全站儀教學課件

1、全站型電子速測儀全站型電子速測儀1、全站儀的構造2.全站儀測量原理3.全站儀的操作全站儀全站儀 electronic total stationelectronic total station全站儀全站儀 electronic total stationelectronic total station全站儀隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展和計算機的廣泛應用，一種集測距裝置、測角裝置和微處理器為一體的新型測量儀器應運而生。這種能自動測量和計算，并通過電子手簿或直接實現(xiàn)自動記錄、存儲和輸出的測量儀器，稱為全站式電子速測儀，簡稱全站儀。分為分體式和整體式兩類。測量儀器總的發(fā)展過程測量儀器總的發(fā)展過程：光學經緯

2、儀電子經緯儀速測全站儀全站儀全站儀的發(fā)展過程：1.普通型全站儀2.功能型全站儀3.磁卡型全站儀4.內存式全站儀5.全自動智能全站儀全站儀主要品牌瑞士徠卡系列（tc905、tc1102、tc702等）日本索佳系列日本拓普康系列日本尼康系列日本賓得系列瑞典捷創(chuàng)力系列國產南方系列拓普康與索佳全站儀全站儀主要由五個系統(tǒng)組成：控制系統(tǒng)、測角系統(tǒng)、測距系統(tǒng)、記錄系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)是全站儀的核心，主要由微處理機、鍵盤、顯示器、存儲卡、制動和微動旋鈕、控制模塊和通訊接口等軟硬件組成。通過鍵盤（面板）可以進行各種控制操作。如：參數(shù)預置，選擇顯示和記錄模式，進行存貯卡格式化，建立或選擇工作文件，數(shù)據(jù)輸入輸出

3、，確定測量模式等。1、全站儀的構造1.1 三軸同一望遠鏡照準目標的視準軸、光電測距的紅外光發(fā)射光軸和接收光軸是同軸的，測量時使望遠鏡照準目標棱鏡的中心，就能同時測定水平角、垂直角和斜距1.2.角度補償器（豎軸傾斜的自動補償）角度補償器裝有雙軸傾斜傳感器，能直接檢測出儀器的豎軸在視準軸方向和橫軸方向上的傾斜量，經儀器處理計算出改正值并對垂直方向和水平方向值加以改正，提高測角精度。1.3、全自動全站儀與計算機聯(lián)合組成的智能觀測系統(tǒng)能實現(xiàn)全自動瞄準、觀測、記錄、存儲和數(shù)據(jù)的傳輸，被稱為測量機器人。全站儀基本v2. 全站儀測量原理2.1. 全站儀的測距部分2.1. 全站儀的測距部分根據(jù)載波的不同可分為

4、：1、光電測距（可見光、紅外光、激光）2、微波測距（無線電波、微波）電磁波測距是用電磁波（光波或微波）作為載波傳輸測距信號以測量兩點間距離的一種方法。電磁波測距的優(yōu)點：1、測程遠、精度高。2、受地形限制少。3、作業(yè)快、工作強度低等優(yōu)點。公路工程測量中應用較多的是中短程紅外光電測距儀。光電測距儀是通過測量光波在待測距離d上往、返傳播的時間t2d，計算待測距離d：式中：式中：c 光波在空氣中的傳播速度光波在空氣中的傳播速度d221ctd 一）測距原理二）測距方法光電測距儀按照t2d的不同測量方式，可分為：脈沖式（直接測定時間）相位式（間接測定時間）1、脈沖式脈沖式光電測距儀是將發(fā)射光波的光強調制成

5、一定頻率的尖脈沖，通過測量發(fā)射的尖脈沖在待測距離上往返傳播的時間來計算距離。脈沖測距原理圖002fqqttd：脈沖的振蕩頻率0fq：計數(shù)器計得的時鐘脈沖個數(shù)計數(shù)器只能記憶整數(shù)個時鐘脈沖，不足一周期的時間被丟掉了。測距精度較低，一般在“米”級，最好的達“分米”級。2、相位式相位式光電測距儀是將發(fā)射光強調制成正弦波的形式，通過測量正弦光波在待測距離上往、返傳播的相位移來解算時間。將返程的正弦波以棱鏡站為中心對稱展開后的圖形：n2由于d2 2tf，所以fnt22）（nn2)2(2nfcd則：式中，2n10nm103c8取，則不同的調制頻率對應的測尺長見下表：調制頻率測尺長2zmh15zmh5 . 7

6、zmh5 . 1zkh150zkh7510m20m100m1km2km調制頻率越大，測尺長度越短。相位式測距儀的基本工作原理圖：1、由發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射一個調制光波，同時至檢相器；2、調制光波在待測距離上傳播，反射鏡反射后，經接收系統(tǒng)進入檢相器；3、檢相器將發(fā)射信號與接收信號進行相位比較，測出相位差；4、每改變頻率f 后的調制光波，測出一個，組合后經微處理器計算顯示結果。三）測程及測距儀的精度：1、測程：測距儀一次所能測的最遠距離。短程測距儀 測程小于5km；中程測距儀 測程在5km-30km；遠程測距儀 測程在30km以上。2、測距儀的精度：2、測距儀的精度：)10(6dbamd式中：式中：md

