全站仪测量方法.docx

内容：了解全站仪的分类、等级、主要技术指标；掌握全站仪的基本操作，测角、 测边、测三维坐标和三维坐标放样的原理和操作方法；了解全站仪的对边测量、悬 高测量、面积测量等方法。重点：全站仪的基本操作，测角、测边、测三维坐标和三维坐标放样的原理和操作 方法。难点：全站仪测三维坐标和三维坐标放样的原理和操作方法。教学方法：采取演示法教学。讲解拓普康全站仪使用，在课堂上每讲一项功能后， 利用多媒体课室的优点，现场演示一次，并将操作过程通过投影仪投影到屏幕上， 起到直观、形象的效果，使学生能迅速掌握全站仪的使用。§ 7.1全站仪（total station）的功能介绍测角：光学经纬仪，子经纬快'&半站便测距：钢尺 =4电磁波测距IQ> 全站仅数据处理系统j随着科学技术的不断发展，由光电测距仪，电子经纬仪，微处理仪及数据记录装置 融为一体的电子速测仪（简称全站仪）正日臻成熟，逐步普及。这标志着测绘仪器 的研究水平制造技术、科技含量、适用性程度等，都达到了一个新的阶段。全站仪是指能自动地测量角度和距离，并能按一定程序和格式将测量数据传送给相 应的数据采集器。全站仪自动化程度高，功能多，精度好，通过配置适当的接口， 可使野外采集的测量数据直接进入计算机进行数据处理或进入自动化绘图系统。与 传统的方法相比，省去了大量的中间人工操作环节，使劳动效率和经济效益明显提 高，同时也避免了人工操作，记录等过程中差错率较高的缺陷。全站仪的厂家很多，主要的厂家及相应生产的全站仪系列有：瑞士徕卡公司生产的 TC系列全站仪；日本TOPCN （拓普康）公司生产的GTS系列；索佳公司生产 的SET系列；宾得公司生产的PCS系列；尼康公司生产的DMT系列及瑞典捷 创力公司生产的GDM系列全站仪。我国南方测绘仪器公司90年代生产的NTS 系列全站仪填补了我国的空白，正以崭新的面貌走向国内国际市场。全站仪的工作特点：1、能同时测角、测距并自动记录测量数据；2、设有各种野外应用程序，能在测量现场得到归算结果；3、能实现数据流；一、TOPCON全站仪构造简介图1为宾得全站仪 PTS-V2，图2为尼康 C-100全站仪，图3为智能全站仪GTS-710,图4为蔡司Elta R系列工程全站仪，图5为徕卡TPS1100系列智能全站 仪。二、全站仪的功能介绍1、角度测量（angle observation）（1）功能：可进行水平角、竖直角的测量。（2）方法：与经纬仪相同，若要测出水平角/ AOB，则：1）当精度要求不高时：瞄准A点置零（0 SET ） 瞄准B点，记下水平度盘HR的大小。2） 当精度要求高时：可用测回法（method of observation set ）。操作步骤同用经纬仪操作一样，只是配置度盘时，按“置盘”（H SET ）。2、距离测量（distance measurement ）PSM、PPM的设置测距、测坐标、放样前。1）棱镜常数（PSM ）的设置。一般：PRISM=0 （原配棱镜），-30mm （国产棱镜）2）大气改正数（PPM ）（乘常数）的设置。输入测量时的气温（TEMP ）、气压（PRESS ），或经计算后，输入PPM的值。（1）功能：可测量平距HD、高差VD和斜距SD （全站仪镜点至棱镜镜点间 高差及斜距）（2）方法：照准棱镜点，按“测量”（MEAS ）。3、坐标测量（coordinate measurement ）（1）功能：可测量目标点的三维坐标（X，Y， H ）。（2）测量原理若输入：方位角女幽，测站坐标（*$，%）；测得：水平角月和平距则有：方位角：坐标：芍二花+' cos匕=匕+。健皿色t若输入：测站S高程丑占，测得：仪器高i，棱镜高v，平距r 竖直角为 则有：（3）方法：输入测站S （ X，高程：丑产比+，+%蜘为7Y，H ），仪器高i，棱镜高v 瞄准后视点B，将水 平度盘读数设置为叫，一一瞄准目标棱镜点T，按“测量”，即可显示点T的三维 坐标。4、点位放样（Layout）（1）功能：根据设计的待放样点P的坐标，在实地标出P点的平面位置及填挖 高度。（2）放样原理后视点也位置也位置1）在大致位置立棱镜，测出当前位置的坐标。2）将当前坐标与待放样点的坐标相比较，得距离差值dD和角度差dHR或纵向 差值AX和横向差值AY。3）根据显示的dD、dHR或AX、AY，逐渐找到放样点的位置。5、程序测量（programs）（1）数据采集（data collecting）（2）坐标放样（layout）（3）对边测量（MLM）、悬高测量（REM）、面积测量（AREA）、后方交会（RESECTION） 等。