全站仪自由设站法的解算原理说课材料
全站仪的讲解 演示文稿
b测量场内任意一点高程
在输入和记录测站点和后视点的x、y轴坐 标时，还要输入z轴坐标（即分别为仪器刻 度到地面的垂直距离和棱镜中心到地的垂 直距离），之后在场内任意找一点并树立 好棱镜，调节望远镜清晰的看到棱镜，制 动后按测量，就能在显示屏上看到标高。
确定坐标放样
• 按测量之前准备做好，再输入要放样的坐 标，按测量，就能看到要找点离仪器的距 离，还有一个角度差，转动仪器，让角度 差为零，让跑点的人在这个方向大概的距 离树立好棱镜，制动后按测量，就能看到 误差，再精确的按角度和距离跑点。当确 定好点后，做好记录，放点完成。
谢谢欣赏 小段 2013年9月4日
（2）电子测角技术
• 电子测角,即角度测量的数字化，也就是自动数字 显示角度测量结果，其实质是用一套角码转换系统来代 替传统的光学读数系统 • 光栅度盘测角原理(增量法) 光栅就是具有刻制成许多宽度和间隔都相等的直 线条纹的光学器件，即它是由许多等间隔的透光的缝隙 和不透光的刻画线所组成。光通过光栅时会产生光的衍 射效应。用于透射衍射的光栅称为透射光栅，用于反射 光衍射的光栅称为反射光栅。光栅有两个基本参数，一 是毫米长度范围内的条纹数，称为条纹密度:二是相邻 条纹之间的距离，称为间距。根据测量对象不同，有长 度测量用的光栅刻在一直尺上称为直线光栅。另一种是 用于角度测量的光栅，是在度盘径向按等角距离刻制的 辐射状的径向光栅。
全站仪的讲解
认识全站仪 全站仪是测角、侧边、测距、测高 程、测三维坐标和坐标放样的仪器。 同时可见包含了经纬仪和水准仪的 功能，工程应用比较广泛。
1全站仪的构造
• （1）底座：包含连接固定孔，水平泡和调 平旋钮 • （2）全站仪的中枢：输入键盘、显示屏和 其它内部结构 • （3）照准部：主要由望远镜组成，其操作 原理就是望远镜的原理
全站仪自由设站法及精度分析
) ’ ( ｍＰ
＝
μＳＰＢ ρｓｉｎ（δ＋γ）
Ｓ２ＰＣ Ｓ２ＢＣ
＋
Ｓ２ＡＣＳ２ＰＢ Ｓ２ＡＢＳ２ＢＣ
＋
Ｓ２ＰＡ Ｓ２ＡＢ
（１８）
上式即为按方向观测的三方向后方交会的点
位 精 度 估 算 公 式 。 从 式 中 可 以 看 出 。 当 （δ＋γ）
＝１８０ 度时， ｍｐ 趋于无穷大， 这就是后方交会的危 险圆问题。
Ｐ 点 坐 标 从 （２０００， ２５００）、（ ２１００， ２５００） 、
（ ２２００， ２５００） …… 一 直 到（ ３０００， ２５００） 。 表 １ 中
的 数 据 是 观 测 Ａ、Ｂ、Ｃ 三 已 知 点 所 得 的 Ｐ 点 的
点位精度。表 ２ 中的数据是观测 Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ 四已
知点所得的 Ｐ 点的点位精度。
３．２ 四方向后方交会的点位精度
根据文献［３］， 四方向后方交会的点位精度估
算为：
! ｍＰ＝
μ ρ
Ｓ２ａｂＳ２ｐｃＳ２ｐｄ＋Ｓ２ａｃ＋Ｓ２ｐｂＳ２ｐｄ＋Ｓ２ａｄＳ２ｐｂＳ２ｐｃ
Ｓ２ａｂＳ２ｂｃＳ２ｐｄ Ｓ２ｐｂ
ｓｉｎ２（δ１＋γ１）＋
Ｓ２ｂｃＳ２ｃｄＳ２ｐａ Ｓ２ｐｃ
ｓｉｎ２（δ２＋γ２）
＋Ｓ２ｂｃＳ２ｐａＳ２ｐｄ＋Ｓ２ｂｄＳ２ｐａＳ２ｐｃ＋Ｓ２ｃｄＳ２ｐａＳ２ｐｂ
ＰｓｉｎαＰＡ ＳＰＡ
＝Ａ；
ＰｃｏｓαＰＡ ＳＰＡ
＝ａ；
! # # # #
#
ＰｓｉｎαＰＢ ＳＰＢ
＝Ｂ；
ＰｃｏｓαＰＢ ＳＰＡ
#
＝ｂ；
## "
#
#
####
（９）
#
ＰｓｉｎαＰＣ ＳＰＣ
全站仪自由设站法道路应用
全站仪自由设站法道路应用一、引言道路定测是道路勘测的重要阶段，主要解决线路平面、纵断、横断三者的合理配置，通常的定测方法为：在平面和高程控制的基础上依次进行中线测量、纵断面测量和横断面测量，所用仪器一般为经纬仪、钢尺、水准仪。
随着科技进步，全站仪已在道路测量领域得到了广泛应用，但大多数使用者仅仅把它作为普通经纬仪、测距仪来使用，还没有完全利用和开发全站仪的功能，来提高测量效率，解决实际问题。
而用全站仪自由设站法进行道路定测，可在任意点设站安置仪器，利用坐标变换原理，进行中线测量和纵、横断面测量，不仅能发挥全站仪自身的优势，还具有以下优点：一是用导线点直接测设加密点，去掉中间的由交点控制主点、再由主点控制加密点的步骤，这样减少了误差的传递和累积，提高了精度；二是避免由于虚交点和不通视带来的测设困难，提高工作效率。
