) 電子經(jīng)緯儀第四節(jié) 電磁波測距儀第五節(jié) 全站儀的操作第六節(jié) 全站儀的檢定和檢驗(yàn)第七節(jié) 全站儀的使用與維護(hù)第一節(jié) 全站儀概述 一、 全站儀概述全站儀，即全站型電子速測儀（Electronic Total Station）。 帶有“視距絲”的光學(xué)速測儀，由于其快速、簡易，而在短距離（100米以內(nèi)）、低精度 （1/200(1/500）的測量中，如碎部點(diǎn)測定中，有其優(yōu)勢，得到了廣泛的應(yīng)用。全站型電子速測儀則是由電子測角、電子測距、電子計算和數(shù)據(jù)存儲單元等組成的三維坐標(biāo)測量系統(tǒng)，測量結(jié)果能自動顯示，并能與外圍設(shè)備交換信息的多功能測量儀器。 三、全站儀的應(yīng)用全站儀的應(yīng)用范圍已不僅局限于測繪工程、建筑工程、交通與水利工程、地籍與房地產(chǎn)測量，而且在大型工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備和構(gòu)件的安裝調(diào)試、船體設(shè)計施工、大橋水壩的變形觀 測、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測及體育競技等領(lǐng)域中都得到了廣泛應(yīng)用。 五、全站儀的基本組成及結(jié)構(gòu)1. 全站儀的基本組成全站儀幾乎可以用在所有的測量領(lǐng)域。二是測量過程的控制設(shè)備，主要用于有序地實(shí)現(xiàn)上述每一專用設(shè)備的功能，包括與測量數(shù)據(jù)相連接的外圍設(shè)備及進(jìn)行計算、產(chǎn)生指令的微處理機(jī)等。測距儀的支座下有插孔及制緊螺旋，可使測距儀牢固地安裝在經(jīng)緯儀的支架上方。整體式全站儀配套使用棱鏡對中桿與支架，如果儀器有水平方向和豎直方向同軸雙速制動及微動手輪，瞄準(zhǔn)操作只需單手進(jìn)行，更適合移動目標(biāo)的跟蹤測量及空間點(diǎn)三維坐標(biāo)測量，操作更方便，應(yīng)用更廣泛。，耗電量少。利用ATR功能，白天和黑夜（無需照明）都可以工作。 儀器誤差對測角精度的影響，主要是由儀器的三軸之間關(guān)系不正確造成的。因此，在變形觀測、動態(tài)定位及在一些對人體有害的環(huán)境中應(yīng)用，將具有無可比擬的優(yōu)越性。內(nèi)置程序能夠?qū)崟r提供觀測過程并計算出最終結(jié)果?？紤]到用戶的利益，兼容性是必須的。通過不同儀器之間的數(shù)據(jù)交流，從而減少內(nèi)業(yè)、外業(yè)之間的銜接，提高測量工作的自動化水平。各公司目前新近推出的全站儀軟件包大都采用了菜單功能。特別注意的是程序測量功能只是測距及數(shù)據(jù)處理，它是通過預(yù)置程序由觀測數(shù)據(jù)經(jīng)微處理器數(shù)據(jù)處理、計算后顯示所需要的測量結(jié)果，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲及雙向通信。從這些全站儀目前所配備的軟件來看，它們具有以下特點(diǎn)：(1)軟件包一般配備有按我國測繪生產(chǎn)組織方式和國家測繪規(guī)范要求的應(yīng)用程序。由于近代電子技術(shù)高速發(fā)展，測量儀器不斷地更新?lián)Q代，滿足了各種各樣的用途和精度的需要，新型全站儀正朝著自動化、多功能化、一體化的方向更新和發(fā)展。這種系統(tǒng)把全站儀通過相關(guān)軟件系統(tǒng)和計算機(jī)、打印機(jī)、繪圖機(jī)、數(shù)字化儀等設(shè)備聯(lián)為一體，將大大有利于實(shí)現(xiàn)地形測量、地籍測量、工程測量及變形觀測等工作的自動化。因而沒有讀數(shù)誤差。而在許多工程放樣中，對作業(yè)進(jìn)度的要求比較高，對測量精度的要求相對低些，例如在石油物探的物理點(diǎn)放樣中，一方面對施工作業(yè)的進(jìn)度要求，另一方面只需進(jìn)行盤左或盤右半測回測量就能夠滿足精度要求，這就要求確保經(jīng)緯儀的安置正確無誤。