全面剖析TCA2003全站仪ATR功能原理及其应用
TCA2003自动跟踪全站仪技术标准
TCA2003自动跟踪全站仪技术标准1. TCA2003自动跟踪全站仪的使用和操作1.1 TCA2003自动跟踪全站仪系数字化高精度电子测量全站仪，主机为进口莱卡原装设备，它包含一块GEB187机内电池，一块512KB的PCMCIA数据记录卡，一张“Survering office”工具软件光盘，以及数据后处理软件。
软件包含大坝变形监测以及大地控制测量自动控制及检验机载软件（Inspector V3.0）、大坝变形监测及大地控制测量数据分析处理软件（DAA V1.0）及主机操作系统软件。
利用ＴＣＡ２００３自动跟踪全站仪可进行１、各种控制网的测量２、三角高程测量３、导线测量４、地形测量５、面积测量６、后方交会测量７、隐蔽点测量８、施工放样等TAC2003的数据可以记录如下：１、PCMCIA数据可以记录２、笔记本电脑中３、数据终端TAC2003的数据传输划分如下：输入数据，通常为固定点坐标输出数据，通常为观测值、坐标或导出值TAC2003自动跟踪全站仪可设定外业观测的各种限差，它不仅减轻观测人员的劳动强度，提高观测速度，避免人为误差，而且最主要的是提高观测成果的可靠性，实现观测数据实时处理，使观测成果在工程施工和运行中及时发挥作用，这方面的效益是人工观测和数据处理难以达到的。
1.2 键盘的操作技能TAC2003自动跟踪全站仪有两个控制面板，各有一个键盘和一个显示器，两面都可使用，当打开仪器开关后能同时激活两个显示器。
其系统由各种不同的功能组成，在主菜单下选择相应的功能键激活。
1.2.1 键盘键盘上所有键都是彩色代码多功能键。
键盘上主要有四种颜色的按键分别为：白色：固定键橙色：功能键绿色：控制键黄色：数字键和输入键当敲键时，每个键对应的功能即显示在显示屏上，可根据工作需要对其进行选择。
白色（固定键）：固定键所代表的功能在所有情况下均可使用。
这些键跳过当前操作顺序，直接进入系统功能，而后准确地返回原显示屏。
TCA2003全站仪在拉西瓦水电站工程中的应用
垫！ Ｑ ！ ！ ：
工 业 技 术
Ｓｃｉ ｎｃｅ ｅ ａｎｄ Ｔｅ ｃｈｎ ｏ Ｉ ｏｖａｔｏｎ ｏｌ ｇｙ ｎｎ ｉ Ｈｅｒ ｄ ａｌ
Ｔ ０ ＣＡ２ ３全 站仪 在 拉 西 瓦水 ０
电站工 程 中的应 用
８ ０ ３ ０） １ ０
徐 福 国 （ 西部 矿业 黄南 资源 开发有 限责任公 司 青海 西宁
进 行 交流 。
关键 词 ： 施工控制 网 变形监 测网 全站仪 拉 西瓦水 电站 测量机器人 中图 分 类号 ： Ｖ２ Ｔ ２ 文 献 标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ： ６ ４ ０ ８ ２ １ ）６ ａ－０ ５ －０ １ ７ － ９ Ｘ（ ０ ０ （） ０ １ ４ ２
水平 角 。 ）
合格 合格 合格
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全面剖析TCA2003全站仪ATR功能原理及其应用
Ｃ ｉａ ｈｎ ） Ａｂｔａｔ Ｔ ｅＡ Ｒ （ ｕｏ ｔ ａｇ ｔ ｅｏｎｔ ｎ ｆｎ ｔ ｎｏ ｔｌ ｔ ｉｎ ａ ｋ ｕｖｙｎ ｕｏ ｔ ，ｈ ｓｉ ｐｏ ｉｇｔｅ ｓｒｃ： ｈ Ｔ Ａ ｔｍａｉ Ｔｒｅ Ｒ ｃｇ ｉｏ ） ｕ ｃｉ ｆ ｏａ ｓ ｔ ｓ ｎｍａ ｅｓｒｅｉｇａｔｍａｉ ｔｕ ｍ ｒｖｎ ｃ ｉ ｏ ｔ ａ ｏ ｃ ｃ ｈ
上 ，形成光点 ，由内置 Ｃ Ｄ相机接收 ，其位 置以 Ｃ Ｃ Ｃ
Ｄ相机的中心作为参考点来精 确地确定。 Ｃ Ｃ Ｄ阵列将 接收到的光信号 ，转换成相应的影像 ，通过图像处理
三维 、快速和高度 自动化Leabharlann 方向发 展 ，成 为安全 分析 和
