全站儀教學(xué)課件

1、全站型電子速測(cè)儀全站型電子速測(cè)儀1、全站儀的構(gòu)造2.全站儀測(cè)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(xué)技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，一種集測(cè)距裝置、測(cè)角裝置和微處理器為一體的新型測(cè)量?jī)x器應(yīng)運(yùn)而生。這種能自動(dòng)測(cè)量和計(jì)算，并通過電子手簿或直接實(shí)現(xiàn)自動(dòng)記錄、存儲(chǔ)和輸出的測(cè)量?jī)x器，稱為全站式電子速測(cè)儀，簡(jiǎn)稱全站儀。分為分體式和整體式兩類。測(cè)量?jī)x器總的發(fā)展過程測(cè)量?jī)x器總的發(fā)展過程：光學(xué)經(jīng)緯

2、儀電子經(jīng)緯儀速測(cè)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(nèi)存式全站儀5.全自動(dòng)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(guó)產(chǎn)南方系列拓普康與索佳全站儀全站儀主要由五個(gè)系統(tǒng)組成：控制系統(tǒng)、測(cè)角系統(tǒng)、測(cè)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(jī)、鍵盤、顯示器、存儲(chǔ)卡、制動(dòng)和微動(dòng)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(jìn)行各種控制操作。如：參數(shù)預(yù)置，選擇顯示和記錄模式，進(jìn)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(cè)量模式等。1、全站儀的構(gòu)造1.1 三軸同一望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)目標(biāo)的視準(zhǔn)軸、光電測(cè)距的紅外光發(fā)射光軸和接收光軸是同軸的，測(cè)量時(shí)使望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)目標(biāo)棱鏡的中心，就能同時(shí)測(cè)定水平角、垂直角和斜距1.2.角度補(bǔ)償器（豎軸傾斜的自動(dòng)補(bǔ)償）角度補(bǔ)償器裝有雙軸傾斜傳感器，能直接檢測(cè)出儀器的豎軸在視準(zhǔn)軸方向和橫軸方向上的傾斜量，經(jīng)儀器處理計(jì)算出改正值并對(duì)垂直方向和水平方向值加以改正，提高測(cè)角精度。1.3、全自動(dòng)全站儀與計(jì)算機(jī)聯(lián)合組成的智能觀測(cè)系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)瞄準(zhǔn)、觀測(cè)、記錄、存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)的傳輸，被稱為測(cè)量機(jī)器人。全站儀基本v2. 全站儀測(cè)量原理2.1. 全站儀的測(cè)距部分2.1. 全站儀的測(cè)距部分根據(jù)載波的不同可分為

4、：1、光電測(cè)距（可見光、紅外光、激光）2、微波測(cè)距（無線電波、微波）電磁波測(cè)距是用電磁波（光波或微波）作為載波傳輸測(cè)距信號(hào)以測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間距離的一種方法。電磁波測(cè)距的優(yōu)點(diǎn)：1、測(cè)程遠(yuǎn)、精度高。2、受地形限制少。3、作業(yè)快、工作強(qiáng)度低等優(yōu)點(diǎn)。公路工程測(cè)量中應(yīng)用較多的是中短程紅外光電測(cè)距儀。光電測(cè)距儀是通過測(cè)量光波在待測(cè)距離d上往、返傳播的時(shí)間t2d，計(jì)算待測(cè)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(cè)距原理二）測(cè)距方法光電測(cè)距儀按照t2d的不同測(cè)量方式，可分為：脈沖式（直接測(cè)定時(shí)間）相位式（間接測(cè)定時(shí)間）1、脈沖式脈沖式光電測(cè)距儀是將發(fā)射光波的光強(qiáng)調(diào)制成

5、一定頻率的尖脈沖，通過測(cè)量發(fā)射的尖脈沖在待測(cè)距離上往返傳播的時(shí)間來計(jì)算距離。脈沖測(cè)距原理圖002fqqttd：脈沖的振蕩頻率0fq：計(jì)數(shù)器計(jì)得的時(shí)鐘脈沖個(gè)數(shù)計(jì)數(shù)器只能記憶整數(shù)個(gè)時(shí)鐘脈沖，不足一周期的時(shí)間被丟掉了。測(cè)距精度較低，一般在“米”級(jí)，最好的達(dá)“分米”級(jí)。2、相位式相位式光電測(cè)距儀是將發(fā)射光強(qiáng)調(diào)制成正弦波的形式，通過測(cè)量正弦光波在待測(cè)距離上往、返傳播的相位移來解算時(shí)間。將返程的正弦波以棱鏡站為中心對(duì)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(diào)制頻率對(duì)應(yīng)的測(cè)尺長(zhǎng)見下表：調(diào)制頻率測(cè)尺長(zhǎng)2zmh15zmh5 . 7

