建筑工程測(cè)量新知識(shí)—全站儀

1、全站儀及其使用全站儀及其使用1 全站儀概述全站儀(total station)是由電子測(cè)角、光電測(cè)距、微型機(jī)及其軟件組合而成的智能型光電測(cè)量?jī)x器，其結(jié)構(gòu)如圖5-1所示。世界上第一臺(tái)商品化的全站儀是1968年西德OPTON公司生產(chǎn)的Reg Elda14。 全站儀的基本功能是測(cè)量水平角、豎直角和斜距，借助于機(jī)內(nèi)固化的軟件，可以組成多種測(cè)量功能，如可以計(jì)算并顯示平距、高差以及鏡站點(diǎn)的三維坐標(biāo)，進(jìn)行偏心測(cè)量、懸高測(cè)量、對(duì)邊測(cè)量、面積計(jì)算等。全站儀具有如下特點(diǎn)： (1) 三同軸望遠(yuǎn)鏡在全站儀的望遠(yuǎn)鏡中，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，其光路如圖所示。因此，測(cè)量時(shí)使望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)

2、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。全站儀的組成： (1) 四大光電測(cè)量系統(tǒng)(2) 微處理器、電子手薄和附屬部件根據(jù)鍵盤獲得的操作指令微處理器即調(diào)用內(nèi)部命令，指示儀器進(jìn)行相關(guān)的測(cè)量工作和通過(guò)電子手薄進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄、檢核、處理、存儲(chǔ)和傳輸。(3) 三同軸望遠(yuǎn)鏡2 NTS-355全站儀的基本操作圖所示是南方測(cè)繪儀器公司生產(chǎn)的NTS-355中文界面全站儀，它帶有數(shù)字/字母鍵盤，其主要技術(shù)參數(shù)為：一測(cè)回方向觀測(cè)中誤差為5，豎盤指標(biāo)自動(dòng)歸零補(bǔ)償采用液體電子傳感補(bǔ)償器，補(bǔ)償范圍為3；在良好大氣條件下的最大測(cè)量距離為2.6km(使用三塊棱鏡)，距離測(cè)量誤差為2mm+2ppm；帶有內(nèi)存的程序模塊可

3、以儲(chǔ)存3440個(gè)點(diǎn)的測(cè)量數(shù)據(jù)和坐標(biāo)數(shù)據(jù)；儀器采用6V鎳氫可充電電池供電，一個(gè)充滿電的電池可供連續(xù)測(cè)量810個(gè)小時(shí)。1) P1頁(yè)菜單P1頁(yè)菜單有“置零”、“鎖定”、“置盤”三個(gè)選項(xiàng)?！爸昧恪边x項(xiàng)將當(dāng)前視線方向的水平度盤讀數(shù)設(shè)置為0?！版i定”選項(xiàng)將當(dāng)前水平度盤讀數(shù)鎖定，該選項(xiàng)用于將某個(gè)照準(zhǔn)方向的水平度盤讀數(shù)配置為指定的角度值?！爸帽P”選項(xiàng)將當(dāng)前視線方向的水平度盤讀數(shù)設(shè)置為輸入值。2) P2頁(yè)菜單“傾斜”選項(xiàng)當(dāng)儀器豎軸發(fā)生微小的傾斜時(shí)，打開傾斜補(bǔ)償器可以自動(dòng)改正垂直角。“V%”選項(xiàng)使豎盤讀數(shù)在以角度制顯示或以斜率百分比(也稱坡度)顯示間切換。3) P3頁(yè)菜單“H-蜂鳴”選項(xiàng)開關(guān)蜂鳴聲。當(dāng)水平度盤讀數(shù)

4、分別為0、90、180、270、1時(shí)發(fā)出蜂鳴聲?！癛/L”選項(xiàng)使水平盤讀數(shù)在右旋和左旋水平角之間切換。右旋等價(jià)于水平度盤為順時(shí)針注記，左旋等價(jià)于水平度盤為逆時(shí)針注記?！柏Q角”選項(xiàng)使豎盤讀數(shù)在天頂距(豎盤0位于天頂方向)和高度角(豎盤0位于水平方向)之間切換。全站儀的使用： (1) 安置將全站儀安置于測(cè)站點(diǎn)，反射棱鏡安置于目標(biāo)點(diǎn)，對(duì)中整平。(2) 開機(jī)打開電源開關(guān)，若電壓不足，應(yīng)及時(shí)更換電池。(3) 儀器自檢轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部和望遠(yuǎn)鏡各一周，使儀器水平度盤和豎直度盤初始化。(4) 參數(shù)設(shè)置棱鏡常數(shù)檢查和設(shè)置，氣象參數(shù)。(5) 選擇測(cè)量模式(6) 照準(zhǔn)、測(cè)量方向觀測(cè)時(shí)照準(zhǔn)標(biāo)桿或覘牌中心，按測(cè)量鍵顯示相應(yīng)數(shù)