施工控制的最可靠 依据之 一 ，在测绘行 业得 到了普遍 认可。但是 人们在 分享 它那特殊功能时 ，可能 对其工 作原理、使 用方法 以及注 意事项 不甚完全 了解 ，本文 结合作者在 实际工作中遇 到的一些 问题 ，并针对这些 问题提 出了相应的解决办法 ， 旨在提 高 Ｔ Ａ２ ０ 全站 Ｃ ０３
ｓ ｒ ｅ ｉ ｇ ｅ ｃ ｅ ｃ ． ｉ ａ ｅ ｋ ｓｂ ｉｆｉ ｔｏ ｕ ｔ ｎ ｔ ｈ ｒ ｉ ｇ ｐ ｉ ｃｐ ｅ ａ ｄ ｓ ｒ ｅ ｉ ｇ ａ ｃ ｒ ｃ ｆＡ ｕ ｖ ｙ ｎ ｆ ｉ ｎ ｙ Ｔｈ ｓｐ ｐ ｒｍａ ｅ ｒ ｒ ｄ ｃ ｉ ｔ ｅｗｏ ｋ ｎ ｒ ｉ ｌ ｎ ｕ ｖ ｙ ｎ ｃ ｕ ａ ｙ ｏ ＴＲ ｎ ｔ ｎ ｏ ｔ ｌ ｉ ｅ ｎ ｏ ｏ ｎ ｆ ｃｉ ｆ ｏ ａ ｕ ｏ ｔ
ｓ ｔ ｎ， ｉ ｕ ｓｓｓｍｅｐｏ ｌ ｅｄｎ ｔ ｎｉ ｅａｐｉａ ｏ ｆｔｅｓｉ ｎ ｔ ｎ ｉ ｐａｔ ａ ｐｏｅｔ ｏ ｈ ａｉ ｏ ａｏ ｔ ｉ ｓ ｄｓ ｓｅ ｏ ｒｂｅ ｎ ｅｉｇ ａ ｅｔ ｎ ｉ ｔ ｐ ｌ ｔ ｎｏ ａｄｆ ｃｉ ｒｃ ｃｌ ｒ ｃ ｎｔｅｂ ｓ ｆ ｃ ｍｓ ｔ ｏ ｎｈ ｃｉ ｈ ｕ ｏ ｎ ｉ ｊ ｓ ｓ
TCA2003测量机器人在大坝监测中的应用
TCA2003测量机器人在大坝监测中的应用摘要:介绍了TCA2003自动全站仪、观测系统的组成、变形监测方法和使用的测量软件,小浪底大坝外部变形点的布设。
叙述了TCA2003监测基准网和监测网的建立,探索了数据后处理的方法,并对TCA2003监测实际精度作了分析。
关键词: TCA2003自动全站仪;大坝监测;测量软件;数据处理1概况小浪底大坝为壤土斜心墙堆石坝,最大坝高154m、大坝长1667m。
为了监测大坝的外部变形,在大坝上下游各布设4条视准线。
其中下游坡EL220视准线、下游坡EL250视准线、下游侧EL283视准线的监测使用了TCA2003自动全站仪。
在变形点布设中,由于大坝较长,有些视准线为分段布设,中间的工作基点亦属变形点。
传统视准线法观测方法有小角法和觇牌法。
传统方法在大坝监测时存在几个问题:一是土石坝变形较大,会超出觇牌量程。
二是观测时视线不可避免的靠近坝面,从而使视线发生折射或抖动,以至观测结果很不容易达到规定精度。
三是只能监测各点上下游方向变形而垂直变形还需水准测量。
四是每次监测必须先校测中间的工作基点。
因此根据大坝情况,我们把部分视准线的观测方法改为TCA2003自动观测。
实践证明使用该方法提高了工作效率和观测精度,完全能够满足土石坝变形监测要求。
大坝外部变形观测可分为水平位移观测、垂直位移观测和三维位移观测。
上述三条视准线采用的水平位移方法是前方交会法;垂直位移观测方法采用几何水准法。
观测使用TCA2003全站仪。
系统配置包括: TCA2003自动全站仪、棱镜、通讯与专用测量软件。
2TCA2003自动全站仪及其测量软件瑞士徕卡公司生产的TCA系列自动全站仪,又称“测量机器人”,它以其独有的智能化、自动化性能让用户轻松自如地进行大坝外部变形的三维位移观测。
TCA自动全站仪能够电子整平、自动正倒镜观测、自动记录观测数据,而其独有的ATR (Automatic Target Recognition)模式,使全站仪能够自动识别目标。
全站仪TCA2003
如莱卡的马达驱动自动跟踪型全站仪TCA2003和马达驱动，自动跟踪，工业测量型全站仪TDA5005。
利用光的干涉原理研制的双频激光干涉仪是目前激光距离测量仪器中精度最高的一种，他能测到几百米，甚至几千米，测量精度可达到10-7以上真空中达到4*10-10.电磁波测距精度最好为0.1*10-6（10KM误差为1mm），精度高程测量仪精度达到每公里往返侧4高差平均值的标准差0.4mm.
