徕卡全站仪测量功能介绍和使用方法
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以分离开使用，照准部与测距轴不共轴。作业时，测距仪安装在电子 经纬仪上，相互之间用电缆实现数据通讯，作业结束后卸下分别装箱。 这种仪器可根据作业精度要求，用户可以选择不同测角、测距设备进 行组合，灵活性较好。
整体式（ 整体式（integrated），也称集成式，它是将电子经纬仪和测距仪 ）
融为一体，共用一个光学望远镜，使用起来更方便。 常见的有日本（SOKKIA）SET系列、拓普康（TOPOCON）GTS系 列、尼康（NIKON）DTM系列、瑞士徕卡（LEICA）TPS系列，我国 的NTS和ETD系列。随着计算机技术的不断发展与应用以及用户的特 殊要求，出现了带内存、防水型、防爆型、电脑型、马达驱 带内存、防水型、防爆型、电脑型、 动型等等各种类型的全站仪，使得这一最常规的测量仪器越来越满足 各项测绘工作的需求，发挥更大的作用。
20
四、全站仪的发展趋势
—— 全站仪的本地化！ 哇噻！！！ 哇噻！！！
产自瑞士的全 球第一台具有完全 中文概念的徕卡全 站仪：TPS400
21
全站仪功能菜单 —软件部分 §2.1 全站仪的基本结构
MENU PROGRAMS
EDM
SYSTEM
startup simple measurement
SETUP CODING
Laserpointer On/Off Tracking Mode On/Off 3D-Offset Check Tie REM Height Delete Last Record
Distance related parameters and settings
Laser Plummet + Intensity Tubular Electronic Level
§1.1 4.4 全站仪测量 全站仪的概念
1、什么是全站仪
速测术与速测仪 全站仪 — 全站型电子速测仪
1
§1.1 全站仪的概念
速测术与速测仪 在经典测量中，人们把快速测量距离 和方位的方法称为速测法，或称速测术 （Tachymetry）。把快速测量距离和方位 的仪器称之为速测仪(Tachymeter)。
15
三、徕卡全站仪—新技术的领导先驱
（三）目标的自动识别与照准 自动目标识别并驱动轴系 照准目标，把测量员从全站 仪测量工作中最为繁重一项 操作——人工照准目标中解 脱出来，使测量员可以远离 测站。 从此，全站仪的“自动 化”又上了一个新的台阶。
16
三、徕卡全站仪—新技术的领导先驱
（四）全站仪的无合作目标测距
精度
Geosystems
8
一、 徕卡全站仪发展简史
1982 1986 1991 1994 1999
TC2000 单轴补偿 彩色组合功 能键操作
（DOS方式）
T3000 双轴补偿 彩色组合功 能键操作
（DOS方式）
TC1610 双轴补偿 菜单功能键 操作
TPS1000 双轴补偿
TPS1100
双轴补偿 软功能键操 软功能键操作 作(图标操作) (图标操作) 自动目标识别 自动目标识 无合作目标 测距 别
27
三、电子测角中的轴系补偿与改正 新型液态双轴自动补偿系统
补偿：（1） 垂直轴倾斜对垂直度盘读数的影响 （2） 垂直轴倾斜对水平度盘读数的影响
28
轴系改正： （1） 视准轴误差（C）的改正
三、电子测角中的轴系补偿与改正
（2） 垂直度盘指标差（I）的改正 （3） 水平轴倾斜误差（i）的改正
29
三、电子测角中的轴系补偿与改正
…… 23
§3.1 徕卡全站仪系统软件与应用程序库
SYSTEM STARTUP (go and measure)
MENU
FUNCTIONS
IR <=>RL REC
PROGRAMS Surveying Setting Out Tie Distance Area
EDM
SETUP
Data Management System Settings Calibrations
13
三、徕卡全站仪—新技术的领导先驱
（一） 度盘的电子化读数
把操作者从繁重的度 盘人工读数中解脱出来。 不但提高了效率，还 大大降低了误读的机率。
电子度盘读数系统
14
三、徕卡全站仪—新技术的领导先驱
（二）三轴误差的自动补偿与改正
有效的轴系自动 补偿与改正，是实现 高精度测角的有力保 证。
液体补偿器
FUNCTIONS
22
全站仪功能菜单
全站仪系统启动
SETUP 设置 RECORD 记录数据 EDIT 编辑文件 XFER 文件传输 PROG 应用程序