6、zmh5 . 1zkh150zkh7510m20m100m1km2km調(diào)制頻率越大，測(cè)尺長(zhǎng)度越短。相位式測(cè)距儀的基本工作原理圖：1、由發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射一個(gè)調(diào)制光波，同時(shí)至檢相器；2、調(diào)制光波在待測(cè)距離上傳播，反射鏡反射后，經(jīng)接收系統(tǒng)進(jìn)入檢相器；3、檢相器將發(fā)射信號(hào)與接收信號(hào)進(jìn)行相位比較，測(cè)出相位差；4、每改變頻率f 后的調(diào)制光波，測(cè)出一個(gè)，組合后經(jīng)微處理器計(jì)算顯示結(jié)果。三）測(cè)程及測(cè)距儀的精度：1、測(cè)程：測(cè)距儀一次所能測(cè)的最遠(yuǎn)距離。短程測(cè)距儀 測(cè)程小于5km；中程測(cè)距儀 測(cè)程在5km-30km；遠(yuǎn)程測(cè)距儀 測(cè)程在30km以上。2、測(cè)距儀的精度：2、測(cè)距儀的精度：)10(6dbamd式中：式中：md

7、測(cè)距中誤差，單位為測(cè)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(cè)距儀的精度為某短程紅外測(cè)距儀的精度為當(dāng)距離d為0.6km時(shí)，測(cè)距精度是測(cè)距精度是md=8mm。( 通常寫作通常寫作ppm)1055(6dmmmd6103、距離計(jì)算：3、距離計(jì)算：1）儀器常數(shù)改正1）儀器常數(shù)改正（測(cè)距儀的乘常數(shù)測(cè)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(duì)于觀測(cè)值為對(duì)于觀測(cè)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(cè)距儀的氣象改正公式為：某測(cè)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(cè)站氣壓，單位為測(cè)站氣壓，單位為mmhg，1 mmhg=133.322pa；t測(cè)站溫度，單位為c；l距離，單位為km 。測(cè)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(jīng)過常數(shù)改正和氣象改正后的斜距；經(jīng)過常數(shù)改正和氣象改正后的斜距；經(jīng)緯儀測(cè)定的測(cè)線豎直角。經(jīng)緯儀測(cè)定的測(cè)線豎直角。普通光學(xué)經(jīng)緯儀難以滿足測(cè)角自動(dòng)顯示、自動(dòng)記錄和自動(dòng)傳輸數(shù)據(jù)的要求。世界上第一臺(tái)電子經(jīng)緯儀(electron

9、ic theodolite)于1968年研制成功，80年代初生產(chǎn)出商品化的電子經(jīng)緯儀。 采用光電掃描度盤，利用光電轉(zhuǎn)換原理和微處理器將角度方向值變?yōu)殡娦盘?hào)，從而完成自動(dòng)化測(cè)角的全過程，實(shí)現(xiàn)角度測(cè)量的自動(dòng)顯示、自動(dòng)記錄和自動(dòng)傳輸數(shù)據(jù)。2.2、全站儀的測(cè)角部分（電子經(jīng)緯儀）、全站儀的測(cè)角部分（電子經(jīng)緯儀）測(cè)角原理 電子經(jīng)緯儀與光學(xué)經(jīng)緯儀外形結(jié)構(gòu)相似，但其測(cè)角讀數(shù)系統(tǒng)采用的是光電掃描度盤和自動(dòng)顯示系統(tǒng)。根據(jù)光電掃描度盤獲取電信號(hào)的原理不同，電子經(jīng)緯儀電子測(cè)角系統(tǒng)也不同，主要有以下三種：1.編碼度盤測(cè)角系統(tǒng)即采用編碼度盤及編碼測(cè)微器的絕對(duì)式測(cè)角系統(tǒng)；3.動(dòng)態(tài)測(cè)角系統(tǒng)即采用計(jì)時(shí)測(cè)角度盤并實(shí)現(xiàn)光電動(dòng)態(tài)掃描

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

11、3.2.1 中，儀器會(huì)自動(dòng)對(duì)所測(cè)距離進(jìn)行改正。實(shí)測(cè)時(shí)，可輸值或氣溫、氣壓值大氣改正設(shè)置3.2.2 值大氣改正入溫度和氣壓值，全站儀會(huì)自動(dòng)計(jì)算值），并對(duì)測(cè)距結(jié)果進(jìn)行大氣改正（也可直接輸入改正。3.2.3 量?jī)x器高、棱鏡高并輸入全站儀。距離照準(zhǔn)目標(biāo)棱鏡中心，按測(cè)量鍵，距離測(cè)量3.2.4 開始，測(cè)距完成時(shí)顯示斜距、平距、高差。測(cè)量應(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。3.2 距離測(cè)量3.3.1 設(shè)定測(cè)站點(diǎn)的三維坐標(biāo)。3.3.2 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)，全站儀回自動(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。3.3.3 設(shè)置棱鏡常數(shù)。3.3.4 設(shè)置大氣改正值或氣溫、氣壓值。3.3.5 量?jī)x器高、棱鏡高并輸入全站儀。3.3.6 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)算測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)。3.3 坐標(biāo)測(cè)量距離測(cè)量需要進(jìn)行參數(shù)設(shè)置