（二）摄影测量方法
摄影测量方法包括但张相片摄影测量，地面立体摄影测量和航空摄影测量等。
单张相片摄影只能测定平行于摄像机成片框平面上的变形，地面立体摄影测量则可测定物体空间位置的移动和变形，这两种方法适用于近距离大型工程建筑物（如混凝土大坝，挡土墙，高层建筑物等），高塔，烟囱，古建筑，船闸和边坡体的变形监测。
航空摄影测量用于大范围的地面变形测量，如由于地下采矿而引起的地表移动。
摄影测量的精度主要取决于象点的量测精度和摄影测量的几何强度，前者与摄影机和量测仪的质量，摄影材料有关，后者与摄影展和变形体之间的关系以及变形体上控制点的数量和分布有关。
目前，相片坐标精度可达到2-4um，目标点精度可达到摄影距离的十万分之一。
摄影测量的方法具有很多优点。
在同一时刻对变形体的很大范围进行观测，并可测定任意数量的点，其中包括不能直接测量的点，外业工作量小，效率高。
近年来，数字摄影CCD技术已逐渐取代传统的胶片摄影模式，使得相片数据处理更方便，精度更高。
(三)特殊监测方法
作为对常规方法的补充或部分的代替，某些特殊的测量方法更适合于一些变形体的监测。
1，短距离测量
对于小于50米的距离，由于电磁波的固定误差所限，根据实际条件可采用。
TCA2003 智能全站仪三角高程测量精度分析
1．引言传统的几何水准测量和三角高程测量都是通过测定已知高程点与待定点之间的高差来确定待定点高程的[1]。
但目前在山区和丘陵地区水准测量效率太低，一般适用平坦地区。
模拟水准测量的方法，结合全站仪三角高程测量原理，通过实践总结，中间法三角高程测量在高精度的全站仪配合下，在一定的范围内，其高差测量精度可达到三、四等水准测量的精度要求，甚至更高。
2．TCA2003 智能全站仪的优势TCA2003 全站仪是瑞士Leica 公司生产的，具有自动目标识别(ATR)功能，该仪器是智能型全站仪的开拓者，被誉为测量机器人，也是当今世界上测量精度最高的全站仪之一，其标称测角精度±0．5″，测距精度±(1mm+1ppm) [2]。
TCA2003 全站仪已广泛应用在精度要求高的精密工程测量、变形监测及自动化要求较高的无人值守等工程测量中，如：特大型桥梁结构监控、地铁隧道结构监控、滑坡及大坝变形监测等，在平面及高程测量方面取得了较好的精度。
高精度测量机器人的出现，能够尽可能的代替人工作业，实现测量自动化，减少人为测量误差，应用中间法三角高程测量，使其能在一定条件下代替水准测量，实现快速测量，高精度，高效率，是今后丘陵和山区三角高程测量的主要手段之一。
3. TCA2003 智能全站仪高程测量精度分析基于传统三角高程测量方法和水准测量的启发，全站仪中间法在工程中得到了广泛的应用。
如图1 所示，为测定A、B 点之间高差，可仿照水准测量方法,在A、B 两点上竖立棱镜，在两点间大致中间的位置P 处架设全站仪(中间法由此得名)，后视A 点棱镜测得高差1 h ，前视B 点棱镜测得高差2 h ，则A 点至B 点的高差为式中， 1 S 、2 S 分别为后视及前视距离； 1α、2 α为后视和前视竖直角；i 为仪器高；v1 、v2 为后视和前视棱镜高； 1 K 、2 K 为后视和前视观测时的大气折光系数；R 为地球曲率半径（取R=6371km）； 1 D 、2 D 为后视及前视水平距离。
认识全站仪测量原理与应用
认识全站仪测量原理与应用全站仪是现代测量技术中一种非常重要的仪器，广泛应用于土木工程、建筑工程等领域。
全站仪采用了精密的光学测量原理，能够实现对地面上任意点的三维坐标测量，具备高精度、高效率的特点。
本文将从全站仪的工作原理、使用技巧以及应用案例等方面对全站仪进行介绍和探讨。
首先，全站仪的工作原理是基于测距和方位角测量的。
全站仪具备一个光电测距模块，利用激光器发出的激光束照射测量点，然后通过接收激光束的反射信号，并结合内置的时钟模块计算激光束的传输时间，从而可以精确测量出测量点与仪器之间的距离。
此外，全站仪还内置了一个水平仪和一个垂直仪，用于测量地面上的水平和垂直角度，通过测量这些角度和距离信息，全站仪可以计算出测量点的三维坐标。
在使用全站仪进行测量时，需要注意一些使用技巧。
首先，要选择合适的测量点位置，避免有遮挡物阻挡激光束的传输。
其次，在进行测量前需要进行仪器校准，保证测量结果的准确性。
此外，全站仪在使用过程中需要注意保护仪器不受外界干扰，尽量避免在恶劣天气条件下使用，以免影响测量结果。
最后，在数据处理时应该使用专业的测量软件，通过数据的处理和分析，可以得到更为精确的测量结果。
全站仪的应用非常广泛，其中最常见的应用场景之一是土木工程中的测量任务。
在土木工程中，全站仪可以测量地面上的地形、建筑物的平面和立面等信息，为设计和施工提供重要数据支持。
此外，全站仪还可以应用于城市规划、道路建设、桥梁检测等领域。
