全站仪工作原理

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三、全站仪的基本组成及结构 1、全站仪的基本组成 全站仪由电子测角、电子测距、电子补偿、微机处理装置四 大部分组成 全站仪：光、机、电一体化，集水平角、垂直角、距离、高 差测量功能于一体
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全站仪由以下部分组成： （1）电源部分： 可充电电池，为各部分供电 （2）测角部分： 电子经纬仪，可测定水平角、竖直 角、设置方位角 （3）补偿部分： 实现仪器垂直轴倾斜误差对水平、竖 直角度测量影响的自动补偿改正 （4）测距部分： 光电测距仪，测定两点之间的距离 （5）中央处理器： 接受输入指令、控制各种观测作业
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一、全站仪的发展 全站仪的发展具有如下几个特点 ： ? 仪器的系统性， 全站仪有供数据输出的标准串行端口，这个标准串 口的开发应用，不仅能将数据从仪器传输到记录器、电子记录簿或电 子平板中，即实现数据的单向流动；而且能够将数据或程序从计算机 输入到仪器中，以便对仪器的软件进行更新，甚至通过计算机和仪器 的连接，将仪器作为终端由计算机中的程序对仪器进行实时控制操作， 实现数据的双向流动。 此时全站仪已不再是一台单一的测绘仪器， 它 和计算机、软件甚至一些通讯设备 (如电话、传真机、调制解调器等 ) 一起，组成子一个智能型的测绘系 ? 双轴自动补偿改正 （全站仪中安装的补偿器，自动检测或改正由于 仪器垂直轴倾斜而引起的测角误差；通过仪器视准轴误差和横轴误差 的检测结果计算出误差值，必要时由仪器内置程序对所观测的角度加
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第二节 全站仪的发展现状及前景
? 早期： 全站仪的发展主要体现在硬件设备上，如
减轻质量、减小体积等；
? 中期： 全站仪的发展体现在软件功能上，如水平距离 换算、自动补偿改正、加常数乘常数的改正等；
? 现今： 全站仪的发展则是全方位的，如全自动、智能 型。
?因此，全站仪的发展现状及前景正朝着全自动、多功 能、开放性、智能型、标准化方向发展，它将在地形 测量、工程测量、工业测量、建筑施工测量和变形观 测等领域中发挥越来越重要的作用。
第二章 全站仪
? 第一节 全站仪的概况 ? 第二节 全站仪的发展现状及展望 ? 第三节 全站仪的测角原理 ? 第四节 全站仪的测距原理 ? 第五节 全站仪的补偿器原理 ? 第六节 全站仪的数据处理原理 ? 第七节 全站仪的数据通讯 ? 第八节 全站仪基本测量功能 ? 第九节 全站仪的操作使用注意事项
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第一节 全站仪的概述 一、基本概念
（1）速测法： 使用一种仪器在同一个测站点，能够同 时测定某一点的平面位置和高程的方法 。 （2）全站仪： 在一个测站点能快速进行三维坐标测量、 定位和自动数据采集、处理、存储等工作，较完善地实 现了测量和数据处理过程的电子化和一体化。 全站仪的特点：小型、轻巧、精密、耐用，具有强大的 软件功能，操作更加方便快捷、测量精度更高、内存量 更大、结构造型更精美合理。
方式、进行数据处理 （6）输入、输出设备： 键盘、显示屏、双向数据通讯
接口
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2、全站仪的基本结构 图3-2 全站仪结构原理
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① 组合式全站仪 组合式全站仪由测距头、光学经纬仪及电子计算部分拼装组合 而成。
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② 整体式全站仪 ：是在一个机器外壳内含有 电子测距、测角、补偿、记录、计算、存储等 部分。 ? 原理：将发射、接收、瞄准光学系统设计成 同轴，共用一个望远镜，角度和距离测量只需 一次瞄准，测量结果能自动显示并能与外围设 备双向通讯。 ? 特点：体积小、结构紧凑、操作方便、精度 高。 ? 使用：与棱镜对中杆和支架配套使用。（一 般有水平方向和竖直方向同轴双速制动及微动 手轮）
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四、全站仪的精度及等级 １、全站仪的精度 在全站仪的精度等级设计中，对测距和测角精度的匹配 采用“等影响”原则，即
m? ? mD
?D 式中，取=1～2km，= 206 265″ ，则有表3-1所示的对应 关系。
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表3-1 的关系表3-2 测距仪的精度分级 测距标准差，即测距精度，按国家技术监督局发布，在1991Fra Baidu bibliotek1 月实施的《光电距仪检定规程》，分为三个等级，如表3-2所示。
表3-2 测距仪的精度分级
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2、全站仪的等级
表3-4 全站仪的准确度等级
? I、Ⅱ级仪器为精密型全站仪，主要用于 高等级控制测量及变形观测等；
? Ⅲ、Ⅳ级仪器主要用于道路和建筑场地
的施工测量、电子平板数据采集、地籍
测量和房地产测量等
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五、电脑全站仪的主要特点 (一）电脑全站仪（智能型全站仪）：具有双轴倾斜补 偿器，双边主、附显示器，双向传输通讯，大容量的 内存或磁卡与电子记录簿两种记录方式以及丰富的机 内软件，因而测量速度快、观测精度高、操作简便、 适用面宽、性能稳定，深受广大测绘技术人员的欢迎， 成为1993年以来的全站仪主流发展方向。
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（二）电脑全站仪的主要特点如下： (1)电脑操作系统。 电脑全站仪具有像通常 PC机一样的 DOS操作系统。 (2)大屏幕显示。 可显示数字、文字、图像，也可显示电子气泡居中情 况，以提高仪器安置的速度与精度，并采用人机对话式控制面板。 (3)大容量的内存。 一般内存在 1M以上，其中主内存有 640K、数据内存 320K、程序内存 512K、扩展内存 512K。 (4)采用国际计算机通用磁卡。 所有测量信息都可以文件形式记入磁卡或 电子记录簿，磁卡采用无触点感应式，可以长期保留数据。 (5)自动补偿功能。 补偿器装有双轴倾斜传感器，能直接检测出仪器的垂 直轴，在视准轴方向和横轴方向上的倾斜量，经仪器处理计算出改正值 并对垂直方向和水平方向值加以改正，提高测角精度。 (6)测距时间快，耗电量少。
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二、全站仪的应用范围 １、应用领域 １）测绘工程、建筑工程、交通与水利工程、地籍与房 地产测量， ２）在大型工业生产设备和构件的安装调试、船体设计 施工、大桥水坝的变形观测、地质灾害监测及体育竞技 等领域。
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２、全站仪的应用具有以下特点：
1、在地形测量过程中，可以将控制测量和地形测量同时进行。 2、在施工放样测量中，可以将设计好的管线、道路、工程建 筑的位置测设到地面上，实现三维坐标快速施工放样。 3、在变形观测中，可以对建筑(构筑)物的变形、地质灾害等 进行实时动态监测。 4、在控制测量中，导线测量、前方交会、后方交会等程序功 能，操作简单、速度快、精度高；其他程序测量功能方便、 实用且应用广泛。 5、在同一个测站点，可以完成全部测量的基本内容，包括角 度测量、距离测量、高差测量，实现数据的存储和传输。 6、通过传输设备，可以将全站仪与计算机、绘图机相连，形 成内外一体的测绘系统，从而大大提高地形图测绘的质量和 效率。