JOB 创建作业 打开作业 删除作业 SYSOPTN 系统设置 JOB OPTN 作业设置 SCALE 比例因子 EMP/PRES 温度/气压
OCC PT测站点输入 后方交会 测站高程测定 BKS PT输入后视点 BSOBS 记 录 后 视 观 测 角 FS OBS记录后视观测 值 SS OBS点到线测量 …… X-SECT记录断面测量
2
4.4 全站仪测量
全站型电子速测仪是由电子测角、电子测距、电子计算 和数据存储等单元组成的三维坐标测量系统，能自动显示测 量结果，能与外围设备交换信息的多功能测量仪器。由于仪 器较完善地实现了测量和处理过程的电子一体化，通常称之 为全站型电子速测仪（Electronic Total Station）或简称全站仪。
RAW 编辑观测值 POINTS 编辑坐标数据 PTLIB 编辑控制点 CODE 编码编辑 ……
SEND 下载文件 RECEIVE 上装文件 PRINT 打印文件 至串行口 至并行口 至数据卡 PORT 设置通讯参数
测量程序 放样程序 对边测量 悬高测量 面积计算 自由设站 交会定点 导线测量 坐标反算 导线平差
Coding
“Quick Coding”
24
§2.3 全站仪测角原理
静态度盘测角 全站 仪的 测角 原理 动态度盘测角
编码度盘测角
光栅度盘测角
25
一、编码度盘测角原理
扇区型码盘
条码型码盘
26
二、编码度盘与光栅度盘测角特点比较
比较项目 测角方式 关机后角度信息 误差与躁声 制造工艺 编码度盘 绝对式 保留 不积累 复杂 光栅度盘 增量式 不保留 积累 简单
6
4.4.3全站仪的分类 全站仪的分类
System- and Application Functionality high Systems and Monitoring Applications
二、徕卡全站仪新家族
全站仪系列
Precision TPS2000 Series Professional Series Performance Series
全站仪与经纬仪相比 ？？？ §1.2 全站仪的发展历史与趋势
机械经纬仪
光学经纬仪
全站仪
12
全站仪与经纬仪相比具有以下优点:
1、测量结果自动记录在"电子手簿"中,减少了读数的错误和记录的 粗差,提高了功效。 2、利用全站仪中的微处理器,通过传感器可以自动的改正仪器轴系 误差,提高测量精度; 3、距离改正,高差计算和坐标计算在仪器上自动完成,减少了内业计 算工作量; 4、角度测量中自动扫描整个度盘,并求出平均值作为结果,消除了度 盘的刻 划误差和偏心差。
有的时候，在目标点 上要摆反射棱镜是比较麻 烦的，甚至是不可能的， 此时要测距怎么办呢？ 现在有同轴型的全站 仪，可以无合作目标测距， 即所谓的“测站”单人测 量系统。
17
三、徕卡全站仪—新技术的领导先驱
（五）全站仪的自动控制 远离测站的几种测量操 作方式： （1）计算机在线控制 GeoCOM 方式 （2）机载软件控制 GeoBASIC 方式 （3） Modem控制 镜站方式
9
二、徕卡全站仪新家族
徕卡系列全站仪
7" Precision Series
TCA1105
5"
3"
TCA1100
2"
1.5"
1"
TCA1800 TC1800
0.5"
TCA2003 TC2003
TCRA1105 TCRA1103 TCRA1102 TCRA1101 TCA1103 TCM1103 TCR1103 TC1103 TCR703 TC703 TCR303 TC303 T/TM1100 T/TM1800 TCA1102 TCM1102 TCR1102 TC1102 TCR702 TC702 TCA1101 TCM1101 TCR1101 TC1101
TPS1100
Land & Engineering Surveying
TPS700 TCx05 TPS300
Basic Series
Building and Construction Applications
low
T100
Theodolite Series
Accuracy
7"பைடு நூலகம்5" 3" 2" 1" 0.5"
7
4.4.3全站仪的分类 全站仪的分类
30 40 50
徕卡 TPS 产品范围
TPS5000
系统系统- 和应用功能 强
系统应用
精密系列
TPS2000 TPS1100
专业系列 实用系列
传统测量
TPS700 TPS400 TPS300
工程系列
工程型
1" 0.5"
弱
TPS100
7" 5"
基本型系列
3" 2"
4
§2.1 全站仪的基本结构—硬件部分 全站仪的组成
