簡述全站儀在工程測量中

1、v隨著科技的進(jìn)步，測量領(lǐng)域的儀器設(shè)備已日新月異，測量儀器由過去傳統(tǒng)的三大件，發(fā)展到今天的集全能型、智能化、高精度于一身的電子全站儀，以及高尖端的全球定位系統(tǒng)(GPS)和衛(wèi)星遙感技術(shù)。使得測量領(lǐng)域無論從儀器設(shè)備，還是測量技術(shù)和手段都發(fā)生翻天覆地的變化，全站儀以其高度自動(dòng)化和準(zhǔn)確快捷的定位功能在當(dāng)今工程測量中廣泛應(yīng)用。v全站儀坐標(biāo)放樣法以其測量精度高，儀器的集成化、自動(dòng)化和智能化程度高等優(yōu)點(diǎn)在施工放樣中得到廣泛的應(yīng)用。 v緒論緒論v全站儀基本原理，誤差全站儀基本原理，誤差v全站儀的組成全站儀的組成v全站儀的操作與使用全站儀的操作與使用 v全站儀的特點(diǎn)全站儀的特點(diǎn)v全站儀使用的注意事項(xiàng)全站儀使用的注

2、意事項(xiàng) v利用全站儀點(diǎn)位坐標(biāo)放樣利用全站儀點(diǎn)位坐標(biāo)放樣v放樣實(shí)例放樣實(shí)例v總結(jié)總結(jié)v致謝詞致謝詞v在時(shí)代日新月異的今天，測量行業(yè)當(dāng)中的儀器也在不斷更新，全站儀在測量中起著非常重要的作用。工程測量主要任務(wù)之一是測量和放樣空間點(diǎn)的空間坐標(biāo)。所使用的儀器主要有全站儀和GPS接收機(jī)等。在高等級大范圍的控制測量中它也許要讓位于GPS，而在工程測量、建筑施工測量、城市測量中仍將發(fā)揮主要作用。v全站儀，即全站型電子速測儀（Electronic Total Station）。是一種集光、機(jī)、電為一體的高技術(shù)測量儀器，是集水平角、垂直角、距離(斜距、平距)、高差測量功能于一體的測繪儀器系統(tǒng)。因其一次安置儀器就可

3、完成該測站上全部測量工作，所以稱之為全站儀。廣泛用于地上大型建筑和地下隧道施工等精密工程測量或變形監(jiān)測領(lǐng)域。 v全站儀是一種集光、機(jī)、電為一體的新型測角儀器，與光學(xué)經(jīng)緯儀比較電子經(jīng)緯儀將光學(xué)度盤換為光電掃描度盤，將人工光學(xué)測微讀數(shù)代之以自動(dòng)記錄和顯示讀數(shù)，使測角操作簡單化，且可避免讀數(shù)誤差的產(chǎn)生。電子經(jīng)緯儀的自動(dòng)記錄、儲存、計(jì)算功能，以及數(shù)據(jù)通訊功能，進(jìn)一步提高了測量作業(yè)的自動(dòng)化程度。 v全站儀與光學(xué)經(jīng)緯儀區(qū)別在于度盤讀數(shù)及顯示系統(tǒng)，電子經(jīng)緯儀的水平度盤和豎直度盤及其讀數(shù)裝置是分別采用兩個(gè)相同的光柵度盤（或編碼盤）和讀數(shù)傳感器進(jìn)行角度測量的。 根據(jù)測角精度可分為0。5，1，2，3，5，10等幾

4、個(gè)等級。v脈沖式測距 由測距儀的發(fā)射系統(tǒng)發(fā)出光脈沖，經(jīng)被測目標(biāo)反射后，再由測距儀的接收系統(tǒng)接收，測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)，測距精度為O.5m，精度較低。v相位式測距 由測距儀的發(fā)射系統(tǒng)發(fā)出一種連續(xù)的調(diào)制光波，測出該調(diào)制光波在測線上往返傳播所產(chǎn)生的相依移，以測定距離D。紅外光電測距儀一般都采用相位測距法。v全站儀主要由五個(gè)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)。全站儀組成及各系統(tǒng)間關(guān)系見圖v全站儀上半部分包含有測量的四大光電系統(tǒng)，即水平全站儀上半部分包含有測量的四大光電系統(tǒng)，即水平角測

5、量系統(tǒng)、豎直角測量系統(tǒng)、水平補(bǔ)償系統(tǒng)和測距角測量系統(tǒng)、豎直角測量系統(tǒng)、水平補(bǔ)償系統(tǒng)和測距系統(tǒng)。通過鍵盤可以輸入操作指令、數(shù)據(jù)和設(shè)置參數(shù)。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)系起接口接入總線與微處理機(jī)聯(lián)系起來。來。 微處理機(jī)（微處理機(jī)（CPU）是全站儀的核心部件，主要有）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)行測量工作，執(zhí)行測量過程根據(jù)鍵盤