5、據(jù)。(7) 測(cè)量完畢關(guān)機(jī)全站儀使用注意事項(xiàng)5.6 新型全站儀簡(jiǎn)介某些型號(hào)的進(jìn)口全站儀，除具有普通全站儀的功能外，還具有一些更先進(jìn)更實(shí)用的功能。(1) 拓普康GTS-600系列全站儀圖5-44為日本拓普康公司的GTS-600系列全站儀，它具有如下的特點(diǎn)：1) 儀器的ROM中固化有MS-DOS3.22操作系統(tǒng)，用戶可以修改儀器自帶的應(yīng)用程序，也可以開發(fā)適合特殊需要的應(yīng)用程序，系統(tǒng)提供給用戶存儲(chǔ)應(yīng)用程序的空間達(dá)2MB。2) 儀器用于存儲(chǔ)測(cè)量數(shù)據(jù)的內(nèi)存為320KB，可以存儲(chǔ)約5000個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，如果不夠，可以使用閃存卡。儀器使用16MB或32MB兩種PCMCIA(personal computer

6、 memory card internation association)閃存卡，數(shù)據(jù)采集完成后，可以從儀器中取出閃存卡，并將其插入卡適配器中，再將插入了閃存卡的卡適配器裝入計(jì)算機(jī)的PCMCIA卡槽中(筆記本電腦一般都帶有PCMCIA卡槽)，即可將閃存卡中的數(shù)據(jù)讀入計(jì)算機(jī)。 3）儀器除帶有一個(gè)RS-232C串行接口外，還帶有一個(gè)12針的并行接口，將Centronics標(biāo)準(zhǔn)(12針)的打印機(jī)連接到并行接口，操作儀器可以直接打印測(cè)量成果。4) 自動(dòng)調(diào)焦。觀測(cè)員只需要使望遠(yuǎn)鏡大致照準(zhǔn)棱鏡，按下儀器上的“AF”鍵，儀器就會(huì)立刻對(duì)目標(biāo)棱鏡進(jìn)行自動(dòng)調(diào)焦。5) 防水。儀器按照IEC529標(biāo)準(zhǔn)制造，具有超強(qiáng)的

7、防水性能，當(dāng)水龍頭的水從任何方向噴射儀器的外殼時(shí)，均不會(huì)對(duì)儀器的性能產(chǎn)生影響。6) 可選配的定線點(diǎn)指示器。定線點(diǎn)指示器可以同時(shí)發(fā)射兩束光，其中一束為恒定激光，用于指向；另一束為閃爍光，用于幫助司鏡員正確識(shí)別定線方向。7) 屏幕顯示采用全中文菜單界面，便于中國(guó)用戶操作與使用。 (2) 徠卡TPS1100系列全站儀圖5-45為徠卡公司的TPS1100系列全站儀，它具有如下特點(diǎn)： 1) 馬達(dá)驅(qū)動(dòng)與自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別。在自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別模式下，只需要粗略照準(zhǔn)棱鏡，儀器內(nèi)置的CCD相機(jī)立即對(duì)返回信號(hào)加以分析，并通過(guò)伺服馬達(dá)驅(qū)動(dòng)照準(zhǔn)部與望遠(yuǎn)鏡旋轉(zhuǎn)，自動(dòng)照準(zhǔn)棱鏡中心進(jìn)行測(cè)量，并自動(dòng)進(jìn)行正、倒鏡觀測(cè)。該觀測(cè)模式對(duì)于需要

8、進(jìn)行多次重復(fù)觀測(cè)的點(diǎn)非常有用，如可以實(shí)現(xiàn)對(duì)大型水壩變形點(diǎn)進(jìn)行無(wú)人值守的連續(xù)觀測(cè)。2) 自動(dòng)跟蹤。在自動(dòng)跟蹤模式下，儀器能自動(dòng)鎖定目標(biāo)棱鏡并對(duì)移動(dòng)的360棱鏡進(jìn)行自動(dòng)跟蹤測(cè)量，儀器內(nèi)設(shè)的智能化軟件利用CCD相機(jī)對(duì)返回信號(hào)進(jìn)行分析處理，排除外界其它反射物體成像的干擾，可以保證在鎖定目標(biāo)暫時(shí)失鎖時(shí)，也能立即恢復(fù)跟蹤。3) 鏡站遙控測(cè)量。鏡站可以通過(guò)操作RCS1100控制器遙控測(cè)站的全站儀進(jìn)行放樣測(cè)量，放樣數(shù)據(jù)及測(cè)得的鏡站當(dāng)前坐標(biāo)直接顯示在RCS1100控制器中，這使得一個(gè)人進(jìn)行測(cè)量成為可能。4) 無(wú)反射棱鏡測(cè)量。儀器內(nèi)置有紅外光和可見激光兩種測(cè)距信號(hào)，當(dāng)使用激光信號(hào)測(cè)距時(shí)，可以不用反射棱鏡，直接照準(zhǔn)目標(biāo)測(cè)距。無(wú)棱鏡測(cè)距的范圍為1.5m80m，加長(zhǎng)測(cè)程的儀器可以達(dá)到200m，測(cè)距精度3mm+2ppm。該功能對(duì)測(cè)量天花板、壁角、塔樓、隧道斷面等有用。5) 支持用戶自編應(yīng)用程序。儀器提供了GeoBASIC語(yǔ)言，它與標(biāo)準(zhǔn)BASIC語(yǔ)言相似，提供了數(shù)學(xué)計(jì)算、字符串管理和文件操作等功能。在使用GeoBASIC語(yǔ)言編程時(shí)，