全站仪是集测角、测距、测高差于一体的测量工具，并可以与计算机双向通讯。
本文就采用全站仪自由设站法在道路定测阶段进行平、纵、横同时施测及解决困难地段的定测问题作一探讨。
二、道路中线测量在常规的道路中线测量中，直线部分的测设通常用支距法和极坐标法直接标定。
而对于曲线测设则是先在测设交点的基础上测设主点(即起点、终点和中点)，再进行详细测设，曲线的详细测设方法有偏角法、切线支距法、弦线支距法、弦线偏距法等。
在本文中，中线测量的控制点一般采用GPS定位或全站仪测设，并将各点信息传输至PC-E500计算机中，给每个控制点统一编号。
这些点在计算机中的存储形式为：点的类型、编号、X、Y、H、坐标原点点号、备注。
1. 方向线的测设方向线是直线，它的测设只要确定直线上两个点即可。
一般有两种方法：一种是根据纸上定线的结果利用极坐标法选一控制点作为坐标原点。
再选另一已知点构成已知方向并把量取的极角θ及极径ρ输入PC-Ε500计算机，在所选原点安置全站仪，并使之处于联机状态，并使水平角置零，照准已知方向，转动全站仪，当拨角达到极角大小时有蜂鸣声，制动照准部，在此方向点前后移动棱镜，直到有蜂鸣声，此时棱镜所在点即为要测定的点，再输入量取的另一点的极径和极角，用同样的办法测设另一点，这样就由两点确定了一条方向线。
全站仪自由设站坐标解求和精度分析
究
与
探
讨
全站仪自由设站坐标解求和精度分析
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全站仪自由设站坐标解求和精度分析
李 延 山
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站仪自由设站（ 也称边角联合后方交 会） ，是指通过观测待定点到两个以 上控制点的水平距离和方向来快速
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平差原理， 6 ;&6 最小组成法方程解算。经过考 察核对，现全站仪自由设站平差解求程序是对 （ 式采用如下假设处理实现的。即： +） 即 " 假定虚拟观测值为等权且相互独立，
<"*"*+<$*$*4<"*$*,&，虚拟观测值的权阵为单位矩
阵， 再按（ 式进行平差计算。 +）
#以控制点的原始坐标与转换后坐标差值
工程建设与档案》 !" !""# 年第 ! 期《
" 0" "’ , 05 ・! " +! ! " " $ 0$ $’ 5 ,
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令控制点 % 坐标变换后为虚拟观 测 值 ， 则 其与原始已知坐标之差为虚拟观测值改正数 （ 有： 6 7*4 6 8*94" 1 ， $ & ,45 为待求未知量，
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全站仪自由设站法的应用研究
南阳师范学院20XX届毕业生毕业论文（设计）题目：全站仪自由设站法的应用研究完成人：班级：学制：专业：测绘工程指导教师：完成日期：目录摘要：全站仪自由设站是目前常用的测量方法之一，本文介绍了全站仪自由设站的基本原理，以及利用全站仪进行自由设站的基本方法。
结合实例分别利用自由设站方法和普通架设法进行施测。
并对测量结果进行精度分析。
(1)0引言 (1)1. 基本原理 (1)边角后方交会 (1)全站仪的测量方法 (2)（1）整体式的测量功能 (2)（2）程序模式功能 (2)（3）存储管理模式和数据通讯模式 (2)（4）测量精度高 (2)坐标转换原理 (3)2 基本方法 (4)外业测量 (4)内业改算 (4)3 实例 (5)（2）在实例中,因客观原因不易得到场区控制网中的平面控制点,或为了测量数据计算、采集的方便,可直接以建筑物主轴线建立施工坐标系,选取能辨识其施工坐标的两个特征点,通过两点交会法解算得测站坐标,完成建站工作广西桂西某二级公路K9+840—K10+060 挖方段,边坡高度在8-12m之间,设计边坡率1:,在路基成型后受持续强降雨影响,公路水毁严重,该段边坡出现大面积滑塌。