显示器 水平角测量单元 垂直角测量单元 距离测量单元 自动补偿单元
键盘 只读存储器
微 处 理 器
随机存储器 输入/输出 I/O单元
光电测量系统 微处理器及软件
5
4.4.3全站仪的分类 全站仪的分类
积木式（ 积木式（Modular），也称组合式，它是指电子经纬仪和测距仪可 ）
30
四、自动目标识别与照准
自动目标识别的类型： 1）配合式目标识别； 2）自主式目标识别。 徕卡ATR自动目标照准： 1）搜索过程； 2）目标照准过程； 3）测量过程。
Professional Series
TCRM1105 TCRM1103 TCRM1102 TCRM1101 TCM1105 TCR1105 TC1105
Performance Series Basic Series T Series
TCR705 TC705 TCR307 TC307 T107 TCR305 TC305 T105
10
4.4.4 全站仪的特点
〈1〉、仪器操作简单，高效。全站仪具有现代测量工作所需的所有功能。 〈2〉、快速安置：简单地整平和对中后，仪器一开机后便可工作。仪器 具有专门的动态角扫描系统，因此无需初始化。关机后，仍会保留水平和 垂直度盘的方向值。电子“气泡”有图示显示并能使仪器始终保持精密置 平。 〈3〉、适应性强：全站仪是为适应恶劣环境操作所制造的仪器。它们经 受过全面的测试以便适应各种作业条件，例如，雨天、潮湿、冲撞、尘土 和高温等，因此，它们能在最苛刻的环境下完成作业任务。 <4>、全站仪设有双向倾斜补偿器,可以自动对水平和竖直方向进行修正,以 消除竖轴倾斜误差的影响。还可进行地球曲率改正、折光误差以及温度、 气压改正。 <5>、控制面板具有人机对话功能。控制面板由键盘和主,副显示窗组成。 除照准以外的各种测量功能和参数均可通过键盘来实现,仪器的两侧均有控 制面板,操作十分方便。 <6>、具有双向通讯功能,可将测量数据传输给电子手簿或外部计算机,也 11 可接受电子手簿和外部计算机的指令和数据。
18
（六）超站仪 三、徕卡全站仪—新技术领导先驱
徕卡 GLPS：精确自动定 位和定向的仪器。 全站仪（激光测距） 陀螺仪 GPS
19
四、全站仪的发展趋势
—— 测量机器人的来临！
度盘读数自动化！ 1、度盘读数自动化！ 目标照准自动化！ 2、目标照准自动化！ 基座安平自动化！ 3、基座安平自动化！ 仪器对中自动化？ 4、仪器对中自动化？ 仪高量取自动化？ 5、仪高量取自动化？
轴系补偿与改正开关的不同设置对测角的影响
补偿 改正 on on off off on off on off
垂直角 V+i+L V+i+L V+i V+i
水平角 Hz+C+k+T Hz Hz+C+k Hz
基准线 铅垂线 铅垂线 垂直轴 垂直轴
i — 垂直度盘指标差， L — 补偿器零点指标差， C — 视准差 k — 水平轴倾斜对水平角的影响，T — 垂直轴倾斜对水平角的影响
3
全站仪由以下两大部分组成：
l）采集数据设备：主要有电子测角系统、电子测 距系统、还有自动补偿设备等。 2）微处理器：微处理器是全站仪的核心装置,主 要由中央处理器,随机储存器和只读存储器等构成, 测量时,微处理器根据键盘或程序的指令控制各分 系统的测量工作,进行必要的逻辑和数值运算以及 数字存储、处理、管理、传输、显示等。
整体式（ 整体式（integrated），也称集成式，它是将电子经纬仪和测距仪 ）
融为一体，共用一个光学望远镜，使用起来更方便。 常见的有日本（SOKKIA）SET系列、拓普康（TOPOCON）GTS系 列、尼康（NIKON）DTM系列、瑞士徕卡（LEICA）TPS系列，我国 的NTS和ETD系列。随着计算机技术的不断发展与应用以及用户的特 殊要求，出现了带内存、防水型、防爆型、电脑型、马达驱 带内存、防水型、防爆型、电脑型、 动型等等各种类型的全站仪，使得这一最常规的测量仪器越来越满足 各项测绘工作的需求，发挥更大的作用。
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四、全站仪的发展趋势
—— 全站仪的本地化！ 哇噻！！！ 哇噻！！！
产自瑞士的全 球第一台具有完全 中文概念的徕卡全 站仪：TPS400
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全站仪功能菜单 —软件部分 §2.1 全站仪的基本结构
MENU PROGRAMS
EDM
SYSTEM
startup simple measurement
SETUP CODING