其基本原理是：當(dāng)儀器傾斜時，傾斜傳感器液體光模導(dǎo)致光束的隨之位移，并將位移量感應(yīng)在陣列上，全站儀內(nèi)的微處理器根據(jù)位移的大小計算儀器的傾斜量及由傾斜引起的改正數(shù)，并提供給角度輸出系統(tǒng)。左右。儀器允許用戶對整平后的殘余傾斜量進(jìn)行補(bǔ)償或不進(jìn)行補(bǔ)償。 在雙軸補(bǔ)償中，將垂直軸傾斜分解為縱向傾斜和橫向傾斜兩個分量。時，1180。 視準(zhǔn)軸誤差，又稱為照準(zhǔn)誤差，一般用表示，是指由于安裝和調(diào)整不當(dāng)致使望遠(yuǎn)鏡的十字絲中心偏離正確位置，導(dǎo)致視準(zhǔn)軸與水平軸不正交而引起的誤差。對于僅有雙軸補(bǔ)償器的全站儀來說，只能改正垂直軸傾斜引起的垂直和水平讀數(shù)誤差，因此，當(dāng)補(bǔ)償器工作時，轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡，水平讀數(shù)就隨之變化；當(dāng)補(bǔ)償器關(guān)閉以后，無論如何轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡，水平讀數(shù)也不會變化。例如，全站儀采集的基本量為角度和斜距，而通過這兩個量又可派生出許多量，如平距、坐標(biāo)等。在聯(lián)機(jī)狀態(tài)下，全站儀的通信參數(shù)與計算機(jī)的通信參數(shù)應(yīng)該一致。具有功耗低、體積小、質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)。一般稱小于3km為短程，3～15km為中程，大于15km為遠(yuǎn)程。 電磁波的振動方式是多種多樣的，其中最簡單、最基本的是正弦波。周期和頻率互為倒數(shù)，即： 或 （83）（2）波長。為了傳送測距信號，通常用其作為調(diào)制信號，對等幅高頻振蕩的載波（如微波、激光、紅外線等）進(jìn)行調(diào)制（即改變其振幅、頻率或相位），經(jīng)過調(diào)制后的信號就載有需要傳送的測距信號。3mm的測距精度，就需要達(dá)到177。固定誤差與所測距離的長短無關(guān)，即無論所測距離的長短，儀器總是存在著一個不大于該值的固定誤差。如某全站儀測距標(biāo)稱精度為177。氣象改正一般是在標(biāo)準(zhǔn)氣象條件的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。 在全站儀的使用手冊中，一般都提供了進(jìn)行氣象改正的方法，主要有以下三種： ，由用戶查??； ，由用戶自己算出（每個廠家提供的公式可能會略有不同）； 、氣壓P，由全站儀自動算出（新型全站儀一般都有此功能）。 加常數(shù)的測定方法一般有兩種：一種是在已知高精度短基線上經(jīng)過多次比測求得；另一種是采用所謂的“六段法”，即在儀器的測程內(nèi)選定一條平坦直線，將直線分成六段距離（即分別在直線的7個點(diǎn)上設(shè)站），用全組合法測定任意兩點(diǎn)間全部21條線段的距離，以加常數(shù)和六段距離為7個未知數(shù)進(jìn)行一并解算。 儀器乘常數(shù)等于頻率偏移與標(biāo)稱頻率的比值。 需要指出的是，儀器的乘常數(shù)與儀器的比例誤差以及測距的氣象改正都屬于比例改正因子，它們的單位符號都是ppm，但三者在概念和性質(zhì)上是完全不同的。設(shè)置好以后繼續(xù)回到顯示設(shè)置界面，按F1繼續(xù)到左下圖編碼可以不選，按F1繼續(xù)到右上圖，設(shè)置Id 模板，用導(dǎo)航鍵的上下鍵選擇要配置ID 模板的欄（點(diǎn)、線、面欄）。對高差進(jìn)行折光差改正。端口：被接口使用的物理端口，如端口1。使用戶能最大發(fā)揮TPS1200 的效能。 按F1繼續(xù)到，左下圖設(shè)置儀器屏幕照明，觸摸屏等，按F1繼續(xù)到右上圖，設(shè)置本項配置進(jìn)行啟動屏幕界面的配置以及自動關(guān)機(jī)模式選擇?！爸苯印?儀器接到關(guān)閉電源指令后，立即關(guān)機(jī)。