在建筑工程中，全站仪可以用于测量建筑物的形状、高度和位置等，为施工提供准确的坐标控制。
同时，全站仪在地质勘探、矿产开发和环境监测等领域也有重要的应用价值。
除了传统的土木工程和建筑工程领域，全站仪还可以应用于其他一些行业中。
例如，全站仪在测绘地理信息系统（GIS）中可以用于地图制作和地理信息的采集，提供了高精度的空间数据。
在农业领域，全站仪可以测量农田的地形和坡度等信息，为农作物的种植和管理提供支持。
TCA2003测量机器人在无锡轨道交通精密导线测量中的应用
通一号线走 向布设高等级的测量控制网。其中 ， 平 面控制 网分 两级 布 设 ， 首级为 Ｇ Ｐ Ｓ控 制 网 ， 二 级 为
精 密导 线 网 。为 了保 证 施 工 控制 测 量 的精度 ， 采 用
ＴＣ Ａ２ ０ ０ ３ 测量机器人 对全线精 密导线进 行测 量。
像， 通过复杂的图像处理算法 ， 计算 出图像 的中心 ， 该图像的中心就是棱镜的中心。
ＡＴＲ的测量 精度 除 了取决 于 Ｃ Ｃ Ｄ 阵列 的分 辨 率， ＡＴ Ｒ 的照准 差 以及 仪器 的轴 系误 差等 内部 因素 外， 还取 决 于测 量 的条 件 ， 棱 镜 的 型 号 和 位 置 等 外 部 因素 。因此 ， 为了提高测量精度 ， 在 测 量 开 始 之 前， 必须 对仪 器 进 行 检 校 ， 并 在 测 量 时 按 照规 范 要 求进 行相 应 测 回 的重 复 测 量 。ＴＣ Ａ２ ０ ０ ３测 量 机 器 人 自带仪 器检 校功 能 ， 其 作 用 是 检查 仪 器 的轴 系 误 差， 并在 测 量 时进 行 补 偿 改 正 ， 主 要 包 括 补 偿 器 纵
随着城 市 的发 展 ， 人 民生 活水 平 的 不 断 提 高 ， 城市 交通状 况成 为制 约城 市 发 展 的 一大 瓶 颈 ， 而 城 市快 速轨道 交通 系 统 以其 便 捷 的 优 势 ， 成 为许 多 大 中型城 市解 决交 通 拥 挤 状 况 的最 佳 选 择 。 因此 ， 城 市 轨道 交通 施工及 运 行 的安 全 、 可 靠 就成 为 城 市 建 设 者 和广 大 市 民关 注 的 焦 点 。测 量 作 为城 市 轨 道 交 通施 工 中 的重 要 环 节 ， 在保 证 轨 道 工程 施 工 及 设 备 安装 达 到 设 计 要 求 以使 列 车 安 全 运 行 方 面 发 挥
徕卡 TCA1800 TCA2003 TC2003 高性能的全站仪 说明书
徕卡 TCA1800·TCA2003·TC2003高性能的全站仪徕卡T C A1800·T C A2003·TC2003无所不能的高性能精密全站仪该系列全站仪性能卓越、精度无与伦比。
可以用它完成各种艰巨的工程测量任务，无论是隧道施工还是建筑工程，无论在地上还是地下，都能体现它的高可靠性和高精度。
该系列全站仪经久耐用，尤其适合不间断的连续作业，如建筑物持久性监测、机械引导等。
TC 2003·TCA 2003满足最高精度要求的顶级全站仪，测角精度可达0.5″（ISO 17123－3）TCA 1800适用于各种高要求的精密测量任务，测角精度为1″（ISO 17123－3）LEICA SYSTEM2000工程测量用于已有建筑及在建建筑物的变形监测，如地下工程中的人工或自动收敛测量、隧道监测网观测等。
优点：适应性强，在极其困难的条件下也应用自如。
变形监测大坝等大型建筑物的变形监测。
优点：高精度、全天候的连续监测，拥有自动报警功能。
RCS 遥控器使用遥控器（RCS）可以在镜站自如地操控全站仪。
RCS 通过无线调制解调器与全站仪通讯，RCS上的显示和全站仪上的完全一致，所有的功能和程序都可以在RCS上进行操作，特别适用于单人测量系统。
镜站操作的优点：直接在目标点上检查精度更高的工作效率容易直接了解所测目标的复杂结构配用360°棱镜，无需考虑棱镜对仪器的定向。
PCMCIA卡安全存储数据用国际通用标准的PCMCIA卡记录数据。
Leica所配用的PC卡，温度适用范围为－20℃到+70℃特别适用于野外作业。
在工程测量的应用……桥梁用于桥梁的安装测量、24连续自动化变形监测等。
优点：使用该系列全站仪可以用手动和自动模式灵活地进行高精度的测量。
工程测量用于工程测量中小型三角网的精密测量或放样。
优点：TC2003/TCA2003全站仪的高精度保证了测量的高可靠性。
全站仪(TCA2003)使用1
仪器使用
1
TCA2003/1800全站仪
仪器使用 ●屏幕显示-------主菜单（应用程序）
F1
F5
F2 F6
F3
F4
屏幕显示
2
对应中文
TCA2003/1800全站仪
仪器使用 ● F功能 软功能