6、指令啟動(dòng)儀器進(jìn)行測量工作，執(zhí)行測量過程中的檢核和數(shù)據(jù)傳輸、處理、顯示、儲存等工作，保中的檢核和數(shù)據(jù)傳輸、處理、顯示、儲存等工作，保證整個(gè)光電測量工作有條不紊地進(jìn)行。輸入輸出設(shè)備證整個(gè)光電測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)。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)。（1）水平角測量）水平角測量 v1）按角度測量鍵,使全站儀處于角度測量模式,照準(zhǔn)第一個(gè)目標(biāo)A.v 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

7、向間的水平夾角. （2）距離測量）距離測量 v1）設(shè)置棱鏡常數(shù) 測距前須將棱鏡常數(shù)輸入儀器中,儀器會(huì)自動(dòng)對所測距離進(jìn)行改正. v2）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）,并對測距結(jié)果進(jìn)行改正. v3）量儀器高,棱鏡高并輸入全站儀. v4）距離測量 照準(zhǔn)目標(biāo)棱鏡中心,按測距鍵,距離測量開始,測距完成時(shí)顯示斜距,平距,高差. 全站儀的測距模式有精測模式,跟蹤模式,粗測模式三種.精測模式是最常用的測距模式,測量

8、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)測距,最小顯示一般為1cm,每次測距時(shí)間約0.3S;粗測模式,測量時(shí)間約0.7S,最小顯示單位1cm或1mm.在距離測量或坐標(biāo)測量時(shí),可按測距模式（MODE）鍵選擇不同的測距模式. （3）坐標(biāo)測量）坐標(biāo)測量 v1）設(shè)定測站點(diǎn)的三維坐標(biāo).v 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.v 3）設(shè)置棱鏡常數(shù). v4）設(shè)置大氣改正值或氣溫,氣壓值. v5）量儀器高,棱鏡高并輸入全站儀.v 6）照準(zhǔn)目標(biāo)棱鏡,按坐標(biāo)測

9、量鍵,全站儀開始測距并計(jì)算顯示測點(diǎn)的三維坐標(biāo) v（1）采用同軸雙速制、微動(dòng)機(jī)構(gòu)，使照準(zhǔn)更加快捷、準(zhǔn)確。v （2）控制面板具有人機(jī)對話功能?？刂泼姘逵涉I盤和顯示屏組成。除照準(zhǔn)以外的各種測量功能和參數(shù)均可通過鍵盤來實(shí)現(xiàn)。儀器的兩側(cè)均有控制面板，操作十分方便。v（3）設(shè)有雙向傾斜補(bǔ)償器，可以自動(dòng)對水平和豎直方向進(jìn)行修正，以消除豎軸傾斜誤差的影響。 v（4）機(jī)內(nèi)設(shè)有測量應(yīng)用軟件，可以方便地進(jìn)行三維坐標(biāo)測量、導(dǎo)線測量、對邊測量、懸高測量、偏心測量、后方交會(huì)、放樣測量等工作。 v（5）具有雙路通訊功能，可將測量數(shù)據(jù)傳輸給電子手簿或外部計(jì)算機(jī)，也可接受電子手簿和外部計(jì)算機(jī)的指令和數(shù)據(jù)。這種傳輸系統(tǒng)有助于開發(fā)

10、專用程序系統(tǒng)，提高數(shù)據(jù)的可靠性與存儲安全性。 v在進(jìn)行放樣之前我們應(yīng)考略到外界因素對放樣的精度影響，如溫度、氣壓、大氣折射等。這需要我們在放養(yǎng)前對全站儀進(jìn)行改正常數(shù)設(shè)置。v(1)大氣改正大氣改正v全站儀發(fā)射紅外光的光速隨大氣的溫度和壓力而改變，需對儀器進(jìn)行大氣改正值設(shè)置使其自動(dòng)對測距結(jié)果實(shí)施大氣改正。(以南方NTS系列為例)v改正公式如下：（計(jì)算單位：米）vS=273.8-0.2900P(1+0.00366T)(PPM)v式中：S：改正系數(shù) P:氣壓 T：溫度v(2)大氣折射和地球曲率改正大氣折射和地球曲率改正v儀器在進(jìn)行平距測量和高差測量時(shí)，可對大氣折光和地球曲率的影響進(jìn)行自動(dòng)改正。v改正公