Laserpointer On/Off Tracking Mode On/Off 3D-Offset Check Tie REM Height Delete Last Record
Distance related parameters and settings
Laser Plummet + Intensity Tubular Electronic Level
§1.1 4.4 全站仪测量 全站仪的概念
1、什么是全站仪
速测术与速测仪 全站仪 — 全站型电子速测仪
1
§1.1 全站仪的概念
速测术与速测仪 在经典测量中，人们把快速测量距离 和方位的方法称为速测法，或称速测术 （Tachymetry）。把快速测量距离和方位 的仪器称之为速测仪(Tachymeter)。
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三、徕卡全站仪—新技术的领导先驱
（三）目标的自动识别与照准 自动目标识别并驱动轴系 照准目标，把测量员从全站 仪测量工作中最为繁重一项 操作——人工照准目标中解 脱出来，使测量员可以远离 测站。 从此，全站仪的“自动 化”又上了一个新的台阶。
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三、徕卡全站仪—新技术的领导先驱
（四）全站仪的无合作目标测距
精度
Geosystems
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一、 徕卡全站仪发展简史
1982 1986 1991 1994 1999
TC2000 单轴补偿 彩色组合功 能键操作
（DOS方式）
T3000 双轴补偿 彩色组合功 能键操作
（DOS方式）
TC1610 双轴补偿 菜单功能键 操作
TPS1000 双轴补偿
TPS1100
双轴补偿 软功能键操 软功能键操作 作(图标操作) (图标操作) 自动目标识别 自动目标识 无合作目标 测距 别
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三、电子测角中的轴系补偿与改正 新型液态双轴自动补偿系统
补偿：（1） 垂直轴倾斜对垂直度盘读数的影响 （2） 垂直轴倾斜对水平度盘读数的影响
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轴系改正： （1） 视准轴误差（C）的改正
三、电子测角中的轴系补偿与改正
（2） 垂直度盘指标差（I）的改正 （3） 水平轴倾斜误差（i）的改正
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三、电子测角中的轴系补偿与改正
…… 23
§3.1 徕卡全站仪系统软件与应用程序库
SYSTEM STARTUP (go and measure)
MENU
FUNCTIONS
IR <=>RL REC
PROGRAMS Surveying Setting Out Tie Distance Area
EDM
SETUP
Data Management System Settings Calibrations
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三、徕卡全站仪—新技术的领导先驱
（一） 度盘的电子化读数
把操作者从繁重的度 盘人工读数中解脱出来。 不但提高了效率，还 大大降低了误读的机率。
电子度盘读数系统
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三、徕卡全站仪—新技术的领导先驱
（二）三轴误差的自动补偿与改正
有效的轴系自动 补偿与改正，是实现 高精度测角的有力保 证。
液体补偿器
FUNCTIONS
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全站仪功能菜单
全站仪系统启动
SETUP 设置 RECORD 记录数据 EDIT 编辑文件 XFER 文件传输 PROG 应用程序
JOB 创建作业 打开作业 删除作业 SYSOPTN 系统设置 JOB OPTN 作业设置 SCALE 比例因子 EMP/PRES 温度/气压
OCC PT测站点输入 后方交会 测站高程测定 BKS PT输入后视点 BSOBS 记 录 后 视 观 测 角 FS OBS记录后视观测 值 SS OBS点到线测量 …… X-SECT记录断面测量
