全站儀的使用心得 (論文).doc

全站儀的使用心得全站型電子速測(cè)儀簡(jiǎn)稱全站儀，它是一種可以同時(shí)進(jìn)行角度（水平角、豎直角）測(cè)量、距離（斜距、平距、高差）測(cè)量和數(shù)據(jù)處理，由機(jī)械、光學(xué)、電子元件組合而成的測(cè)量?jī)x器。由于只需一次安置，儀器便可以完成測(cè)站上所有的測(cè)量工作，故被稱為“全站儀”。 全站儀上半部分包含有測(cè)量的四大光電系統(tǒng)，即水平角測(cè)量系統(tǒng)、豎直角測(cè)量系統(tǒng)、水平補(bǔ)償系統(tǒng)和測(cè)距系統(tǒng)。通過鍵盤可以輸入操作指令、數(shù)據(jù)和設(shè)置參數(shù)。以上各系統(tǒng)通過I/O接口接入總線與微處理機(jī)聯(lián)系起來(lái)。微處理機(jī)（CPU）是全站儀的核心部件，主要有寄存器系列（緩沖寄存器、數(shù)據(jù)寄存器、指令寄存器）、運(yùn)算器和控制器組成。微處理機(jī)的主要功能是根據(jù)鍵盤指令啟動(dòng)儀器進(jìn)行測(cè)量工作，執(zhí)行測(cè)量過程中的檢核和數(shù)據(jù)傳輸、處理、顯示、儲(chǔ)存等工作，保證整個(gè)光電測(cè)量工作有條不紊地進(jìn)行。輸入輸出設(shè)備是與外部設(shè)備連接的裝置（接口），輸入輸出設(shè)備使全站儀能與磁卡和微機(jī)等設(shè)備交互通訊、傳輸數(shù)據(jù)。目前，世界上許多著名的測(cè)繪儀器生產(chǎn)廠商均生產(chǎn)有各種型號(hào)的全站儀。（一）、概況電磁波測(cè)距按測(cè)程來(lái)分，有短程(3km)、中程(315km)和遠(yuǎn)程(15km)之分。按測(cè)距精度來(lái)分，有級(jí)(5mm)、級(jí)(5mm10mm)和級(jí)(10mm)。按載波來(lái)分，采用微波段的電磁波作為載波的稱為微波測(cè)距儀；采用光波作為裁波的稱為光電測(cè)距儀。光電測(cè)距儀所使用的光源有激光光源和紅外光源(普通光源已淘汰)，采用紅外線波段作為載波的稱為紅外測(cè)距儀。由于紅外測(cè)距儀是以砷化稼(GaAs)發(fā)光二極管所發(fā)的熒光作為載波源，發(fā)出的紅外線的強(qiáng)度能隨注入電信號(hào)的強(qiáng)度而變化，因此它兼有載波源和調(diào)制器的雙重功能。GaAs發(fā)光二極管體積小，亮度高，功耗小，壽命長(zhǎng)，且能連續(xù)發(fā)光，所以紅外測(cè)距儀獲得了更為迅速的發(fā)展。本節(jié)討論的就是紅外光電測(cè)距儀。（二）、測(cè)距原理欲測(cè)定A、B兩點(diǎn)間的距離D，安置儀器于A點(diǎn)，安置反射鏡于B點(diǎn)。儀器發(fā)射的光束由A至B，經(jīng)反射鏡反射后又返回到儀器。設(shè)光速c為已知，如果光束在待測(cè)距離D上往返傳播的時(shí)間 。已知，則距離D可由下式求出式中cc。n，c。為真空中的光速值，其值為299792458ms, n為大氣折射率，它與測(cè)距儀所用光源的波長(zhǎng)，測(cè)線上的氣溫t, 氣壓P和濕度e有關(guān)。測(cè)定距離的精度，主要取決于測(cè)定時(shí)間 的精度，例如要求保證lcm的測(cè)距精度，時(shí)間測(cè)定要求準(zhǔn)確到6710lls，這是難以做到的。因此，大多采用間接測(cè)定法來(lái)測(cè)定 。間接測(cè)定 的方法有下列兩種：1脈沖式測(cè)距由測(cè)距儀的發(fā)射系統(tǒng)發(fā)出光脈沖，經(jīng)被測(cè)目標(biāo)反射后，再由測(cè)距儀的接收系統(tǒng)接收，測(cè)出這一光脈沖往返所需時(shí)間間隔( )的鐘脈沖的個(gè)數(shù)以求得距離D。由于計(jì)數(shù)器的頻率一殷為300MHz(300106Hz)，測(cè)距精度為O.5m，精度較低。