第六章 全站仪测量.ppt.ppt

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1、建筑工程测量,第六章 全站仪基本操作及GPS测量简介,通过本章的学习，掌握全站仪的基本操作方法，能正确地使用全站仪进行基本测设工作；了解GPS的基本工作原理、GPS测量系统的基本配置、GPS的施测实施方法。,6.1 全站仪及其基本操作,6.1.1 概述 全站仪又称全站型电子速测仪，是一种可以同时进行角度测量和距离测量，由机械、光学、电子元件组合而成的测量仪器。全站仪是由电子测距仪、电子经纬仪和电子记录装置三部分组成。从结构上分，全站仪可分为组合式和整体式两种。整体式全站仪是在一个仪器内装配测距、测角和电子记录三部分。测距和测角共用一个光学望远镜，方向和距离测量只需一次照准，使用十分方便。全站仪

2、的电子记录装置是由存储器、微处理器、输入和输出部分组成。由微处理器对获取的斜距、水平角、竖直角等信息进行处理，可以获得各种改正后的数据。在只读存储器中固化了一些常用的测量程序，如坐标测量、导线测量、放样测量等，只要进入相应的测量程序模式，输入已知数据，便可依据程序进行测量过程，获取观测数据。通过输入、输出设备，可以与计算机交互通讯，将测量数据直接传输给计算机，在软件的支持下，进行计算、编辑和绘图。全站仪的应用可归纳为四个方面：一是在地形测量中，可将控制测量和碎步测量同时进行；二是可用于施工放样测量，将设计好的管线、道路、工程建设中的建筑物、构筑物等的位置按图纸设计数据测设到地面上；三是可用全站

3、仪进行导线测量、前方交会、后方交会等，不但操作简便且速度快、精度高；四是通过数据输入/输出接口设备，将全站仪与计算机、绘图仪连接在一起，形成一套完整的测绘系统，从而大大提高测绘工作的质量和效率。,6.1.2 全站仪的基本结构及功能,全站仪的种类很多，各种型号仪器的基本结构大致相同。现以日本拓普康公司生产的GTS-330系列全站仪为例进行介绍。GTS-330系列的外观与普通电子经纬仪相似，是由电子经纬仪和电子测距仪两部分组成。1、仪器部件的名称 图6-1标示出了仪器各个部件的名称。,2、显示 1）显示屏 显示屏采用点阵式液晶显示(LCD)，可显示4行，每行20个字符，通常前三行显示的是测量数据，

4、最后一行显示的是随测量模式变化的按键功能。如下图所示。,6.1.2 全站仪的基本结构及功能,2）对比度与照明 显示窗的对比度与照明可以调节，具体可在菜单模式或者星键模式下依据其中文操作指示来调节。,3）显示符号 在显示屏中显示的符号如表所示。,6.1.2 全站仪的基本结构及功能,3、操作键 显示屏上的各操作键的具体名称及功能说明如表所示。,6.1.2 全站仪的基本结构及功能,4、功能键(软键)1）软键 软键共有四个，即F1、F2、F3、F4键，每个软键的功能见相应测量模式的相应显示信息，在各种测量模式下分别有其不同的功能。2）标准测量模式 标准测量模式有三种，即角度测量模式、距离测量模式和坐标

5、测量模式。各测量模式又有若干页，可以用F4键翻页。具体操作及模式说明见下图。,6.1.2 全站仪的基本结构及功能,角度测量模式,距离测量模式,坐标测量模式,5、星键模式 按下()键即可看到下列仪器设置选项，具体说明见表。(1)调节显示屏的黑白对比度(09级)按或键。(2)调节十字丝照明亮度(19级)按或键。(3)显示屏照明开/关F1键。(4)设置倾斜改正F2键。(5)定线点指示灯开/关F3键(仅适用于有定线点指示器的仪器)。(6)设置音响模式(S/A)F4键。,6.1.2 全站仪的基本结构及功能,6、RS-232C串行信号接口 GTS-330系列上的串行信号接口用来与计算机或者拓普康公司数据采

6、集器进行连接，使得计算机或者采集器能够从仪器接收到数据或发送预置数据(如水平角等)到GTS-330。7、反射棱镜 可根据需要选用拓普康公司生产的各种棱镜框、棱镜、标杆连接器、三角基座连接器以及三角基座等系统组件，并可根据测量的需要进行组合，形成满足各种距离测量所需的棱镜组合，棱镜数应根据全站仪的测程和所测距离来选择。棱镜有单棱镜、三棱镜、测杆棱镜等不同种类，如图所示。拓普康的棱镜常数为0，设置棱镜改正为0。若使用其他厂家生产的棱镜，则在使用之前应先设置一个相应的常数。,6.1.2 全站仪的基本结构及功能,无论何种类型的全站仪，在初次使用仪器或是在不同的工作环境下开始测量前，都应进行一些必要的准