7、測距中誤差，單位為測距中誤差，單位為mm；a 固定誤差，單位為固定誤差，單位為mm；b 比例誤差；比例誤差；d 以以km為單位的距離。為單位的距離。某短程紅外測距儀的精度為某短程紅外測距儀的精度為當距離d為0.6km時，測距精度是測距精度是md=8mm。( 通常寫作通常寫作ppm)1055(6dmmmd6103、距離計算：3、距離計算：1）儀器常數(shù)改正1）儀器常數(shù)改正（測距儀的乘常數(shù)測距儀的乘常數(shù)r和加常數(shù)和加常數(shù)k）加常數(shù)）加常數(shù)k=l l（mm）乘常數(shù)）乘常數(shù)r的單位是的單位是mm/km對于觀測值為對于觀測值為l的距離，其常數(shù)改正值為：的距離，其常數(shù)改正值為：lrklk2）氣象改正2）氣象

8、改正某測距儀的氣象改正公式為：某測距儀的氣象改正公式為：ltplt003661.013872.096.278式中：l式中：lt t氣象改正值，單位為氣象改正值，單位為mm；p測站氣壓，單位為測站氣壓，單位為mmhg，1 mmhg=133.322pa；t測站溫度，單位為c；l距離，單位為km 。測站溫度，單位為c；l距離，單位為km 。3） 傾斜改正3） 傾斜改正cosld l l經過常數(shù)改正和氣象改正后的斜距；經過常數(shù)改正和氣象改正后的斜距；經緯儀測定的測線豎直角。經緯儀測定的測線豎直角。普通光學經緯儀難以滿足測角自動顯示、自動記錄和自動傳輸數(shù)據(jù)的要求。世界上第一臺電子經緯儀(electron

9、ic theodolite)于1968年研制成功，80年代初生產出商品化的電子經緯儀。 采用光電掃描度盤，利用光電轉換原理和微處理器將角度方向值變?yōu)殡娦盘?，從而完成自動化測角的全過程，實現(xiàn)角度測量的自動顯示、自動記錄和自動傳輸數(shù)據(jù)。2.2、全站儀的測角部分（電子經緯儀）、全站儀的測角部分（電子經緯儀）測角原理 電子經緯儀與光學經緯儀外形結構相似，但其測角讀數(shù)系統(tǒng)采用的是光電掃描度盤和自動顯示系統(tǒng)。根據(jù)光電掃描度盤獲取電信號的原理不同，電子經緯儀電子測角系統(tǒng)也不同，主要有以下三種：1.編碼度盤測角系統(tǒng)即采用編碼度盤及編碼測微器的絕對式測角系統(tǒng)；3.動態(tài)測角系統(tǒng)即采用計時測角度盤并實現(xiàn)光電動態(tài)掃描

10、的絕對式測角系統(tǒng)。2.光柵度盤測角系統(tǒng)即采用光柵度盤及莫爾干涉條紋技術的增量式測角系統(tǒng)；光柵度盤測角系統(tǒng)測角原理光柵度盤測角系統(tǒng)測角原理dw3.1角度測量包括水平角和豎直角測量，水平角采用測回法和全圓測回法。3.1角度測量包括水平角和豎直角測量，水平角采用測回法和全圓測回法。測量前需要對中、整平，類似經緯儀使用。然后按照面板操作。3. 全站儀的操作模角度測量鍵，使全站儀處于角度測量按3.1.1 式，照準第一個目標a。00000盤讀數(shù)為平度方向的水a設置3.1.2 盤讀平度，此時顯示的水b照準第二個目標3.1.3 數(shù)即為兩方向間的水平夾角。3.1 水平角測量輸入儀器棱鏡常數(shù)測距前須將棱鏡常數(shù)設置

11、3.2.1 中，儀器會自動對所測距離進行改正。實測時，可輸值或氣溫、氣壓值大氣改正設置3.2.2 值大氣改正入溫度和氣壓值，全站儀會自動計算值），并對測距結果進行大氣改正（也可直接輸入改正。3.2.3 量儀器高、棱鏡高并輸入全站儀。距離照準目標棱鏡中心，按測量鍵，距離測量3.2.4 開始，測距完成時顯示斜距、平距、高差。測量應注意有些型號的全站儀在距離測量時不能設定儀器高和棱鏡高，顯示的高差值是全站儀橫軸中心與棱鏡中心的高差。3.2 距離測量3.3.1 設定測站點的三維坐標。3.3.2 設定后視點的坐標或設定后視方向的水平度盤讀數(shù)為其方位角。當設定后視點的坐標時，全站儀回自動計算后視方向的方位角，并設定后視方向的水平度盤讀數(shù)為其方位角。3.3.3 設置棱鏡常數(shù)。3.3.4 設置大氣改正值或氣溫、氣壓值。3.3.5 量儀器高、棱鏡高并輸入全站儀。3.3.6 照準目標棱鏡，按坐標測量鍵，全站儀開始測距并計算測點的三維坐標。3.3 坐標測量距離測量需要進行參數(shù)設置