（4）数据存储管理。包括数据的传输、数据文件的操作（改名、删除、查阅）。§ 7.2 TOPCON GTS-312全站仪使用简介一、仪器面板外观和功能说明面板上按键功能如下：U进入坐标测量模式键。/进入距离测量模式键。ANG 进入角度测量模式键。MENU 进入主菜单测量模式键。ESC 用于中断正在进行的操作，退回到上一级菜单。POWER电源开关键/'光标左右移动键 光标上下移动、翻屏键F1、F2、F3、F4软功能键，其功能分别对应显示屏上相应位置显示的 命令。显示屏上显示符号的含义：V 竖盘读数；HR 水平读盘读数（右向计数）；HL 水平读盘读数（左 向计数）；HD 水平距离；VD 仪器望远镜至棱镜间高差；SD 斜距；* 正在测距；N 北坐标，x ； E 东坐标，y ； Z 天顶方向坐标，高程H 。二、全站仪几种测量模式介绍1、角度测量模式功能：按ANG进入，可进行水平角、竖直角测量，倾斜改正开关设置。第1页F1 OSET :设置水平读数为：0°00 '00”。F2 HOLD :锁定水平读数。F3 HSET :设置任意大小的水平读数。F4 P" 进入第2页。第2页F1 TILT :设置倾斜改正开关。F2 REP :复测法。F3 V% :竖直角用百分数显示。F4 P2J:进入第3页。第3页F1 H-BZ :仪器每转动水平角90°时，是否要蜂鸣声。F2 R/L :右向水平读数HR/左向水平读数HL切换，一般用HR。F3 CMPS :天顶距V/竖直角CMPS的切换，一般取V。F4 P3J:进入第1页。2、距离测量模式功能：按进入，可进行水平角、竖直角、斜距、平距、高差测量及PSM、PPM、 距离单位等设置。第1页F1 MEAS :进行测量。F2 MODE :设置测量模式，Fine/coarse/tragcking （精测/粗测/跟踪）。F3 S/A :设置棱镜常数改正值（PSM ）、大气改正值（PPM ）。F4 P1队进入第2页。第2页F1 OFSET :偏心测量方式。F2 SO :距离放样测量方式。F3 m/f/i :距离单位米/英尺/英寸的切换。F4 P2J:进入第1页。3、坐标测量模式H ）、水平角、竖直角、斜距测量及PSM、功能：按；进入，可进行坐标（N , PPM、距离单位等设置。第1页F1 MEAS :进行测量。F2 MODE :设置测量模式，Fine/Coarse/Tracking。F3 S/A :设置棱镜改正值（PSM），大气改正值（PPM）常数。F4 P11 :进入第2页。第2页F1 R.HT :输入棱镜高。F2 INS.HT :输入仪器高。F3 OCC :输入测站坐标。F4 P21：进入第3页。第3页F1 OFSET :偏心测量方式。F2F3 m/f/i:距离单位米/英尺/英寸切换。F4 P31：进入第1页。4、主菜单模式功能：按MENU进入，可进行数据采集、坐标放样、程序执行、内存管理（数据 文件编辑、传输及查询）、参数设置等。三、全站仪功能简介测量前，要进行如下设置按或.,，进入距离测量或坐标测量模式，再按第1 页的 S/A （ F3 ）。1、棱镜常数PRISM的设置进口棱镜多为0，国产棱镜多为-30mm。（具体 见说明书）2、大气改正值PPM的设置按“ T-P”，分别在“ TEMP.”和“ PRES.”栏，输 入测量时的气温、气压。（或者按照说明书中的公式计算出PPM值后，按“ PPM ” 直接输入）。说明：PRISM、PPM设置后，在没有新设置前，仪器将保存现有设置。（一）角度测量按ANG键，进入测角模式（开机后默认的模式），其水平角、竖直角的测量方法 与经纬仪操作方法基本相同。照准目标后，记录下仪器显示的水平度盘读数HR和 竖直度盘读数V。（二）距离测量先按/键，进入测距模式，瞄准棱镜后，按F1 （ MEAS ），记录下仪器测站点 全棱镜点间的平距HD、镜头与镜头间的斜距SD和镜头与镜头间的高差VD。（三）坐标测量AEKxojyHn)坐标测量示意图1、按ANG键，进入测角模式，瞄准后视点A。2、按HSET，输入测站O至后视点A的坐标方位角5如：输入65.4839，即输入了行佃沙3、按乙键，进入坐标测量模式。按P1，进入第2页。4、按OCC，分别在N、E、Z输入测站坐标（X0 ,Y0 ,H0）。5、按P进入第2页，在INS.HT栏，输入仪器高。6、按P1，进入第2页，在R.HT栏，输入B点处的棱镜高。7、瞄准待测量点B，按MEAS，得B点的（XB ,YB ,HB）。（四）零星点的坐标放样（不使用文件）1、按MENU，进入主菜单测量模式。2、按LAYOUT，进入放样程序，再按SKP，略过使用文件。