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4.4 全站仪测量
全站型电子速测仪是由电子测角、电子测距、电子计算 和数据存储等单元组成的三维坐标测量系统，能自动显示测 量结果，能与外围设备交换信息的多功能测量仪器。由于仪 器较完善地实现了测量和处理过程的电子一体化，通常称之 为全站型电子速测仪（Electronic Total Station）或简称全站仪。
RAW 编辑观测值 POINTS 编辑坐标数据 PTLIB 编辑控制点 CODE 编码编辑 ……
SEND 下载文件 RECEIVE 上装文件 PRINT 打印文件 至串行口 至并行口 至数据卡 PORT 设置通讯参数
测量程序 放样程序 对边测量 悬高测量 面积计算 自由设站 交会定点 导线测量 坐标反算 导线平差
Coding
“Quick Coding”
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§2.3 全站仪测角原理
静态度盘测角 全站 仪的 测角 原理 动态度盘测角
编码度盘测角
光栅度盘测角
25
一、编码度盘测角原理
扇区型码盘
条码型码盘
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二、编码度盘与光栅度盘测角特点比较
比较项目 测角方式 关机后角度信息 误差与躁声 制造工艺 编码度盘 绝对式 保留 不积累 复杂 光栅度盘 增量式 不保留 积累 简单
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4.4.3全站仪的分类 全站仪的分类
System- and Application Functionality high Systems and Monitoring Applications
二、徕卡全站仪新家族
全站仪系列
Precision TPS2000 Series Professional Series Performance Series
全站仪与经纬仪相比 ？？？ §1.2 全站仪的发展历史与趋势
机械经纬仪
光学经纬仪
全站仪
12
全站仪与经纬仪相比具有以下优点:
1、测量结果自动记录在"电子手簿"中,减少了读数的错误和记录的 粗差,提高了功效。 2、利用全站仪中的微处理器,通过传感器可以自动的改正仪器轴系 误差,提高测量精度; 3、距离改正,高差计算和坐标计算在仪器上自动完成,减少了内业计 算工作量; 4、角度测量中自动扫描整个度盘,并求出平均值作为结果,消除了度 盘的刻 划误差和偏心差。
有的时候，在目标点 上要摆反射棱镜是比较麻 烦的，甚至是不可能的， 此时要测距怎么办呢？ 现在有同轴型的全站 仪，可以无合作目标测距， 即所谓的“测站”单人测 量系统。
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三、徕卡全站仪—新技术的领导先驱
（五）全站仪的自动控制 远离测站的几种测量操 作方式： （1）计算机在线控制 GeoCOM 方式 （2）机载软件控制 GeoBASIC 方式 （3） Modem控制 镜站方式
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二、徕卡全站仪新家族
徕卡系列全站仪
7" Precision Series
TCA1105
5"
3"
TCA1100
2"
1.5"
1"
TCA1800 TC1800
0.5"
TCA2003 TC2003
TCRA1105 TCRA1103 TCRA1102 TCRA1101 TCA1103 TCM1103 TCR1103 TC1103 TCR703 TC703 TCR303 TC303 T/TM1100 T/TM1800 TCA1102 TCM1102 TCR1102 TC1102 TCR702 TC702 TCA1101 TCM1101 TCR1101 TC1101
TPS1100
Land & Engineering Surveying
TPS700 TCx05 TPS300
Basic Series
Building and Construction Applications
low
T100
Theodolite Series
Accuracy
7"பைடு நூலகம்5" 3" 2" 1" 0.5"
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4.4.3全站仪的分类 全站仪的分类