11、式如下：v經(jīng)改正后的平距：D=S*cos+sin*S* cos(K-2)/2Rev經(jīng)改正后的高差：H=S* sin+ cos*S* cos(1-K)/2Rev式中：vK=0.14-大氣折光系數(shù)vRe=6370km-地球曲率半徑v（或）-從水平面起算的豎角（垂直角）vS-斜距v1. 放樣前的準(zhǔn)備工作放樣前的準(zhǔn)備工作v測量人員首先應(yīng)熟悉測量數(shù)據(jù)。另外，還應(yīng)掌握施工現(xiàn)場所布設(shè)的控制點(diǎn)的位置、坐標(biāo)、高程，及支線點(diǎn)的位置。v2. 操作過程操作過程v(1)向全站儀里出入相關(guān)數(shù)據(jù)。v(2)選擇有利于放樣的控制點(diǎn)架設(shè)儀器，并對儀器進(jìn)行設(shè)置。v(3)選擇合適的后視點(diǎn)，并從全站儀儲存的數(shù)據(jù)中調(diào)用相關(guān)數(shù)據(jù)，設(shè)置測站

12、點(diǎn)和后視點(diǎn)，定出零方向。v(4)調(diào)用所需的放樣坐標(biāo)，進(jìn)行放樣。v已知測站點(diǎn)坐標(biāo) 0 (3511280.646 505922.993) ，方位角：462433放樣出 vA （3511294.255 505927.409） vB （3511271.499 505918.368）vC （3511270.587 505936.246）v并把測量的數(shù)據(jù)填寫在記錄表上求出限差.v要求：水平角上下半測回較差20；幾何圖形角度閉合差30；平差后角度值與理論值限差35；邊長平均值與理論值誤差1/6000。 v1.測站點(diǎn)架設(shè)全站儀：測站點(diǎn)架設(shè)全站儀： 在測站點(diǎn)架設(shè)儀器，架設(shè)儀器時(shí)應(yīng)注意安全，架設(shè)完畢后對全站儀進(jìn)行

13、設(shè)置，修改相應(yīng)參數(shù)。v2.檢核測站點(diǎn)并設(shè)置零方向檢核測站點(diǎn)并設(shè)置零方向 選好測站架好儀器后，選擇后視點(diǎn)，從全站儀中調(diào)用相關(guān)坐標(biāo)設(shè)置零方向。v3.進(jìn)行放樣進(jìn)行放樣 調(diào)置放樣點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行放樣，觀測員通過全站儀所顯示的dHR（對準(zhǔn)放樣點(diǎn)儀器應(yīng)旋轉(zhuǎn)的水平角 = 實(shí)際水平角計(jì)算的水平角）值，用對講機(jī)對持鏡員進(jìn)行方向指揮，當(dāng)所顯示的dHR=00000時(shí)，即表明放樣方向正確。方向選定好后架好棱鏡，用全站儀對棱鏡所處位置進(jìn)行測距得出dHD（對準(zhǔn)放樣點(diǎn)尚差的水平距離 = 實(shí)際水平距離計(jì)算的水平距離）值，當(dāng)dHR和dHD都為零時(shí)放樣工作完成，棱鏡所架點(diǎn)為所要放樣點(diǎn)。v4.檢核檢核 檢核放樣點(diǎn)的精度，觀測三角形各角的

14、角度和邊長，再根據(jù)坐標(biāo)反算公式，把實(shí)際角度和距離計(jì)算出來，跟測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢核，看其誤差是否超限。 檢核結(jié)果是水平角上下半測回較差20；幾何圖形角度閉合差30；平差后角度值與理論值限差35；邊長平均值與理論值誤差1/6000。放樣結(jié)果合格。v通過這次坐標(biāo)放樣練習(xí)，我們所測數(shù)據(jù)都達(dá)到了題目的要求。v在放樣的過程中有很多因素影響到放樣的精度如：儀器自身的誤差，所架測站點(diǎn)點(diǎn)位的位移，觀測時(shí)出現(xiàn)的視差，標(biāo)示放樣點(diǎn)時(shí)出現(xiàn)的偏差等。除此之外，在放樣之前不應(yīng)忘記對全站儀參數(shù)的設(shè)置，在外業(yè)進(jìn)行放樣的時(shí)候會(huì)受到外部自然環(huán)境的影響造成放樣精度的降低，參數(shù)的設(shè)置就是為了將這些影響降到最低，提高放樣的精度。v坐標(biāo)法放樣是充分利用全站儀的測量精度高，儀器的集成化、自動(dòng)化和智能化程度高等優(yōu)點(diǎn)，直接利用控制點(diǎn)和放