F1 EXTRA 外部工具 1 GeoCOM On-Line mode 打开GeoCOM通信(PC—全站仪通讯模式) 2 Format memory card 格式化PC卡，完全清除PC卡上的数据 3 Remote control mode on/off 遥测控制开关，没有遥控装置设为OFF F2 CAL 仪器检校 F1 l t 补偿器纵横向误差检校 F2 i 指标差检校13ຫໍສະໝຸດ TCA2003/1800全站仪
仪器使用 功能键 照明功能
屏幕显示
对应中文
14
TCA2003/1800全站仪
仪器使用 功能键 照明功能
屏幕显示
对应中文
15
3 GSI communication parm. GSI通信参数（波特率，校验，数据位等） 4 GeoCOM communication parm. GeoCOM通信参数(同GSI通信参数) 5 instrument identification 仪器名称 6 autoexec-application 开机自动启动的程序
F3 c,a 照准差，横轴倾斜误差检校
F4 i,c,a 指标差，照准差，横轴倾斜误差检校 F5 ATR ATR自动目标识别检校
3
TCA2003/1800全站仪
仪器使用 ● F功能 软功能
F3 CONF 仪器配置 1 System date and time 设置系统日期和时间
TCA2003全站仪在拉西瓦水电站工程中的应用
TCA2003全站仪在拉西瓦水电站工程中的应用摘要:TCA2003全站仪是近几年问世的测量机器人。
利用它对大中型水电站施工控制网、变形监测网进行外业观测,具有精度高、功效高、所获取的数据准确可靠等优点。
在拉西瓦水电站施工测量控制网及其变形监测网施测过程中使用TCA2003全站仪的经验和同行进行交流。
关键词:施工控制网变形监测网全站仪拉西瓦水电站测量机器人近年来,我国大型建筑物的规模不断扩大,数量不断增加,建筑物在施工及其运行过程中都迫切需要进行适时监测。
对于大中型水电站来说,两岸峡谷陡峭、垂直落差大,高等级控制网观测、外部变形监测至关重要,通过长期数据观测进行分析,对于水电站在施工和运行阶段提供安全保证。
为了提高工程质量水平,我们利用有自动搜索、自动观测、自动记录等多功能的TCA2003全站仪进行拉西瓦施工测量控制网复测、外部变形监测。
1 TCA2003全站仪简介TCA2003全站仪是一种高精度全站仪(测距标称精度为±(1mm+1×10-6D)、绝对编码度盘的经纬仪(测角标称精度±0.5″))和较大容量计算机技术相结合的全站仪。
该仪器由伺服马达驱动,在机载系统软件控制下完成自动识别目标、测量(水平角、垂直角和距离)目标和记录观测数据。
因此,TCA2003全站仪不仅具有一般全站仪的测角(水平角、竖直角)、测距和自动记录的功能,而且在仪器的结构和功能上有以下几方面较大的改进和发展。
(1)安置了精密伺服马达,在测量水平角和竖直角时,可人工按键,也可有编程控制,伺服马达将按需要转动仪器照准部进行观测;(2)在望远镜中安装有同轴自动目标识别装置(ATR),可自动识别目标(棱镜)、自动瞄准棱镜进行测量,从而可编程控制仪器自动采集数据。
(3)接收系统采用CCD元件,在LOCK模式下会自动识别目标和锁定目标,不受其它散光源干涉,能进行跟踪测量;(4)有完善的On-line指令,用户可根据实际需要方便地运用Visual Basic、Visual C++、PASCAL等语言编程,在On-line模式下,以一定的通讯方式能方便的用PC机控制仪器,完成各种自动测量;(5)采用标准存储卡——PCMCIA卡做载体记录数据,也可记录在仪器的内存中,通过RS-232接口将数据传送到PC机上,进行数据后续处理。
TCA2003全站仪自动识别系统ATR的实测三维精度分析
ｇ ｇｎｅｉｇ Ｈｅａ Ｕｎｖｒｔ ， ｎｉｇ ２ ０ ９ ， ｈｎ ） ｎ ｉｅｒ ， ｈ ｉ ｉ ｓ ｙ Ｎａｌ １ ０ ８ Ｃ ｉ ｎ ｅｉ ｉ ｎ ａ
Ａ ｓ ａｔＴｈ ｕ ｃｉ ｆ ｈ ｕｏ ｔ ａｇ ｔｒｃｇ ｉｏ Ａ ｂｔ ｃ： ｅｆｎｔ ｎ ｏ ｅａ ｔｍａｉ ｔｒｅ ｅｏ ｎｔ ｎ（ ＴＲ）ｓｓ ｍ ｎ ｈ ｅｔｒｓｏ ｉ ｏｎ ｕｖ ｙ ｒ ｏ ｔ ｃ ｉ ｙｔ ａ ｄｔ ｅｆａｕｅ ｆａｒ ｒｅｓｒｅ ｅ ｂ
孙 景 领 黄 ， 腾 邓 ， 标
（． １ 南京信 息工程大学 遥 感学院 ， 苏 南京 ２ ０ ４ ； ． 江 １０ ４ ２ 河海大学 土木 工程 学院 ， 江苏 南京 ２ ０ ９ ） １０ ８ 摘 要： 简述智能 型全站仪 Ｔ Ａ ０ ３的 自动 目标识别 （ Ｒ） Ｃ ２０ ＡＴ 功能及 其二次 开发 的机 载测量软件 的特点 ， 以琅琊 山
光 学部 件被 同轴投影 在 望远镜 轴 上 ， 物镜 口发 出 ， 从