2相位式測(cè)距由測(cè)距儀的發(fā)射系統(tǒng)發(fā)出一種連續(xù)的調(diào)制光波，測(cè)出該調(diào)制光波在測(cè)線上往返傳播所產(chǎn)生的相依移，以測(cè)定距離D。紅外光電測(cè)距儀一般都采用相位測(cè)距法。在砷化镕(GaAs)發(fā)光二極管上加了頻率為f的交變電壓(即注入交變電流)后，它發(fā)出的光強(qiáng)就隨注入的交變電流呈正弦變化，這種光稱為調(diào)制光。測(cè)距儀在A點(diǎn)發(fā)出的調(diào)制光在待測(cè)距離上傳播，經(jīng)反射鏡反射后被接收器所接收，然后用相位計(jì)將發(fā)射信號(hào)與接受信號(hào)進(jìn)行相位比較，由顯示器顯出調(diào)制光在待測(cè)距離往、返傳播所引起的相位移。（三）、全站儀的操作與使用不同型號(hào)的全站儀，其具體操作方法會(huì)有較大的差異。下面簡(jiǎn)要介紹全站儀的基本操作與使用方法。1.全站儀的基本操作與使用方法1）水平角測(cè)量（1）按角度測(cè)量鍵，使全站儀處于角度測(cè)量模式，照準(zhǔn)第一個(gè)目標(biāo)A。（2）設(shè)置A方向的水平度盤讀數(shù)為00000。（3）照準(zhǔn)第二個(gè)目標(biāo)B，此時(shí)顯示的水平度盤讀數(shù)即為兩方向間的水平夾角。2）距離測(cè)量（1）設(shè)置棱鏡常數(shù)測(cè)距前須將棱鏡常數(shù)輸入儀器中，儀器會(huì)自動(dòng)對(duì)所測(cè)距離進(jìn)行改正。（2）設(shè)置大氣改正值或氣溫、氣壓值光在大氣中的傳播速度會(huì)隨大氣的溫度和氣壓而變化，15和760mmHg是儀器設(shè)置的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值，此時(shí)的大氣改正為0ppm。實(shí)測(cè)時(shí)，可輸入溫度和氣壓值，全站儀會(huì)自動(dòng)計(jì)算大氣改正值（也可直接輸入大氣改正值），并對(duì)測(cè)距結(jié)果進(jìn)行改正。（3）量?jī)x器高、棱鏡高并輸入全站儀。（4）距離測(cè)量照準(zhǔn)目標(biāo)棱鏡中心，按測(cè)距鍵，距離測(cè)量開始，測(cè)距完成時(shí)顯示斜距、平距、高差。全站儀的測(cè)距模式有精測(cè)模式、跟蹤模式、粗測(cè)模式三種。精測(cè)模式是最常用的測(cè)距模式，測(cè)量時(shí)間約2.5S，最小顯示單位1mm；跟蹤模式，常用于跟蹤移動(dòng)目標(biāo)或放樣時(shí)連續(xù)測(cè)距，最小顯示一般為1cm，每次測(cè)距時(shí)間約0.3S；粗測(cè)模式，測(cè)量時(shí)間約0.7S，最小顯示單位1cm或1mm。在距離測(cè)量或坐標(biāo)測(cè)量時(shí)，可按測(cè)距模式（MODE）鍵選擇不同的測(cè)距模式。應(yīng)注意，有些型號(hào)的全站儀在距離測(cè)量時(shí)不能設(shè)定儀器高和棱鏡高，顯示的高差值是全站儀橫軸中心與棱鏡中心的高差。3）坐標(biāo)測(cè)量（1）設(shè)定測(cè)站點(diǎn)的三維坐標(biāo)。（2）設(shè)定后視點(diǎn)的坐標(biāo)或設(shè)定后視方向的水平度盤讀數(shù)為其方位角。當(dāng)設(shè)定后視點(diǎn)的坐標(biāo)時(shí)，全站儀會(huì)自動(dòng)計(jì)算后視方向的方位角，并設(shè)定后視方向的水平度盤讀數(shù)為其方位角。（3）設(shè)置棱鏡常數(shù)。（4）設(shè)置大氣改正值或氣溫、氣壓值。（5）量?jī)x器高、棱鏡高并輸入全站儀。（6）照準(zhǔn)目標(biāo)棱鏡，按坐標(biāo)測(cè)量鍵，全站儀開始測(cè)距并計(jì)算顯示測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)。