7、备工作，如仪器参数和使用单位的设置、棱镜常数改正值和气象改正值的设置、水平度盘及竖直度盘指标设置等。仪器的设置工作完成后，方可开始在各测量模式下，进行各相关测量任务的测量工作。下面以GTS-330系列为例介绍其基本设置方法，其他类型的全站仪可依据仪器使用说明书参照设置。1、仪器的初始设置 初始项目的设置工作有：单位设置、模式设置、其他设置三种，该设置项在初次使用仪器时进行；当仪器的使用环境与仪器出厂时的默认设置一致时，也可采用仪器的默认设置，而不用改变。如若需要重新设置，必须在仪器开机时，按住【F2】键的同时按【POWER】键，开机进入参数组2后，再根据菜单项分别予以设置。1）单位设置 在参数

8、组2界面下，按【F1】键即进入单位设置界面，共包括温度和气压单位、角度单位、距离单位和英尺单位四项。（1）温度和气压单位设置 内容为选择大气改正用的温度单位和气压单位。在此菜单界面中，温度单位有、F两个选项；气压单位有hPa、mmHg、inHg三个选项。在菜单中根据实际采用的单位分别选择并按【F4】回车予以确认，设置好后即自动返回单位设置菜单界面。,6.1.3 全站仪的有关设置,例：设置气压和温度单位为hPa和F的设置方法的具体操作步骤如下：,6.1.3 全站仪的有关设置,（2）角度单位设置 在此菜单界面中，角度单位有deg、gon、mil(度、哥恩、密位)三个选项。一般选择deg角度单位（即

9、、模式）。确定好后即自动返回单位设置菜单界面。（3）距离单位设置 在此菜单界面中，距离单位有m、f t、f t+in(即米、英尺、英尺+英寸)三个选项。一般选择m这一距离单位。确定好后即自动返回单位设置菜单界面。英尺单位的设置有两个选项，即美国英尺和国际英尺，一般可以不选，按默认即可。单位设置的具体操作步骤参见温度与气压的设置方法。2）模式设置 模式设置主要是确定仪器在工作时的状态。在模式设置菜单界面下，主要有开机模式、精测/粗测/跟踪、平距/斜距、竖角测量、ESC键模式及坐标检查等若干模式，其设置内容可根据工作需要，按菜单提示予以设置并确认。开机模式一般选择测角模式，即正常开机时，直接进入测

10、角模式状态；精测/粗测/跟踪模式主要是选择距离测量时所采用的方式，一般在进行控制测量时选精测模式，在数据采集时可选粗测模式，而在施工放样测量时选跟踪测量模式（放样精度要求高时除外）；平距/斜距模式一般选平距和高差测量模式等。3）其他设置 该项设置有许多项，一般选择仪器的默认值即可。,6.1.3 全站仪的有关设置,初始设置完成后，关机以保存设置参数，然后，按【POWER】键重新开机，以进行其它项目的设置或是进行测量工作。2、仪器工作参数的设置 仪器在正常工作时，需根据工作时的气候条件、所处的地理位置即工作时的海拔高度和工作成果要达到的精度要求，来进行相关工作参数的设置。设置时应如实对环境的温度及

11、气压进行测量，以测得准确的设置数据。1）温度及大气改正的设置 仪器的标准大气状态为：温度为15/59F，气压为1013.25hPa；标准状态下大气改正为0ppm，大气改正值在关机后仍可保留在仪器内存中，如果以后工作环境不变要继续工作，便不需重新设置了，直接利用仪器来进行相应的测量工作。（1）直接设置温度和气压的方法 预先测得测站周围的温度和气压，例：温度为+26，气压为1017hPa，其输入操作步骤如下（输入时先进入相应菜单界面（可以在()键操作界面下的S/A菜单下、距离测量或坐标测量模式下进行该项输入操作），然后进行操作；以下是进入距离测量或坐标测量模式后的输入过程。首先按显示屏面板上的基本

12、按键距离测量（或坐标测量）进入距离测量（或坐标测量）菜单界面，然后顺次进行下面操作即可完成其数据的设置。）：,6.1.3 全站仪的有关设置,操作步骤：,6.1.3 全站仪的有关设置,附：数字及字符的输入方法 在测量时，常需要输入温度和气压、仪器高、棱镜高、测站点和后视点等参数信息，为此必须掌握仪器的数字及字符的输入方法。首先进入待进行参数输入的界面，然后参照以下具体步骤进行字符或数字的输入。,（2）直接设置大气改正值的方法 测定温度和气压，然后从大气改正图上或根据改正公式求得大气改正值PPM，然后将查得的大气改正值PPM输入到仪器中。其操作步骤如下：,6.1.3 全站仪的有关设置,2）棱镜常数