施工单位立即组织人员和机械设备投入到塌方清理工作中,因属自然灾害的影响造成额外工作量地增加,业主同意对该部分工程量进行计量,公路土石方数量按平均断面法计算。
在清理完毕后进行现场收方时, 基于两点因素考虑采用路线两点交会建站坐标的方法:①原布设在该段公路附近的导线点已被损毁,从其它点引测过来需较长时间;②路基已成型,有可利用的标识点,以此建立坐标系满足横断面测量的要求。
具体做法是:建立以路线桩号为X值,路线偏距为Y值(左-右+) 的施工坐标系,第一基点取有点位标识的K9+820中桩,坐标设为(9820,0);第二基点取K10+080左侧边沟边缘点(距中6m),坐标设为(10080,-6);交会结果显示总闭合差△R=,此值相对来说比较大,估计是因为第二点边沟放置有较大的随意性产生的,但此误差值对横断面测量来说是在容许的范围之内,可以使用测站Z坐标通过引测附近的高程点而得,这样就建立了测站坐标与施工坐标统一的对应关系,测点的三维坐标对应于实际的桩号、偏距和高程,这正是横断面测量需要采集的数据,不需要象常规方法经过繁琐的换算,数据显示直观明了,方便参与各方人员及时核对与记录,本方法和测量数据得到监理、业主的认可[9]。
全站仪ZT20自由设站、放样、数据采集学习概要
2.1对中/整平
2.2 对中 / 整平 使用长水准器及电子水准器精确整平
首先伸缩脚架使基座上的圆水泡居中。 1、旋转照准部 使长水准器平行于两个整平旋钮的连线， 2、调节脚螺旋使长水准气泡居中， 3、打开仪器 如果补偿器打开则会自动出现对中/整平界面，或者按FNC 功能键选择对中/整平，若仪器倾斜小于6分，则将显示电子水准器的测量 结果数值（以5秒为步长）， 4、往相反方向同时转动这两个脚螺旋使该轴向的水准气泡居中（电子水 准器Y数据接近0）， 5、旋转照准部90度，到垂直于刚才的方向（使用电子水准器时可不转动 仪器），转动余下的第3个脚螺旋使第二个轴向（垂直于第一个轴向）的 长水准器气泡居中（电子水准器X数值接近0）， 6、重复第4、5步，使照准部在每旋转90度的4个方向上气泡总位于中心， 7、按F4“确定”，整平完毕。
6.数据采集
按F4“是”保存后，自动进入下一点采集界面，点号自动自1，点号、 镜高、编存储管理”，所有作业、作业里面的 所有数据都在存储管理里面
测量最重要的是态度
心里想着无所谓数据就会跟 你开玩笑；心里重视，就会 想着要多复核，就会将误差 降到最低。 谢谢大家！
5.放样
按电源键进入主菜单；按F2“放样”，进入放样程序；按F1“设置作 业”，按需要是否设置新作业；按F4“开始”，开始放样。若内存中没有 可用点，按F3“坐标”，输入坐标，按F4“确定”，得到点号“2”，复 核一遍，按F4“开始”，出现计算结果界面，按F1“角度”，使用极坐 标法放样
dHZ为0时，表明仪器方向正确，移动棱镜头到仪器所对方向，按 F3“测距”，dHD为测量点与待放样点的水平距离，dVD为测量点与 待放样点的垂直距离，放样完成后，按F4“下点”，进入下一放样点
关于全站仪自由设站原理及精度的探究
ＡＢＳ ＴＲＡＣＴ：Ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｅ ｘ ｐ ｏ ｕ ｎ ｄ ｓ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｉ ｎ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ｓ ｏ ｆ ｃ ａ ｂ ｌ ｅ ｇ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ ， ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｇ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ ｍｏ ｄ ｅ ｓ ｏ ｆ ｈ ｉ ｇ ｈ ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ
介绍了金站仪自由设站测量的基本原理精度改正的平差模型及其近似值的求解公式分析了某一标称精度的全站仪在不同施测情况下的精度分布情况和变化规律得出了一些有益的结论具有一定的实际参考价值