（四）、全站儀的功能1、全站儀的放樣功能全站儀顯示的度盤讀數(shù)中已經(jīng)對(duì)儀器的三軸誤差影響進(jìn)行了自動(dòng)改正，因此在放樣時(shí)需要特別注意。例如：放樣一條直線時(shí)，不能采取與傳統(tǒng)光學(xué)經(jīng)緯儀相同的方法（只縱向轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡），而應(yīng)采取旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部的方法測(cè)設(shè)；放樣一條豎線時(shí)，應(yīng)使用水平微動(dòng)螺旋使水平角度顯示的讀數(shù)完全一致，而不能只簡(jiǎn)單地轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡；因?yàn)橥h(yuǎn)鏡的水平方向和垂直方向不同補(bǔ)償改正數(shù)的大小也不同。使用距離和角度放樣測(cè)量、坐標(biāo)放樣測(cè)量時(shí)，注意輸入測(cè)站點(diǎn)坐標(biāo)、后視點(diǎn)坐標(biāo)后再對(duì)測(cè)站點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行一次確認(rèn)，并測(cè)量后視點(diǎn)坐標(biāo)與已知后視點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行檢核。2、全站儀的補(bǔ)償功能儀器誤差對(duì)測(cè)角精度的影響主要是由于儀器三軸之間關(guān)系的不正確造成的。光學(xué)經(jīng)緯儀主要是通過對(duì)三軸之間關(guān)系的檢驗(yàn)校正來(lái)減少儀器誤差對(duì)測(cè)角精度的影響；而全站儀則主要是通過補(bǔ)償改正實(shí)現(xiàn)的。最新的全站儀已實(shí)現(xiàn)了“三軸”補(bǔ)償功能，在使用全站儀補(bǔ)償器的補(bǔ)償功能時(shí)應(yīng)注意如下：（)在使用全站儀時(shí)，當(dāng)照準(zhǔn)部水平方向制動(dòng)螺旋制動(dòng)，垂直方向轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡時(shí)，水平度盤的顯示讀數(shù)會(huì)不斷變化，這正是全站儀自動(dòng)補(bǔ)償改正的結(jié)果。（)單軸補(bǔ)償只能對(duì)垂直度盤讀數(shù)進(jìn)行改正，沒有改正水平度盤讀數(shù)的功能。當(dāng)照準(zhǔn)部水平方向固定，上下轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡時(shí)水平角度讀數(shù)不變化。（) 雙軸補(bǔ)償只能改正由于垂直軸傾斜誤差對(duì)垂直度盤和水平度盤讀數(shù)的影響。當(dāng)照準(zhǔn)部水平方向固定，上下轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡時(shí)水平角度讀數(shù)也不會(huì)變化。（) 三軸補(bǔ)償?shù)娜緝x是在雙軸補(bǔ)償?shù)幕A(chǔ)上，用機(jī)內(nèi)計(jì)算軟件來(lái)改正因橫軸誤差和視準(zhǔn)軸誤差對(duì)水平度盤讀數(shù)的影響。即使當(dāng)照準(zhǔn)部水平方向固定，只要上下轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡水平度的顯示讀數(shù)仍會(huì)有較大的變化，而且與垂直角的大小、正負(fù)有關(guān)。