回的水平 角方 向观测 、 天顶距 和 边长 观测 ， 自动 记 录 和 限差检查 ， 采 取 相 应 处 理 措施 等 功 能 。作业 前 并 测 量人 员 只需将测 量 模式 、 回数 、 测 限差 、 近似 坐标 、
ｓ ｎａ ａｙ ｉ ｉ ｎ ｌｓ ｏ ｓ
Ｔ Ａ ０３ Ｃ ２ ０ 全站仪是瑞士 Ｌ ｉ 公 司生产 的， ｅａ ｃ 具 有 自动 目标识别 （ Ｔ ） Ａ Ｒ 功能， 该仪器是智能型全 站 仪的开拓者 ， 被誉为测量机器人 ， 也是当今世界上测 量精度最高的全站仪之一 ， 其标称测角精度 ± ． ， ０５ 测距精度 ±（ ｍ＋１ ｐ Ｄ ｋ 。仪器所具备 １ ｍ ｍ ｘ ｍ） ｐ 的 Ａ Ｒ功能是基 于全站仪发射 的红外光束 ， Ｔ 通过
徕卡TCA2003
TC(A) 2003 测量机器人
TC标准型全站仪
TCA全自动全站仪/测量机器人
TPS2000精密全站仪广泛应用于变形监测等精密工程测量中，对测距、测角有严格的要求。
TC(A)2003仪器标配中也有激光对中器。
在出厂前，所有仪器都经过严格的全面测试，品质得到保证。
TC(A)2003 高精密全站仪特性
• 标配与可选的机载程序大大方便您的日常作业
• 在测量办公室SurveyOffice的帮助下，测得数据能够流畅的传输到您的指定程序中
• 利用选配的GeoBASIC，您可以根据自己的需要开发相应的应用程序
• 选配的EGL1电子导向光让持镜者迅速找到自己的位置
拥有ATR功能的TCA2003仪器有如下优点：
• 效率更高
• 如果你每日要测上百个点，ATR可以帮您做更多
• ATR减少了每次测量的时间，几秒钟即可完成施测
• ATR帮您搜索目标，即使在黑夜，您的工作也不必间断
• 徕卡提供的ATR功能允许您在目标处使用常规的棱镜，无需昂贵的特殊棱镜或添置电源等配件。
• 繁重乏味的重复劳动让自动型仪器帮您完成吧
• RCS1100使您在镜站也能自如的操控仪器
• TCA2003也非常适用于高精度自动测量系统，包括应用到机械引导系统中
• TCA2003的Monitoring机载监测程序，让您可以按自定义的时间间隔自动重复观测多达50个目标点• 标配与可选的机载程序大大方便您的日常作业
• 在测量办公室SurveyOffice的帮助下，测得数据能够流畅的传输到您的指定程序中
• 利用选配的GeoBASIC，您可以根据自己的需要开发相应的应用程序
• 选配的EGL1电子导向光让持镜者迅速找到自己的位置。
全站仪TCA2003基本操作与使用方法
全站仪TCA2003基本操作与使用方法第一篇：全站仪TCA2003基本操作与使用方法全站仪TCA2003基本操作与使用方法全站仪的基本操作与使用方法：1）水平角测量（1）按角度测量键，使全站仪处于角度测量模式，照准第一个目标A。
（2）设置A方向的水平度盘读数为0°00′00〃。
（3）照准第二个目标B，此时显示的水平度盘读数即为两方向间的水平夹角。
2）距离测量（1）设置棱镜常数测距前须将棱镜常数输入仪器中，仪器会自动对所测距离进行改正。
（2）设置大气改正值或气温、气压值光在大气中的传播速度会随大气的温度和气压而变化，15℃和760mmHg是仪器设置的一个标准值，此时的大气改正为0ppm。
实测时，可输入温度和气压值，全站仪会自动计算大气改正值（也可直接输入大气改正值），并对测距结果进行改正。
（3）量仪器高、棱镜高并输入全站仪。
（4）距离测量照准目标棱镜中心，按测距键，距离测量开始，测距完成时显示斜距、平距、高差。
全站仪的测距模式有精测模式、跟踪模式、粗测模式三种。
精测模式是最常用的测距模式，测量时间约2.5S，最小显示单位1mm；跟踪模式，常用于跟踪移动目标或放样时连续测距，最小显示一般为1cm，每次测距时间约0.3S；粗测模式，测量时间约0.7S，最小显示单位1cm或1mm。
在距离测量或坐标测量时，可按测距模式（MODE）键选择不同的测距模式。
应注意，有些型号的全站仪在距离测量时不能设定仪器高和棱镜高，显示的高差值是全站仪横轴中心与棱镜中心的高差。
3）坐标测量（1）设定测站点的三维坐标。
（2）设定后视点的坐标或设定后视方向的水平度盘读数为其方位角。
当设定后视点的坐标时，全站仪会自动计算后视方向的方位角，并设定后视方向的水平度盘读数为其方位角。
（3）设置棱镜常数。
（4）设置大气改正值或气温、气压值。
（5）量仪器高、棱镜高并输入全站仪。
（6）照准目标棱镜，按坐标测量键，全站仪开始测距并计算显示测点的三维坐标。
徕卡TCA2003操作说明
徕卡 TCA2003系列全站仪徕卡 TCA2003简易操作手册徕卡 TCA2003系列全站仪TCA2003全站仪简易操作手册一、根本操作1、仪器根本性能、仪器保养性能：TCA2003系列全站仪的特点是精度高，主要应用于高精度的变形观测、大地控制测量等精细工程测量领域。