30 40 50
徕卡 TPS 产品范围
TPS5000
系统系统- 和应用功能 强
系统应用
精密系列
TPS2000 TPS1100
专业系列 实用系列
传统测量
TPS700 TPS400 TPS300
工程系列
工程型
1" 0.5"
弱
TPS100
7" 5"
基本型系列
3" 2"
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§2.1 全站仪的基本结构—硬件部分 全站仪的组成
显示器 水平角测量单元 垂直角测量单元 距离测量单元 自动补偿单元
键盘 只读存储器
微 处 理 器
随机存储器 输入/输出 I/O单元
光电测量系统 微处理器及软件
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4.4.3全站仪的分类 全站仪的分类
积木式（ 积木式（Modular），也称组合式，它是指电子经纬仪和测距仪可 ）
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四、自动目标识别与照准
自动目标识别的类型： 1）配合式目标识别； 2）自主式目标识别。 徕卡ATR自动目标照准： 1）搜索过程； 2）目标照准过程； 3）测量过程。
Professional Series
TCRM1105 TCRM1103 TCRM1102 TCRM1101 TCM1105 TCR1105 TC1105
Performance Series Basic Series T Series
TCR705 TC705 TCR307 TC307 T107 TCR305 TC305 T105
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4.4.4 全站仪的特点
〈1〉、仪器操作简单，高效。全站仪具有现代测量工作所需的所有功能。 〈2〉、快速安置：简单地整平和对中后，仪器一开机后便可工作。仪器 具有专门的动态角扫描系统，因此无需初始化。关机后，仍会保留水平和 垂直度盘的方向值。电子“气泡”有图示显示并能使仪器始终保持精密置 平。 〈3〉、适应性强：全站仪是为适应恶劣环境操作所制造的仪器。它们经 受过全面的测试以便适应各种作业条件，例如，雨天、潮湿、冲撞、尘土 和高温等，因此，它们能在最苛刻的环境下完成作业任务。 <4>、全站仪设有双向倾斜补偿器,可以自动对水平和竖直方向进行修正,以 消除竖轴倾斜误差的影响。还可进行地球曲率改正、折光误差以及温度、 气压改正。 <5>、控制面板具有人机对话功能。控制面板由键盘和主,副显示窗组成。 除照准以外的各种测量功能和参数均可通过键盘来实现,仪器的两侧均有控 制面板,操作十分方便。 <6>、具有双向通讯功能,可将测量数据传输给电子手簿或外部计算机,也 11 可接受电子手簿和外部计算机的指令和数据。
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（六）超站仪 三、徕卡全站仪—新技术领导先驱
徕卡 GLPS：精确自动定 位和定向的仪器。 全站仪（激光测距） 陀螺仪 GPS
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四、全站仪的发展趋势
—— 测量机器人的来临！
度盘读数自动化！ 1、度盘读数自动化！ 目标照准自动化！ 2、目标照准自动化！ 基座安平自动化！ 3、基座安平自动化！ 仪器对中自动化？ 4、仪器对中自动化？ 仪高量取自动化？ 5、仪高量取自动化？
轴系补偿与改正开关的不同设置对测角的影响
补偿 改正 on on off off on off on off
垂直角 V+i+L V+i+L V+i V+i
水平角 Hz+C+k+T Hz Hz+C+k Hz
基准线 铅垂线 铅垂线 垂直轴 垂直轴
i — 垂直度盘指标差， L — 补偿器零点指标差， C — 视准差 k — 水平轴倾斜对水平角的影响，T — 垂直轴倾斜对水平角的影响
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全站仪由以下两大部分组成：
l）采集数据设备：主要有电子测角系统、电子测 距系统、还有自动补偿设备等。 2）微处理器：微处理器是全站仪的核心装置,主 要由中央处理器,随机储存器和只读存储器等构成, 测量时,微处理器根据键盘或程序的指令控制各分 系统的测量工作,进行必要的逻辑和数值运算以及 数字存储、处理、管理、传输、显示等。