科技情报开发与经济
文章编号： ｌ ０ ０ ５ — ６ ０ ３ ３ （ ２ ０ ０ ９ ） ２ ９ — ０ １ ５ １ — ０ ３
１ 基本原 理
全 站 仪 自由设 站 法 义 称 为 边 角 后 方 交 会 ，这 种 交 会 法 的原
进度 的影响 ， 需要 随时增设 测站 ， 一般情 况下我 们． Ｌ ｝ Ｊ 支 导线 、 前
方交会 、 后方交会等传统方法施测 ， 但 是 这 些 方 法 都 有 这 样 或 那
理是 ： 在待定点安置 全站仪 ， 测｝ ｆ Ｊ 待 定点到 已知控制 点之间的距 离 和 角 度 ， 根据 方 向 观 测 值 和 边 长 观 测 值 建 立 方 向误 差 方 程 式 与边长误差方程式 ， 然后按最小二乘原理计算待定点 的坐标 ＿ ｌ ＿ 。
ｌ ５１
何燕佑， 许多文 关于全站仪 自南设站原理 及精度 的探究
本刊 Ｅ — ｍ ａ ｉ ｈ ｂ ｊ ｂ ＠ ｓ ｘ ｉ ｎ ｆ ｏ ． ｎ ｅ ｔ
科技论坛
全站仪坐标测量(自由建站)
全站仪测量坐标（自由建站）
授课类型
授课进度
班级
地点
周次
星期
节次
理论□
实验□
实训√
其它□
符合√
超前□
滞后□
停补□
12城轨2
实训场地
16
1
1、2
12城轨1
实训场地
16
1
3、4
12铁工2
实训场地
16
2
1、2
12铁工1
实训场地
16
2
3、4
教学目标（知识目标/能力目标）
1、了解全站仪的自由建站的原理 。
后视点2名：坐标： = =
测
点
X
Y
H
测
点
X
Y
H
测
点
X
Y
H
Ⅳ实作演示：
Ⅴ辅导实作：
Ⅵ总结布置实习报告：
按照要求填写好实习报告
针对测量表格进行记录要求和方法的讲授
教学
小结
通过本次课程的学习使学生基本能够完成既定的知识目标和能力目标，较好题
实训报告
利用两个已知的控制点位在学校测量训练基地采用后方交会的方法进行建站，利用全站仪测量该若干个未知点的坐标。
四、简要实习步骤：
1、人员分工
4人1组，一人司仪、2人操作棱镜（1人后视、1人前视）、1人记录。轮流进行各工种操作。
2、场地布置：
在距离两个已知的控制点D1、D2较远且不能直接通视的地方选择10-15个未知点。
5、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。
让课代表组织
集体提问
全站仪自由设站法在高速公路隧道施工测量中的应用
全站仪自由设站法在高速公路隧道施工测量中的应用摘要:针对传统的由已知点进行全站仪定向设站在隧道施工放样中效率低、对施工干扰大的缺点,提出在高速公路隧道中使用全站仪自由设站进行测站点测设的方法。
在廓清自由设站基本原理和计算原理的基础上,结合工程实际,介绍了徕卡TS06型全站仪自由设站的操作步骤，并指出该方法在隧道施工中使用应注意的问题，供同行们参考。
关键词: 后方交会;隧道;施工测量; 自由设站Abstract: based on the analysis of the traditional known points by tachometer directional set up in tunnel construction layout, the efficiency is low, the interference of the construction of the proposed and used in highway tunnel tachometer free set up the measurement method of site set. In the clearing stood a free basic principles and calculation based on the theory of combining the engineering practice, this paper introduces the measurement TS06 card type tachometer set up free operation step, and points out the method used in the tunnel construction problems that should be paid attention to, which can be used as reference.Keywords: resection; Tunnel; The construction survey; Free set up1引言近年来,随着测绘仪器制造业的不断发展,许多新技术运用到全站仪的制造与使用中,如免棱镜测距,后方交会及其严密平差解算,线路坐标的正反算等,全站仪的功能日益强大,仪器本身的性能得到了很大的提高。