TC(A)2003角度测量精度为0.5秒，距离测量精度为1mm+1ppmTC(A)1800角度测量精度为 1.0秒，距离测量精度为 1mm+2ppm 仪器的保养和使用：仪器必须装箱运输，防止受剧烈振动；仪器不宜受潮；防止在强磁场内作业，影响精度；放置温度在-40℃~+70℃枯燥环境中；保持目镜和物镜的清洁；充电器不能在潮湿环境中使用；雷雨天气不能进展野外测量，可能遭受雷击；不能使用望远镜对准太阳，会损坏眼睛；操作人员不能离开仪器，随时注意周围环境，防止意外事故发生；定期对仪器进展调试和检校；激光不能直接照射眼睛；电磁干扰可能降低测量精度；2、徕卡 GSI数据格式简介：徕卡 GSI数据记录格式是徕卡仪器的专用记录格式，它是由字索引+测量数据构成一个测量数据块，一行记录由一个或多个数据块组成。
例子：110001+00000005 21.324+00000004 22.324+08545254 31..06+00044207110002+00000007 21.324+00020034 22.324+09019410 31..06+00033750110003+00000009 21.324+18019579 22.324+26942383 31..06+00033751以上数据中，110001+00000005中 11表示测量点号的字索引，用于标识该数据块，“+〞之后为测量点号，21.324+00000004中的 21表示水平角的字索引，00000004 是水平角 0癨ul000′00.4″；22.324+08545254中的 22表示垂直角的字索引，08545254 是天顶距 85癨ul045′25.4″；31..06+00044207中的 31表示斜距的字索引，00044207 是斜距 4.4207m。
TCA2003全站仪在昌吉市三屯河水库大坝外部位移变形监测中的应用
TCA2003全站仪在昌吉市三屯河水库大坝外部位移变形监测中的应用摘要：介绍了三屯河水库大坝自动变形监测自动化在水库安全运行的实施效果与应用成效，以及在应用过程中的监测成果分析、所出现的问题及注意事项。
大坝安全监测就是利用一切手段，确保大坝以较少的投入来保证长期、稳定、安全的运行，实现效益的最大化。
关键词：三屯河水库；大坝变形监测；位移；测点布置；监测分析；实施；应用1工程概况三屯河水库位于新疆维吾尔自治区昌吉市以南32公里的碾盘庄，地处天山北麓中段，准噶尔盆地南缘，属雨雪混合补给的山溪性河流。
水库大坝主轴线为南北走向，水库大坝主要由浆砌石重力坝防水隧洞和溢洪道三部分组成。
大坝总长274 m，其中主坝144m。
最大坝高52.4米，顶宽6米，底宽58米。
坝顶高程1039.79米，坝底高程986.5米，上游设有2米厚混凝土防渗墙一道,其上涂有一层防水材料聚胺脂。
水库正常蓄水位1032.94m，相应库容2600万方；设计洪水位1036.94米，相应库容3355万方，校核洪水位1037.94m，相应库容3500万方，是一座以灌溉为主，结合防洪、发电等综合效益的中型山区拦河水库。
2自动变形监测在水库管理中的实施及应用2.1大坝外部变形监测系统的构成三屯河水库位移变形监测系统使用了电动电子全站仪装备的自动监测装置——TPS全站仪定位系统，其测量精度达到亚毫米级，能实时准确监测大坝位移变形情况系统构成.该系统主要由TCA2003型电子全站仪（即观测站）、基准点、变形点及控制机房组成。
全站仪使用瑞士徕卡公司生产的TCA2003仪器。
基准点施测放样高程采用国家一等水准测量，平面控制采用国家精密工程二级测量。
大坝外部变形系统控制网坐标系建立在大坝主轴线上，垂直大坝主轴向下游为X轴正方向（即纵向水平位移），平行大坝主轴线向右岸为Y轴正方向（即横向水平位移），铅垂向上为Z轴正方向（即垂直位移）。
基准点和变形点上安设反射圆棱镜，相对于基准网，对各变形点在其控制网内的变化情况实施监测。
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全面剖析TCA2003全站仪ATR功能原理及其应用
摘要：利用全站仪的ATR （Automatic Target Recognition）功能，能使测量工作自动化，从而提高测量效率。
本文简单地介绍了全站仪自动目标识别功能ATR的原理与测量精度，结合生产实际情况讨论了ATR在工程应用中注意的一些问题，并根据实际经验提出了解决方法。
关键词：全站仪；ATR；精度；校准；应用
0 引言
徕卡TCA2003全站仪作为95年生产的一种现代化测量仪器，不仅测量精度高（标称测角精度±0.5″，边长