13、的设置 测量时，还必须设置仪器的棱镜常数，如果使用的是拓普康仪器配套的棱镜，其棱镜常数设置为0（即在S/A菜单中将PSM值设为0即可）。若使用的是其他厂家生产的棱镜，要按其棱镜的参数予以相应设置，如南方公司生产的棱镜，其常数为-30，则PSM值设为-30 即可。一旦设置好后，即使电源关闭，所设置的值也仍被保存在仪器中。所以，在使用仪器时，若所用棱镜改变，则必须重新按新的棱镜进行设置。3）设置大气折光和地球曲率改正 在进行距离测量和高差测量时，仪器是基于电子测距原理进行的。由于大气折射造成光波在空气中发生弯曲，并由此造成测距误差，同时地球曲率对平距和高差也会产生一定的误差影响，为了最大限度降低其

14、不利影响，必须在测量时进行相应的误差改正，以保正测量成果的精度，因而应根据测量的环境条件，计算出相应的大气折光和地球曲率改正，并在仪器中事先予以大气折光和地球曲率改正数的设置。GTS-330系列仪器在进行距离测量时已将该项改正顾及在内，故实际测量时并不需要进行设置，其相应的改正值已固化在相应的测量程序中。完成了以上仪器的参数设置之后，便可使用仪器进行角度、距离、高差和坐标等测量工作，并可利用菜单模式进行数据采集和施工放样测量工作。,6.1.3 全站仪的有关设置,利用全站仪进行角度、距离和坐标测量时，首先须进行仪器站点安置工作，安置好后，即可开机进行各项具体的测量，以获得测量外业数据或是进行工程

15、放样测量。1、仪器的安置 测量时，首先确定好站点，并在站点上架设三脚架（用配套的三脚架），然后使用直径为5/8英寸的中心连接螺旋将仪器固连在三脚架上，利用仪器上的光学对中器精确对中和整平，完成仪器的安置，建立好工作测站。全站仪的安置操作方法同光学经纬仪的安置步骤基本相同。一般采用光学对中器完成对中；利用长管水准器精平仪器。对于带有激光对中器的全站仪其安置过程，则更为方便。2、仪器的开机 安置好仪器后，即可按电源开关【POWER】键，完成仪器的正常开机，一般而言，开机即进入到标准的测角模式，如果要进行距离测量，即可利用面板上的基本按键进行测量模式的转换，同时应确认仪器所设置的棱镜常数（PSM）和

16、大气改正值（PPM）是否与仪器的状态相合，并可按使用需要调节显示屏的对比度及明亮度。然后根据需要进行各项测量工作。3、角度测量 利用仪器测量角度时，必须将仪器的测量模式转为角度测量模式。其基本的操作步骤同经纬仪测角相同，一般用测回法，在方向数较多的情况下，可使用方向观测法。在测角时，当仪器为盘左状态下，必须进行度盘零方向的设置。,6.1.4 全站仪的使用与操作,1）水平角(右角)和垂直角测量 在测站点O观测A、B两方向间的水平角，首先安置好仪器于站点O，然后开机进入角度测量模式，取盘左位，旋转仪器照准第一目标A，按以下操作完成盘左位测量，然后将仪器调置为盘右位，仿此步骤进行盘右位观测，不过在该

17、盘位下，首先应照准目标B，且不得配置度盘，直接观测得到外业数据即可。在进行水平角度测量时，仪器状态有左角、右角之分，该两种状态相互间是可以切换的。一般观测时切换为右角模式（即界面上显示为HR）。,6.1.4 全站仪的使用与操作,2）测量水平角时起始方向的设置方法（1）第一测回盘左位零方向的设置 见上页图例，利用菜单界面中的置零功能键【F1】，在照准起始方向后，按置零功能，进入询问页面菜单，然后按【是】键即【F3】功能键，完成设置。（2）通过锁定方向读数值进行设置 在角度测量模式下，欲配置某方向的读数为指定数值，按以下操作进行读数锁定予以设置方向值。首先转动仪器，使水平方向读数为指定数值，然后利

18、用界面中的锁定键【F2】功能键进行锁定，然后再旋转仪器照准欲配置某方向，按【是】键即【F3】功能键即可完成设置。,6.1.4 全站仪的使用与操作,（3）通过键盘输入进行设置 在角度测量模式下，欲配置某方向的读数为指定数值，还可以通过键盘直接输入数据进行。首先对配置方向进行照准，然后通过界面中的置盘键【F3】功能键来完成方向读数的设置。如配置某方向读数为704020，操作见下图。,6.1.4 全站仪的使用与操作,3）垂直角百分度(%)模式 在角度测量模式下，进行竖直角测量，有时需进行竖直角与垂直角百分度(%)模式的相互转换，该仪器按以下操作进行。（1）按F4（）键转到显示屏第二页。（2）按F3（

19、V%）键。显示屏即显示V%，进入垂直角百分度(%)模式。4、距离测量 在进行距离测量及坐标测量时，仪器必须设置好相关参数，如温度大气改正、棱镜常数、距离测量模式是连续测量还是N次测量/单次测量、以及是精测还是粗测等，然后在由测角模式切换为距离模式或是坐标模式，进行相关测量，测得合格观测值。相关项目的设置方法参见前面介绍，在此不作重复。1）距离测量(N次测量/单次测量/连续测量)开机后，完成或核对仪器相关设置参数，并准备好棱镜，将其立在目标点上，然后将仪器由角度测量模式切换为距离测量模式，旋转仪器，以照准观测目标（照准棱镜的照准中心）然后按以下步骤进行操作来测取距离。当输入测量次数后，GTS-3