文件內(nèi)容為：1,1652,1723,134……第1列為點(diǎn)號，第2列為X坐標(biāo)，第3列為Y坐標(biāo)，第4列為高程，中間用逗號隔開，把這個文件拷貝到儀器里面CF卡里的DATA目錄里，把卡插到儀器里，在儀器主菜單選擇第4個主菜單“轉(zhuǎn)換”進(jìn)入菜單界面選擇第2個菜單“輸入ASCII/GSI數(shù)據(jù)到作業(yè)”，按F1繼續(xù)，到右上圖所示，“從”CF卡，“輸入”數(shù)據(jù)類型為ASCII數(shù)據(jù)，“從文件”選擇拷貝到CF卡里的DATA目錄的文件，“復(fù)制到作業(yè)”選擇你要把數(shù)據(jù)傳輸?shù)降淖鳂I(yè)，“標(biāo)題”選無，按F2——配置，到“分隔符”選和建立的文本文件相同的分隔符即可，“點(diǎn)號位置”，“東坐標(biāo)Y位置”,“北坐標(biāo)X位置”，和“高程位置”定義文本文件里面點(diǎn)號，X坐標(biāo)，Y坐標(biāo)，高程所在的列數(shù)，如本例子文件，我們輸入的X坐標(biāo)在第二列，在上圖所示“北坐標(biāo)X位置“應(yīng)選2，我們輸入的Y坐標(biāo)在第三列，在上圖所示“東坐標(biāo)Y位置”應(yīng)選3，然后按F1繼續(xù)即可，再按F1繼續(xù)，數(shù)據(jù)就傳到了名稱為“hhhh” 的作業(yè)里面去了。設(shè)站完后儀器進(jìn)入測量窗口如上圖，輸入點(diǎn)號，棱鏡高，瞄準(zhǔn)棱鏡中心，按F2——測距，再按F3——紀(jì)錄，即保存了點(diǎn)數(shù)據(jù)，或按F1——ALL直接測存數(shù)據(jù)。如右上圖，按F1繼續(xù)，到左上圖，選定線，按F1繼續(xù)，再按F1繼續(xù)到放樣界面，按F2——測距，右上圖，按照圖上指示的數(shù)據(jù)移動棱鏡，直到數(shù)據(jù)變?yōu)橄薏钪畠?nèi)即可。 檢定單位檢測與調(diào)校目的是使全站儀符合國家計量檢定規(guī)程規(guī)定的限差。在用戶手冊中給出的諸多技術(shù)指標(biāo)中，只有這兩項才和檢定證書的項目一一對應(yīng)。 上述檢定項目中，最重要的部分如測程、乘常數(shù)、標(biāo)稱精度等，這里僅強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)：加乘數(shù)與乘常數(shù)，是所有檢定項目中惟一需用戶在測量時作為改正數(shù)使用的。（2）十字絲豎絲應(yīng)垂直于橫軸的檢驗(yàn)和校正檢驗(yàn)時用十字絲豎絲瞄準(zhǔn)一清晰小點(diǎn)，使望遠(yuǎn)鏡繞橫軸上下轉(zhuǎn)動，如果小點(diǎn)始終在豎絲上移動則條件滿足．否則需要進(jìn)行校正。抬高或降低橫軸的一端，使十字絲的交點(diǎn)對準(zhǔn)p點(diǎn)。 (4) 儀器放置要整齊，不得倒置。在雜亂環(huán)境下測量，儀器要有專人守護(hù)。 (8) 光學(xué)元件應(yīng)保持清潔，如沾染灰沙必須用毛刷或柔軟的擦鏡紙擦掉。裝好后將木箱或塑料箱蓋子蓋好。 (3) 不要連續(xù)進(jìn)行充電或放電，否則會損壞電池和充電器，如有必要進(jìn)行充電或放電，則應(yīng)在停止充電約30分鐘后再使用充電器。什么時候離光明最近？那就是你覺得黑暗太黑的時候。(5) 超過規(guī)定的充電時間會縮短電池的使用壽命，應(yīng)盡量避免(6) 電池剩余容量顯示級別與當(dāng)前的測量模式有關(guān)，在角度測量的模式下，電池剩余容量夠用，并不能夠保證電池在距離測量模式下也能用，因?yàn)榫嚯x測量模式耗電高于角度測量模式，當(dāng)從角度模式轉(zhuǎn)換為距離模式時，由于電池容量不足，不時會中止測距。 (2) 無專供轉(zhuǎn)運(yùn)的木箱或塑料箱的儀器不應(yīng)托運(yùn)，應(yīng)由測量員親自攜帶。清潔儀器透鏡表面時，請先用干凈的毛刷掃去灰塵，再用干凈的無線棉布沾酒精由透鏡中心向外一圈圈的輕輕擦拭。 (4) 當(dāng)架設(shè)儀器在三腳架上時，盡可能用木制三腳架，因?yàn)槭褂媒饘偃_架可能會產(chǎn)生振動，從而影響測量精度。