1mm+1ppm×D），而且具有自动目标识别与跟踪功能即ATR 功能（Automatic Target Recognition），可按照内置机载程序进行自动观测与记录，实现无人值守不间断观测，已在水电站大坝安全监测、岩土工程围岩变形测量等方面得到了广泛应用，使监控工作向三维、快速和高度自动化方向发展，成为安全分析和施工控制的最可靠依据之一，在测绘行业得到了普遍认可。
但是人们在分享它那特殊功能时，可能对其工作原理、使用方法以及注意事项不甚完全了解，本文结合作者在实际工作中遇到的一些问题，并针对这些问题提出了相应的解决办法，旨在提高TCA2003全站仪或类似仪器的应用水平。
1 ATR工作原理
ATR功能部件被安装TCA2003全站仪的望远镜上。
在打开ATR功能进行测量时，全站仪的CCD光源发射一束红外激光，经过仪器的光学部件多次反射处理后，与望远镜的视准轴同轴地发射出去，由目标棱镜反射回来并引导ATR光束至CCD阵列上，形成光点。
光点位置以CCD相机的中心作为参考点来精确确定。
如果望远镜的视准轴和CCD相机的中心是一致的，则使用ATR功能测得的角度值，可直接从CCD相机上光点的位置计算出来（如图1所示）。
在人工粗略照准目标棱镜使用内置机载程序开始ATR
精密测量之后，ATR首先检查目标棱镜是否位于望远镜的视场内，如果在视场内找不到目标棱镜，它将在仪器设定的范围内进行螺旋式搜索，一旦探测到棱镜，搜索动作即刻停止，由马达驱动望远镜重复多次、最大限度地靠近棱镜中心，并测量棱镜中心与十字丝中心的偏离值，修正输出最终的水平角和垂直角测量值（如图1所示）。
图1 TCA2003全站仪ATR望远镜系统
ATR精密测量过程包括搜索过程、照准过程和测量过程。
在人工对目标棱镜进行粗略照准之后，ATR首先检查粗略照准的棱镜是否位于望远镜的视场内，如果它探测不到棱镜，它将进行螺旋式的搜索过程，一旦探测到棱镜，望远镜马上停止搜索，由马达驱动望远镜去接近棱镜的中心，并
计算出十字丝中心与棱镜中心的偏移值，偏移值控制马达又一次驱使望远镜转动，使其更加接近正确的角度值位置。
全站仪再次测量棱镜中心与十字丝中心的偏离值，并输出最终的水平角和垂直角测量值（如图2所示）。
2 ATR的测量精度
TCA2003全站仪ATR功能的测量精度分为内部精度和外部精度。
内部精度与CCD阵列的分辨力、棱镜的位置、测量条件和测量时机等因素有关；而外部精度就是目标棱镜定位精度，它受棱镜型号和外部环境条件的影响较大。
使用ATR自动目标识别功能进行水平角和垂直角测量时，其测量精度中包含有内部精度和外部精度。
一般情况下，ATR的内部精度用户是无法测试的，厂家标定的精度指标主要是指外部精度。
许多文献资料所检测的ATR精度主要是指外部精度，其结果基本能够达到仪器所标定的精度。
ATR的外部精度又分为两方面：
（1）测量距离在200m内，目标定位精度是一个固定值，如TCA2003全站仪，目标采用Leica圆棱镜，精密定位精度是±1mm；目标采用Leica360°棱镜，精密定位精度是±
5mm。
（2）测量距离在200m外，目标定位精度与仪器标称测角精度是一致的，即TCA2003全站仪的测角精度±0.5″。
图2 ATR测量过程
3 ATR的校准
一般来说，所有的测量仪器都存在由于机械加工或安装问题而引起的误差，如垂直编码度盘指标差、水平视准差、水平轴倾斜误差及ATR准直差。
这些误差可随时间和温度的改变而变化，因此在仪器第一次使用、精密测量前、长途运输后、长期工作后、温度变化大于20℃等情况下都需重新确定这些误差。
ATR的准直差指的是由于CCD阵列中心与望远镜视准轴不完全同轴所引起的误差，或者说是视准轴偏离CCD阵列轴在水平和垂直方向的分量。
假如存在ATR准直差，则ATR方式判定的目标点就与视准轴瞄准的目标点有差异.也就是说十字丝可能较大地偏离棱镜中心，产生测角误差。
全站仪是高技术产品，特别像ATR这类仪器，既存在传统意义上的指标差、视准差，又存在着ATR方式的准直差。
即使是有经验的测量员，也不可能通过调整分划板来协调仪器所有轴系的一致性了，因此目前解决此类机械误差的最佳办法是电子补偿，即测出相应的机械误差，改变误差符号并将其作为改正数对角度值进行修正，这就是校准。
ATR校准的具体步骤可参见仪器使用手册。
ATR准直差的校准是提高测量精度的重要环节，在以下几种情况下都需要对仪器进行校准：
（1）在精密工程测量前，必须检测ATR准直差，特别
是需要开展三角高程测量时。
（2）在测量过程中当环境温度条件变化较大时，亦应进行该项检测及其他误差检验。
（3）如果在测角时既使用ATR方式，又使用人工照准方式，必须先进行ATR校准。
只有这样，两种方法观测结果才是正确的。
（4）人工精确照准100m处的棱镜，记下此时的角度值。
转动望远镜偏离棱镜，然后使用ATR功能（按下DIST），检查此时的角度值，应与记下的一样，其差别如果大于2.1″（这里为，其中0.001m为标称定位精度），则需进行校准。