20、30系列就将按设置的次数进行测量，并显示出距离平均值.当输入测量次数为1时，因为是单次测量，仪器不显示距离平均值，该仪器出厂时已被设置为单次测量。,6.1.4 全站仪的使用与操作,距离测量操作步骤：,6.1.4 全站仪的使用与操作,2）精测模式/跟踪模式/粗测模式 精测模式：这是正常的测距模式，最小显示单位有0.2mm和1mm两种精度方式；在不同的精度模式下，仪器的响应时间是不相同的，一般精度越高，测量时间越长。在 0.2mm模式测一次距离大约需2.8秒；在1mm模式大约需1.2秒。在控制测量使用。跟踪模式：此模式观测时间要比精测模式短，最小显示单位为10mm，测量时间约为0.4秒，本模式通常

21、在进行放样测量时使用。粗测模式：该模式观测时间比精测模式短，最小显示单位为10mm或1mm，测量时间约为0.7秒，通常在数据采集及地形测绘时使用。具体操作如下：,6.1.4 全站仪的使用与操作,3）距离模式下的放样测量 在距离测量模式下，通过翻页键，可进入到放样测量菜单，因而可应用该功能进行工程放样，放样时可选择平距(HD)，高差(VD)和斜距(SD)中的任意一种放样模式。在此模式下放样结束后，若要返回到正常的距离测量模式，可设置放样距离为0m或关闭电源。然后再进行正常的距离测量。利用该菜单来放样时需要输入待放样的已知放样数据，故在放样之前必须进行放样数据的准备工作。该功能进行放样的原理是通过

22、仪器固化的公式计算出实测距离与输入的放样距离之差，并将差值显示于屏上（如菜单中的dHD值），放样者即可依据该数据，指挥跑尺员移动棱镜，直至显示的dHD值为0，即得到放样点位。其基本计算公式如下 测量距离-放样距离=显示值 具体的放样操作步骤见下页面：,6.1.4 全站仪的使用与操作,5、坐标测量 在某已知点上，欲测定某未知点的坐标，即可采用仪器的坐标测量模式来完成。一般说来，进行坐标测量，要先设置测站点坐标、测站仪器高、目标棱镜高及后视方位角（即后视定向方向，该方向值一般需根据站点与定向点的已知坐标通过反算得到），然后即可在坐标测量模式下通过已知站点测量出未知点的坐标。具体测量流程如下：1）测

23、站点坐标的设置 首先在已知站点安置全站仪，完成对中整平工作，然后进行必要的设置，即可进入坐标测量模式界面，以进行未知点的坐标测量（切换方法同距离测量模式的切换，只需按基本键坐标测量键即可）。在仪器坐标测量菜单下，按翻页键P1即【F4】功能键进入第二页面，在此页面中，按【F3】功能键进入测站设置菜单，具体步骤见下页图例。在测量时，若没有进行测站点的坐标设置（即输入站点的坐标），测站点的缺省坐标为(0,0,0)。,6.1.4 全站仪的使用与操作,测站的设置操作步骤,6.1.4 全站仪的使用与操作,2）仪器高的设置 仪器站点设置好后，还要量取仪器高，并设置仪器高。电源关闭后，可保存仪器高。具体操作步

24、骤见下图。若仪器高未输入时，仪器默认其值为0，并以0参与计算。,6.1.4 全站仪的使用与操作,3）目标高(棱镜高)的设置 为了能测取出未知点的高程坐标（即界面中的Z），还需要在仪器中设置好棱镜高度，该值可以事先定出或者是利用钢卷尺如实量取。电源关闭后，可保存目标高。具体操作步骤如下：若棱镜高未输入时，仪器默认其值为0，并以0参与计算。,6.1.4 全站仪的使用与操作,4）定向方向的设置 依据坐标测量原理，测量坐标时还需设置测量的定向方向。此时需先计算出定向方向的坐标方位角，以便于设置定向边。设置时，首先应从坐标模式切换回角度测量模式，然后按锁定方向角度或利用键盘输入方向角的方法来进行设置，具

25、体参见角度起始边的设置一节。在设置时，必须照准定向点，否则会产生较大的定向误差，而影响到数据结果的精度。5）坐标测量的过程 定向完成后，再将仪器切换回坐标测量模式，并旋转仪器照准未知点上所立的棱镜，以保证准确照准，然后按测量键即【F1】功能键，进行坐标测量，最终显示出坐标值。定向及坐标测量的具体操作步骤见下页图例：,6.1.4 全站仪的使用与操作,定向及坐标测量操作步骤,6.1.4 全站仪的使用与操作,6、菜单测量模式（即【MENU】模式）GTS-330系列除了标准的测量模式外，还有一种菜单测量模式。一般在开机后由角度测量模式切换得到，若仪器为角度测量模式，可直接在面板上按【MENU】基本键，