全站仪自由设站法及其精度分析
（ １ ． Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｆ ａ ｃ ｕ ｌ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｇｅ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｃ ｓ ， Ｌ ａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｊ ｉ ａ ｏ ｔ ｏ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ，Ｌ ａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ ７ ３ ０ ０ ７ ０， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ． Ｇａ ｎ ｓ ｕ Ｎ ｕ ｃ ｌ ｅ ａ ｒ Ｇ ｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｌ ａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ ７ ３ ０ ０ ７ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄ ｓ： ｔ ｏ ｔ ａ ｌ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ；ｆ ｒ ｅ ｅ— ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｉ ｎｇ；ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｃ ｙ； ｒ ｅ ｓ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏｎ
０ 引 言
全 站仪 的普 及 ， 使 得 铁 路 的 测 设 手 段 也 得 到 了很 大 的改善 ， 逐 步从 以 经 纬仪 加 钢 尺 的偏 角法 、 直 角坐 标 法 、 切 线支距 法 等 过 渡 到 以 坐标 法 为 主 的测 设 方 法 ， 而 且 设
ｏ ｍｍｅ ｎ ｄ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｆ ｅ ａ ｓ ｉ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ａ ｎ ｄ ｓ ｕ ｐ ｅ ｉｏ ｒ ｉ ｒ ｔ ｙ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｏ ｆ ｔ ｏ ｔ ａ ｌ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ｒ ｅ ｅ—ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ ．
胡菊英 ，朱 良文 ，郭 楠
（ １ ． 兰州交通大学 测绘与地理信息 学院 ， 甘肃 兰州 ７ ３ ０ ０ ７ ０ ； ２ ． 甘肃 省核 工业地质局 。 甘肃 兰州 ７ ３ ０ ０ ７ ０ ）
摘
要： 针 对 高速铁 路无砟轨道等 工程施 工放样 过程 中已有控 制点 上不便 于安置仪 器的情 况 ， 提 出了用全站仪
全站仪的特点及自由设站
全站仪的特点及自由设站【摘要】：本文论述了全站仪的特点和用全站仪的自由设站原理及方法。