(2) 開箱后提取儀器前，要看準(zhǔn)儀器在箱內(nèi)放置的方式和位置，裝卸儀器時，必須握住提手，將儀器從儀器箱取出或裝入儀器箱時，請握住儀器提手和底座，不可握住顯示單元的下部。以上四項檢驗(yàn)校正，以一、三、四項最為重要，在觀測期間最好經(jīng)常進(jìn)行。轉(zhuǎn)動目鏡筒使小點(diǎn)始終在十字絲豎絲上移動，校好后將壓環(huán)螺釘旋緊。而對于乘常數(shù)，需要清楚的是利用頻率法得出的還是利用基線法得出的，并在實(shí)踐中檢驗(yàn)其可靠性。 標(biāo)準(zhǔn)偏差的檢定方法，一般使用多目標(biāo)平行光管法，有些部門還使用多齒分度臺法。 計量檢定工作是一項非常嚴(yán)肅的技術(shù)工作，同時也是由政府及其授權(quán)的技術(shù)機(jī)構(gòu)來實(shí)施的法制行為。第六節(jié) 全站儀的檢定和檢驗(yàn)關(guān)于全站儀的檢測與調(diào)校，涉及一個非常重要的概念限差（Tolerance）。3， 放樣在主菜單進(jìn)入程序，選擇放樣菜單進(jìn)入如右上圖，“放樣點(diǎn)作業(yè)”是存放待放樣點(diǎn)的作業(yè)，“作業(yè)”是放樣時所要存放點(diǎn)的作業(yè)，實(shí)際工作是在“作業(yè)”里完成的，“坐標(biāo)系”是依附于“作業(yè)”的，可選“無”。3,測量 在主菜單選測量菜單進(jìn)入或在程序里面選測量進(jìn)入如左上圖，選擇作業(yè)，選擇配置集，坐標(biāo)系和編碼表均不選，選擇使用的棱鏡，按F2——配置，如右上圖，可以記錄自動測量的點(diǎn)和懸高測量，F(xiàn)1繼續(xù)回到左上圖，按F3——設(shè)站，“已知點(diǎn)作業(yè)”選擇已知點(diǎn)所在作業(yè)，“方法”選擇后視定向方法，如右上圖以已知坐標(biāo)點(diǎn)定向?yàn)槔?，如左上圖a,將光標(biāo)移至“已知點(diǎn)作業(yè)”，用導(dǎo)航鍵選擇已知點(diǎn)所在的作業(yè)。定時后輸入定時時間：設(shè)置過多少分鐘后自動關(guān)機(jī) 按F1繼續(xù)到如上圖，光標(biāo)在建好的配置集處，按F1繼續(xù)完成配置集的建立。發(fā)生掉電的情況有兩種： 電池突然補(bǔ)取走。光標(biāo)在某一欄時，按ENTER 鍵打開選項列表。如RS232GSI配置內(nèi)容：GSI 輸出，用于以GSI 格式輸出數(shù)據(jù)。F3: 選擇使用大氣壓還是使用海拔高程作為參數(shù)。F2（增加）創(chuàng)建一個新的ID 模板。測距的氣象改正是由于實(shí)際氣象條件與標(biāo)準(zhǔn)氣象條件不一致引起的，也屬于系統(tǒng)誤差的性質(zhì)，只要能夠準(zhǔn)確地測定氣象參數(shù)，即使氣象改正的ppm值很大，也不會影響儀器本身的精度。例如，一臺徠卡TC1500全站儀標(biāo)稱頻率為50MHz，當(dāng)實(shí)測頻率比標(biāo)稱頻率高100Hz時，其乘常數(shù)為(100/50)10 6，即2ppm。它的作用是用于改正與距離成比例的系統(tǒng)誤差，這種誤差主要是由于頻率偏移等原因所引起的。另外，反射棱鏡的機(jī)械對中點(diǎn)與光路棱鏡等效反射面不一致所引起的距離改正數(shù)，稱為棱鏡常數(shù)，通常用表示。在標(biāo)準(zhǔn)氣象條件下，儀器的氣象改正ppm值為零。當(dāng)被測距離為lkm時，儀器測距標(biāo)稱精度為177。它主要由儀器乘常數(shù)的測定誤差、儀器頻率誤差、大氣折射率誤差引起。因而，人們又根據(jù)上述測距原理提出了許多改進(jìn)的測距方法。在電磁波測距中常用調(diào)幅或調(diào)頻兩種方式，當(dāng)載波為光波時，這一調(diào)制過程稱為“光調(diào)制”，如激光測距儀中對激光的調(diào)幅，就是對激光的亮度進(jìn)行調(diào)制；當(dāng)載波為高頻電振蕩時，這一調(diào)制過程稱為“電調(diào)制”，如微波測距儀中對微波的調(diào)制。 正弦波在某一時刻的狀態(tài)（即矢量OA的瞬間位置），稱為相位。 可以這樣來理解正弦波