26、便进入菜单测量模式界面，该菜单中有两种主要的测量程序，即数据采集模式和放样模式；另外，还可以利用存储管理功能来进行测量数据的存储与通讯，并进行坐标文件及测量数据文件的管理。1）坐标文件的建立 在进行菜单模式测量时，为了工作的方便，一般应事先建立好坐标测量文件，以便在该文件中保存建站时所需的各控制点的坐标，以方便在测量中进行调用，提高工作效率。具体过程介绍如下：（1）在菜单模式界面中，按【F3】功能键，进入存储管理菜单（及1/3），（2）在存储管理菜单界面中，按【F4】功能键，进行翻页，进入存储管理菜单的第二页（及2/3）。（3）在存储管理菜单的第二页界面中，按【F1】功能键，以进行坐标输入。此

27、时即进入一个选择文件的界面，文件的选择可以新建（此时必须输新的文件名，以开始建文件），也可以对老坐标文件进行调用，以便添加或者删除坐标数据，对文件进行更新。取好坐标名（或选择调用文件）后，按【F4】功能键，进入输入坐标数据界面。（4）在输入坐标数据界面中，输入点号（一般从1号编起），按【F4】功能键确认，即自动进入点位坐标数据输入状态，此时依次输入该点的（N，E，Z）坐标数据，最终按【F4】功能键确认，便自动进入第二点的输入状态，如此逐点输入，直至输完所有控制点，建立该坐标文件。,6.1.4 全站仪的使用与操作,坐标文件的建立操作步骤,2）放样测量模式 在利用菜单模式进行放样测量或是数据采集工

28、作时，都需要建立测站，并建立后视定向方向，此时即可调用坐标数据文件中的坐标作为测站点或后视点坐标用。施工放样工作的步骤为：（1）首先确定好施工场地上的施工控制点，编制坐标文件，并在仪器中建立该文件。（2）建立待放样点的测设数据文件，并将其各点数据均添加到控制点的坐标文件中。（3）在某施工测量控制点上安置好全站仪，并切换到菜单测量模式。（4）按【F2】功能键，即进入放样模式菜单界面，按【F2】功能键，进行文件调用，找到编制好的坐标文件名，再按【F4】功能键确认，仪器跳转到放样程序状态。（5）按【F1】功能键，进入到测站点设置界面，首先通过调用方式找到该施工控制点对应的点号，再按【F4】功能键确认

29、，仪器自动显示该点的坐标，并予以询问，若无误，按【F3】功能键进行设置；仪器又自动跳转到仪器高的设置页面，此时可将量好的仪器高数据输入进去，并按【F4】功能键，完成站点设置。跳转至放样界面。（6）站点设置好后，按【F2】功能键，即进入到后视方向的设置页面，同样通过调用找到该定向控制点对应的点号，按【F4】功能键确认，仪器自动显示该点的坐标，并予以询问，若无误，按【F3】功能键进行设置，此时仪器完成后视方向方位角的计算，并要求进行定向点目标照准，所以立即旋转仪器，准确照准定向点，再按【F3】功能键，完成后视方向的设置。仪器又自动跳转到放样程序主界面。,6.1.4 全站仪的使用与操作,（7）按【F

30、3】功能键进入到放样工作界面。采用调用方式，确定好待放样点后，按【F4】功能键确认，仪器显示该点的坐标，并予以询问，若无误，按【F3】功能键，仪器进入镜高设置界面，设置好棱镜高度，并按【F4】功能键，仪器显示出进行放样的测设数据（计算出的角度HR和距离HD）；按【F4】功能键，进行角度差的计算，并显示出目前照准方向与待定出方向之间的角差，随后操作者旋动仪器，减小角差直至为0，并用固定螺旋锁定方向，用微动螺旋精确使角差达到要求；方向定准后，指挥跑尺员在地面标记该方向。随后按【F2】功能键，进入距离放样状态，在界面中可选择坐标、或是测距模式，以便通过实际测量，计算出dHD，根据该数值即可指挥跑尺员

31、在该方向的地面上移动，直至dHD为零，最后用桩予以标定该待测点。（8）如若还需进行高度放样，参照仪器说明书进行。放完一点后，务必进行检核，最终保证点位误差在施工对象的规范所允许的限度内，即满足建筑限差对放样工作的要求。以后，即可按照相同步骤进行其它待放样点的实地放样，直至完成整个工作任务。当在进行放样工作之前，若没有建立坐标文件，那么在设置测站点和后视方向时，便不能采用坐标调用的方式来输入控制点坐标，而只能在各自进行设置时，采用键盘输入方式来输入站点坐标（或定向点坐标），测站点的设置方法可按下页图例中的步骤进行：,6.1.4 全站仪的使用与操作,（1）键盘输入方式设置测站点,6.1.4 全站仪