3、按OOC.PT （ F1），再按NEZ，输入测站O点的坐标（X0 ,Y0 ,H0）； 并在INS.HT 一栏，输入仪器高。4、按BACKSIGHT （ F2），再按NE/AZ，输入后视点A的坐标（xA , yA）；若不知A点坐标而已知坐标方位角凶则可再按AZ，在HR项输入叫独的值。 瞄准A点，按YES。5、按LAYOUT （ F3），再按NEZ，输入待放样点B的坐标（xB , yB,HB） 及测杆单棱镜的镜高后，按ANGLE（ F1 ）。使用水平制动和水平微动螺旋，使 显示的dHR=0°00 '00”，即找到了 OB方向，指挥持测杆单棱镜者移动位置，使 棱镜位于OB方向上。6、按DIST，进行测量，根据显示的dHD来指挥持棱镜者沿OB方向移动，若 dHD为正，则向O点方向移动；反之若dHD为负，则向远处移动，直至dHD=0 时，立棱镜点即为B点的平面位置。7、其所显示的dZ值即为立棱镜点处的填挖高度，正为挖，负为填。8、按NEXT 反复5、6两步，放样下一个点C。§ 7.3全站仪使用的注意事项与维护一、全站仪保管的注意事项1、仪器的保管由专人负责，每天现场使用完毕带回办公室；不得放在现场工具箱 内。2、仪器箱内应保持干燥，要防潮防水并及时更换干燥剂。仪器须放置专门架上或 固定位置。3、仪器长期不用时，应一月左右定期通风防霉并通电驱潮，以保持仪器良好的工 作状态。4、仪器放置要整齐，不得倒置。二、使用时应注意事项1、开工前应检查仪器箱背带及提手是否牢固。2、开箱后提取仪器前，要看准仪器在箱内放置的方式和位置，装卸仪器时，必须 握住提手，将仪器从仪器箱取出或装入仪器箱时，请握住仪器提手和底座，不可握 住显示单元的下部。切不可拿仪器的镜筒，否则会影响内部固定部件，从而降低仪 器的精度。应握住仪器的基座部分，或双手握住望远镜支架的下部。仪器用毕，先 盖上物镜罩，并擦去表面的灰尘。装箱时各部位要放置妥帖，合上箱盖时应无障碍。3、在太阳光照射下观测仪器，应给仪器打伞，并带上遮阳罩，以免影响观测精度。 在杂乱环境下测量，仪器要有专人守护。当仪器架设在光滑的表面时，要用细绳（或 细铅丝）将三脚架三个脚联起来，以防滑倒。4、当架设仪器在三脚架上时，尽可能用木制三脚架，因为使用金属三脚架可能会 产生振动，从而影响测量精度。5、当测站之间距离较远，搬站时应将仪器卸下，装箱后背着走。行走前要检查仪 器箱是否锁好，检查安全带是否系好。当测站之间距离较近，搬站时可将仪器连同 三脚架一起靠在肩上，但仪器要尽量保持直立放置。6、搬站之前，应检查仪器与脚架的连接是否牢固，搬运时，应把制动螺旋略微关 住，使仪器在搬站过程中不致晃动。7、仪器任何部分发生故障，不勉强使用，应立即检修，否则会加剧仪器的损坏程 度。8、元件应保持清洁，如沾染灰沙必须用毛刷或柔软的擦镜纸擦掉。禁止用手指抚 摸仪器的任何光学元件表面。清洁仪器透镜表面时，请先用干净的毛刷扫去灰尘， 再用干净的无线棉布沾酒精由透镜中心向外一圈圈的轻轻擦拭。除去仪器箱上的灰 尘时切不可作用任何稀释剂或汽油，而应用干净的布块沾中性洗涤剂擦洗。9、湿环境中工作，作业结束，要用软布擦干仪器表面的水分及灰尘后装箱。回到 办公室后立即开箱取出仪器放于干燥处，彻底凉十后再装箱内。10、冬天室内、室外温差较大时，仪器搬出室外或搬入室内，应隔一段时间后才能 开箱。三、电池的使用全站仪的电池是全站仪最重要的部件之一，现在全站仪所配备的电池一般为 Ni-MH（竦氢电池）和Ni-Cd（竦镉电池），电池的好坏、电量的多少决定了外业 时间的长短。1、建议在电源打开期间不要将电池取出，因为此时存储数据可能会丢失，因此在 电源关闭后再装入或取出电池。2、可充电池可以反复充电使用，但是如果在电池还存有剩余电量的状态下充电， 则会缩短电池的工作时间，此时，电池的电压可通过刷新予以复原，从而改善作业 时间，充足电的电池放电时间约需8小时。3、不要连续进行充电或放电，否则会损坏电池和充电器，如有必要进行充电或放 电，则应在停止充电约30分钟后再使用充电器。不要在电池刚充电后就进行充电或放电，有时这样会造成电池损坏。4、超过规定的充电时间会缩短电池的使用寿命，应尽量避免电池剩余容量显示级 别与当前的测量模式有关，在角度测量的模式下，电池剩余容量够用，并不能够保 证电池在距离测量模式下也能用，因为距离测量模式耗电高于角度测量模式，当从 角度模式转换为距离模式时，由于电池容量不足，不时会中止测距。总之，只有在日常的工作中，注意全站仪的使用和维护，注意全站仪电池的充放电， 才能延长全站仪的使用寿命，使全站仪的功效发挥到最大