（五）、全站儀小知識(shí)1、全站儀的電子整平全站儀的電子整平，當(dāng)、方向的傾斜均為零時(shí)，從理論上講，當(dāng)照準(zhǔn)部水平方向固定，上下轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡時(shí)，水平度盤讀數(shù)就不會(huì)發(fā)生變化；但有些儀器在進(jìn)行上述操作后水平度盤讀數(shù)仍會(huì)發(fā)生變化，這是因?yàn)槿緝x補(bǔ)償器有零點(diǎn)誤差的檢驗(yàn)和校正；電子氣泡的居中必須以長(zhǎng)水準(zhǔn)氣泡的檢驗(yàn)校正為準(zhǔn),檢驗(yàn)時(shí)先水準(zhǔn)氣泡然后電子氣泡。2、全站儀的坐標(biāo)顯示全站儀的坐標(biāo)顯示有兩種設(shè)置方式，、和、。測(cè)量常用的坐標(biāo)表示為X、Y、H與N、E、Z相同。如果設(shè)置錯(cuò)誤就會(huì)造成測(cè)量結(jié)果的錯(cuò)誤。如在一次測(cè)量帶狀地形圖時(shí)，同時(shí)四個(gè)組作業(yè)，觀測(cè)數(shù)據(jù)導(dǎo)入計(jì)算機(jī)后，發(fā)現(xiàn)一個(gè)組的數(shù)據(jù)與前后都對(duì)接不上，結(jié)果就是這個(gè)組的儀器坐標(biāo)設(shè)置方式錯(cuò)誤。3、全站儀的存儲(chǔ)器全站儀的存儲(chǔ)器分為內(nèi)部和外部?jī)煞N。內(nèi)部存貯器是全站儀整體的一個(gè)部分；而電子記錄簿、存貯卡、便攜機(jī)則是配套的外圍設(shè)備。目前全站儀大多采用內(nèi)部存儲(chǔ)器對(duì)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。如全站儀的內(nèi)存可存儲(chǔ)多達(dá)個(gè)測(cè)點(diǎn)的觀測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)于一天的外業(yè)測(cè)量數(shù)據(jù)已經(jīng)足夠。外業(yè)工作結(jié)束后應(yīng)及時(shí)傳輸數(shù)據(jù)；在數(shù)據(jù)的初始化前應(yīng)認(rèn)真檢查所有的數(shù)據(jù)是否已經(jīng)導(dǎo)出，確認(rèn)無(wú)誤后方可進(jìn)行。使用數(shù)據(jù)存貯雖然省去了記錄的麻煩，避免了記錄錯(cuò)誤，但存儲(chǔ)器不能進(jìn)行各項(xiàng)限差的檢核，因此等級(jí)測(cè)量中不應(yīng)使用存儲(chǔ)器記錄，仍需人工記錄、檢核。（六）、全站儀使用的注意事項(xiàng)1、全站儀的誤操作全站儀在操作過程中難免發(fā)生錯(cuò)誤，無(wú)論在何種情況發(fā)生誤操作錯(cuò)誤均可回過頭來(lái)到基本測(cè)量模式，再進(jìn)入相應(yīng)的測(cè)量模式進(jìn)行正確操作。角度測(cè)量模式除外的其他測(cè)量模式均為測(cè)距，如果沒有信號(hào)可回到基本模式，再準(zhǔn)確瞄準(zhǔn)棱鏡進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)量工作，否則檢查棱鏡是否正對(duì)儀器。當(dāng)視線接近正對(duì)太陽(yáng)光時(shí)應(yīng)加望遠(yuǎn)鏡遮光罩，否則將無(wú)法測(cè)距。2、全站儀的電池目前全站儀的電池大多是可充電的鋰離子電池，使用中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。（)電池一定要在儀器對(duì)中整平前裝好，以免因振動(dòng)影響儀器的對(duì)中整平；關(guān)機(jī)后再取出，以免丟失數(shù)據(jù)；（)電源應(yīng)在對(duì)中整平后打開、搬動(dòng)儀器前關(guān)閉。因?yàn)槿緝x的自動(dòng)補(bǔ)償在傾斜狀態(tài)耗電量特別大；（) 距離測(cè)量的耗電量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于角度測(cè)量，測(cè)量過程中盡量減少測(cè)距次數(shù)。特別在程序測(cè)量功能下，顯示測(cè)量數(shù)據(jù)后