32、的使用与操作,（2）键盘输入方式设置后视方向 完成测站点设置后，便可进行后视方向的设置。在放样主界面中，按【F2】功能键，即进入后视方向设置页面。其设置步骤如下：,6.1.4 全站仪的使用与操作,测站点与定向方向的设置在放样测量模式、数据采集模式和正常坐标测量模式是相互通用的，因而当在任意模式下设好站点及后视方向后，便不需在其他模式下重新设置，利用GTS-330系列仪器（或是NTS-350系列仪器）时，为了方便和实用，通常是在放样测量模式下进行测站点的设置和后视方向的设置，然后若需要进行坐标测量或是数据采集，只需切换测量模式，直接工作，而不必重新设置仪器，但假若工作中间，出现中断或是仪器发生移

33、动，则必须重新安置仪器，并完成设置工作。,6.1.4 全站仪的使用与操作,3）数据采集测量 GTS-330系列可将测量数据存储于仪器内存中。内存划分为测量数据文件和坐标文件。测量中被采集的数据一般应存储在测量数据文件中。由于仪器的内存是供数据采集模式和放样模式共同使用的，因此当在放样模式下有存储数据时，可存储测点的数目就会减少。无论是在放样模式下还是数据采集模式下，若要结束该工作，关闭电源时应确认仪器处于主菜单显示屏或角度测量模式，这样可以确保存储器输入、输出过程完成，避免存储的数据出现丢失现象。即菜单模式结束时，必须退回到主菜单显示屏或角度测量模式下，不得在未退回状态中关机。由于数据采集模式

34、，是数字测图中的主要野外数据的采集手段，其测量原理是依据控制点来测取其所控制范围内的大量碎步特征点，一般按三角高程原理进行工作。因而为了野外数据采集的方便，必须事先建立控制点坐标数据文件，以便于在建立测站时调用；同时在测量时还需建立碎步点数据采集文件，以便测完后，进行文件的存储、传输、增删、编辑与管理等工作，最终利用采集的数据来完成测绘图纸的编辑工作，形成测绘产品。以下介绍数据采集方法的具体工作流程：,6.1.4 全站仪的使用与操作,数据采集的操作具体步骤：（1）建立控制点坐标数据文件，并事先存储仪器中。参见文件建立操作的相关内容。（2）在测区内某控制点安置全站仪，完成对中、整平及量取仪器高的

35、工作；同时检查或者设置仪器的工作参数，确保正确无误；准备好棱镜杆和定向用的目标架，并确定好镜高。（3）按【POWER】键开机，然后按【MENU】键进入菜单模式。（4）在菜单模式下，首先按【F2】功能键进入到放样程序界面，以完成测站点的设置和定向点后视方向的设置工作。最后返回到菜单模式界面。（5）在菜单模式界面中，按【F1】键进入数据采集模式下的数据文件选择页面，进行数据文件的建立（或调用），以确定本站工作所采集的测量数据的存储位置。如果是第一次开始本测区的数据采集工作，还未建立数据文件，则可按键盘输入方式新键一个文件；如果在此之前已建好了本测区的采集数据文件，则可通过调用方式来查找到老文件，以

36、此建立本站数据采集的文件。建立好文件后，按【F4】键，仪器进入到数据采集主程序界面。（6）在数据采集主菜单中，直接按【F3】键，进入到碎步点数据采集界面中。然后按以下操作步骤来采集各碎步点，并逐一存储在数据文件中。见下页：,6.1.4 全站仪的使用与操作,碎步点数据采集操作步骤：,6.1.4 全站仪的使用与操作,碎步点数据采集操作步骤：,6.1.4 全站仪的使用与操作,就GTS-330系列全站仪而言，除了上面这些基本的和常用的测量方式之外，还有一些其他的测量工作方式，如悬空测量、偏心测量等在此不作介绍。另外，在数据通讯方面，必须配合相关的数据传输软件，在软件的支持下，只要利用数据线连接好全站仪

37、与计算机，并设置好相应的通讯参数，便可方便的进行双向数据通讯，完成数据的下载及上传工作。,1、一般操作注意事项（1）使用前应结合仪器仔细阅读使用说明书。熟悉仪器各功能和实际操作。（2）望远镜的物镜不能直接对准太阳，以避免损坏测距部的发光二极管。（3）在阳光下作业时，必须打伞，防止阳光直射仪器。（4）迁站时即使距离很近，也应取下仪器、装箱后方可移动。（5）仪器安置在三脚架架头之前，应旋紧三脚架的三个伸缩螺旋。仪器安置在三脚架上时，应旋紧中心连接螺旋。（6）运输过程中必须注意防震。（7）仪器和棱镜在温度的突变中会降低测程，影响测量精度。要使仪器和棱镜逐渐适应周围温度后方可使用。（8）作业前检查电压

38、是否满足要求。（9）仪器应存放在温度为-30至+60范围的房间内。（10）在需要进行高精度观测时，应采取遮阳措施，防止阳光直射仪器和三脚架，影响测量精度。（11）三脚架架开使用时，应检查其各部件，包括各种螺旋应活动自如。,6.1.5 全站仪使用须知,2、仪器的维护（1）每次作业后，应用毛刷扫去仪器上面的灰尘，然后用软布轻擦。镜头不能用手擦，可先用毛刷扫去浮尘，再用镜头纸擦净。（2）无论仪器出现任何现象，切不可拆卸仪器，添加任何润滑剂，而应与厂家或维修部门联系。仪器应存放在清洁、干燥、通风、安全的房间内，并有专人保管。（3）电池充电时间不能超过充电器规定的时间。仪器长时间不用，一个月之内应充电一

39、次。仪器存放温度保持在-30至+60以内。复习思考题：1、电子全站仪由哪几部分组成？2、简述全站仪的基本功能。在用全站仪正式测量之前，应进行哪些设置？3、简述NTS-350系列仪器进行观测的基本工作内容。4、在使用全站仪进行菜单模式测量时，如何进行测站点设置？后视方向的设置？写出具体的操作步骤。,6.1.5 全站仪使用须知,6.2 GPS测量简介及静态定位应用,6.2.1 全球定位系统GPS简介 全球定位系统作为新一代的卫星导航定位系统，经过二十多年的发展已经成为一种被广泛采用的系统，是一种借助于分布在空中的多个GPS卫星确定地面点的位置的新型定位系统，其应用领域和应用前景已远远超出了该系统设

40、计者当初的设想，几乎在所有的领域中，都被作为一项非常重要的技术手段和方法。在测量中，最初主要用于高精度大地测量和控制测量，建立各种类型和等级的测量控制网。现在，它除了继续在这些领域发挥着重要作用外，还在测量领域的其他方面得到充分的应用，如用于各种类型的施工放样、测图及变形观测等，尤其是在测量控制网的建立这一方面，GPS定位技术已基本上取代了常规测量手段，成为主要的技术手段。在工程建筑测量中，也已开始采用GPS技术。GPS全球定位系统能独立、迅速和精确地确定地面点的位置，与常规控制测量技术相比，有许多优点：不要求测站间的通视，因而可以按需布点，且不需建造测站觇标；控制网的网形已不再是决定精度的重

41、要因素，点与点之间的距离可以自由布设；可以在较短时间内以较少的人力消耗来完成外业观测工作，观测(卫星信号接收)的全天候优势更为显著；由于接收仪器的高度自动化，内外业紧密结合，软件系统的日益完善，可以迅速提交测量成果；精度高，用载波相位进行相对定位，可达到(5 mm1 ppmD)的精度；节省经费和工作效率高，用GPS定位技术建立测量控制网，要比常规测量技术节省7080的外业费用，同时，由于作业速度快，使工期大大缩短，所以经济效益显著。,6.2.2 全球定位系统的组成,GPS系统由三部分组成，即空中GPS卫星星座、地面监控部分和用户设备部分(GPS接收机)。1、GPS卫星星座 GPS卫星星座由24

42、颗卫星构成，其中21颗工作卫星，3颗备用卫星，24颗卫星均匀分布在6个轨道面上，轨道面倾角为，各轨道面之间相距，轨道平均高度 20 200 km，卫星运行周期为11小时58分12(恒星时)。此种GPS卫星星座卫星的空间布置，保证了在地球上任何地点、任何时刻至少均能同时观测到4颗卫星，以满足精密导航与定位的需要。每颗GPS卫星上装备有4台高精度原子钟，它为GPS定位提供高精度的时间标准，另外还携带无线电信号收发机和微处理机等设备。恒量时，它是以地球自转周期为基准所建立的一种时间系统。其测量方法是选取春分点作为参考点，其连续两次过测站上中天所经历的时间，称为一恒星时，称为一恒星日。一个恒星日分为2

43、4恒星小时，一个恒小时分为60恒星分，一恒星分分为60恒星秒。,2、地面监控部分 地面监控部分主要由分布在全球的9个地面站组成，其中包括卫星监测站、主控站和信息注入站。监控站5个，在主控站的直接控制下对GPS卫星进行连续观测和收集有关的气象数据，进行初步处理并储存和传送到主控站，用以确定卫星的精密轨道。主控站1个，协调和管理所有地面监控系统的工作，推算各卫星的星历、钟差和大气延迟修正参数，并将这些数据和管理指令送至注入站。注入站3个，在主控站的控制下，将主控站传来的数据和指令注入到相应卫星存储器，并监测注入信息的正确性。3、GPS用户接收机 GPS接收机包括接受机主机、天线和电源，其主要功能是

44、接收GPS卫星发射的信号，以获得必要的导航和定位信息及观测量，并经初步数据处理而实现实时导航和定位。现国内常用的静态定位GPS接收机主要有Trimble、Leica、Ashtech、Novatel、Sokkia、中海达、南方等厂家生产的接收机。,6.2.2 全球定位系统的组成,目前，GPS静态定位被广泛应用于大地测量、工程测量、地籍测量及变形监测中，其主要作用是用以建立各种级别、不同用途的控制网。1、GPS静态定位布设控制网的优点 GPS静态定位在测量中主要用于测定各种用途的控制点。其中，较为常见的是利用GPS建立各种类型和等级的控制网，在这些方面，GPS技术已基本上取代了常规的测量方法，成为

45、了主要手段。较之与常规方法，GPS在布设控制网方面具有以下一些特点。(1)测量精度高：GPS观测的精度要明显高于一般的常规测量手段，GPS基线向量的相对精度一般在之间，这是普通测量方法很难达到的。(2)选点灵活、不需要造标、费用低：GPS测量，不要求测站间相互通视，不需要建造觇标，作业成本低，大大降低了布网费用。(3)全天候作业：在任何时间、任何气候条件下，均可以进行GPS观测，大大方便了测量作业，有利于按时、高效地完成控制网的布设。(4)观测时间短：采用GPS布设一般等级的控制网时，在每个测站上的观测时间一般为12小时左右，采用快速静态定位的方法，观测时间更短。(5)观测、处理自动化：采用G

46、PS布设控制网，观测工作和数据处理过程均高度自动化。,6.2.3 GPS静态定位在控制网中的应用,2、布设GPS基线向量网的方法与步骤 1）GPS基线向量网的等级 根据我国1992年所颁布的全球定位系统测量规范，GPS基线向量网被分成了A、B、C、D、E五个级别。A级网一般为区域或国家框架网、区域动力学网；B级网为国家大地控制网或地方框架网；C级网为地方控制网和工程控制网；D级网为工程控制网；E级网为测图网。GPS网的精度指标为（通常是以网中相邻点之间的距离误差来表示的）：,6.2.3 GPS静态定位在控制网中的应用,不同等级的GPS网的精度要求,2）GPS向量网布设的方法 GPS向量网常见的

47、布设形式有跟踪站式、会战式、多基准站式(枢纽点式)、同步图形扩展和单基准站式。在此介绍建立GPS网时最常用一种同步图形扩展布网形式的布设方法：（1）同步图形扩展：就是指多台接收机在不同测站上进行同步观测，在完成一个时段的同步观测后，又迁移到其他的测站上进行同步观测，每次同步观测都可以形成一个同步图形(同步观测时各GPS点组成的图形称为同步图形)，在测量过程中，不同的同步图形间一般有若干个公共点相连，整个GPS网由这些同步图形构成。同步图形扩展式布网形式具有扩展速度快，图形强度较高，且作业方法简单的优点。（2）同步图形扩展布设的作业方式：观测作业方式主要有点连式、边连式、网连式和混连式几种。点连

48、式：在观测作业时，相邻的同步图形间只通过一个公共点相连。,6.2.3 GPS静态定位在控制网中的应用,点连式,边连式,网连式,边连式：在观测作业时，相邻的同步图形间有一条边(即两个公共点)相连。网连式：在观测作业时，相邻的同步图形间有3个(含3个)以上的公共点相连。混连式：混连式观测作业方式是实际作业中最常用的作业方式，它是点连式、边连式和网连式的一个结合体。点连式观测作业方式的优点是作业效率高，图形扩展迅速；缺点是图形强度低，如果连接点发生问题，将影响到后面的同步图形，采用此作业方式，当有m台仪器共同作业时，每观测一个时段，就可以测得(m-1)个新点，当这些仪器观测了S个时段后，就可以测得1

49、+s(m-1)个点。边连式观测作业方式具有较好的图形强度和较高的作业效率，采用此作业方式，当有m台仪器共同作业时，每观测一个时段，就可以测得(m-2)个新点，当这些仪器观测了个时段后，就可以测得2+s(m-2)个点。采用网连式观测作业时，当有m台仪器共同作业时，每观测一个时段，就可以测得(m-k)个新点(即k个公共点)，当这些仪器观测了个时段后，就可以测得k+s(m-k)个点。在实际的GPS作业中，一般并不是单独采用上面所介绍的某一种观测作业模式，而是根据具体情况，有选择地灵活采用这几种方式作业。,6.2.3 GPS静态定位在控制网中的应用,3）GPS基线向量网布设步骤 布设GPS基线向量网主

50、要分测前、测中和测后三个阶段进行。（1）测前工作 项目的提出 对于一项GPS测量工程项目，一般有如下一些要求：测区位置及其范围：测区的地理位置、范围，控制网的控制面积。用途和精度等级：控制网将用于何种目的，其精度要求是多少，要求达到何种等级，点位分布及点的数量。控制网的点位分布、点的数量及密度要求：是否有对点位分布有特殊要求的区域。提交成果的内容：用户需要提交哪些成果，所提交的坐标成果分别属于何种坐标系，所提交的高程成果分别属于哪种高程系统，除了提交最终的结果外，是否还需要提交原始数据或中间数据等。时限要求：对提交成果的时限要求，即何时是提交成果的最后期限。投资经费：对工程的经费投入数量。技术