关键词:全站仪﹑自由设站一前言随着测绘仪器的不断更新和发展，全站仪近年来已迅速普及。
它具有自动化，快速三维坐标测量与定位功能，以及外业数据自动化采集和电子记簿等特点，深受人们的青睐。
生产实践也证明了，它在实现外业测量，数据采集处理自动化方面有明显优势。
在平面控制测量、施工放样、大比例尺数字测图等领域，大大提高了观测精度，更加减轻了外业工作量。
下面通过近十年来的施工经验谈些看法。
二全站仪的特点(1) 整体式的测量功能。
角度测量和距离测量同时进行。
水平角左角和右角测量模式可以互换，竖直角测量有百分度模式。
距离测量有连续测量模式、单次N次测量模式、粗测模式、跟踪测量等模式。
(2) 程序模式功能。
仪器内存储存了各种程序模式，能进行三维坐标测量、导线测量、后方交会测量、放样测量.悬高测量、对边测量、面积测量、角度重复测量，等等。
(3) 存储管理模式和数据通讯模式。
全站仪有大容量内存和输人/输出接口，可以进行各种数据文件的存储和输入/输出，可以外接数据采集器，并与计算机进行数据通信。
(4) 测量精度高。
仪器内部设置了大气改正(气压、温度)和棱镜常数值。
在距离观测时，已顾及到大气折光和地球曲率改正。
仪器内设双轴补偿器，提高了角度测量精度。
全站仪因厂家不同，功能特点有所差异，但都大同小异，稍加熟悉就能掌握它的特点，就能发挥其功能。
三全站仪在自由设站中的应用用全站仪A,B两已知点间加密P点的使用方法(后方交会法)。
此法比较适用于在导线点不能直接观测到的点，须反复转点又不常用的地方（如：基坑内测定结构物平面位置等）。
1 自由设站原理如图1 ,A ,B两点间可以不通视，但要确保A,B两点具有足够的精度，且Dp<1km为宜。
为得到P的坐标按传统的方法可以在P点设置仪器，在A,B两点架设棱镜，通过观测角度和边长Da及Db而按无定向导线(或解三角形)的方法解得P点的坐标。
全站仪数据计算原理-详解
全站仪数据计算原理详解一、名称解释1.当增加测站点时，以选项卡方式表示.2.控制桩部分1)控制桩名：该桩数据必须为指定,并已经测绘完毕.（在导入该数据前，控制桩已经导入在了系统中。
2)累距：控制桩位置累距，计算参之一（即测站点位置的累距）3)高程:控制桩位置地面高程，计算参数之一(即测站点位置的地面高程）4)垂直角：两个选项“向上为0度”，常用即默认值，“向下为0度”，不常用，通过用户选择指定。
(配置参数）3.测量方法1)实测法：采用水平角、垂直角、斜距、棱镜高的方式测量，即上边的界面。
（首先实现)2)相对法：采用已知桩、平距、偏距、高差的方式测量。
暂时改选项设置成灰色,不能选择，暂时不作。
4.测站部分1)测站：测站点名称描述，无特殊含义。
2)仪器高：观察镜中点对地面距离，计算参数之一。
3)左转角度：不详,但对计算暂时无影响,不予考虑。
4)右转角度：不详,但对计算暂时无影响，不予考虑。
5.立尺部分1)立尺处名称：测量点号2)水平角：测量仪器相对线路方向，水平旋转角度，计算参数之一3)垂直角:观测点与被观测点连线，以观测点为顶点，向上方向为0°所形成的角度,计算参数之一.一般为度分秒格式。
4)斜距：观测点到被观测距离，计算参数之一。
5)棱镜高：被观测物的第一点参照物，计算参数之一6)悬空点垂直角：观测点与被观测点连线，以观测点为顶点,向上方向为0°所形成的角度，计算参数之一。
一般为度分秒格式。
6.需要输出计算结果1)点号:即立尺处名称2)累距：L累距=L控制桩累距+ L斜距*cos（90—θ垂直角）＊cos(180-α水平角)3)偏距：L偏距=L平距*sin（180-α水平角）4)高程：Z被测点地面高程=Z控制桩高程+ L斜距＊sin（90-θ垂直角）+H仪器—H棱镜5)高度：H被测点高度= L斜距*sin（90-θ悬空点垂直角）- L斜距＊sin（90-θ垂直角)+H棱镜7.需要输出计算过程1)L偏距=L平距＊sin(180-α水平角）2)L投影平距=L平距＊cos(180-α水平角）3)L平距=L斜距＊cos（90—θ垂直角）4)L累距=L控制桩累距+L投影平距5)ΔH1起算高差= L斜距*sin（90—θ垂直角）6)Z被测点地面高程=Z控制桩高程+ΔH1起算高差+H仪器-H棱镜6)ΔH2起算高差= L斜距＊sin（90—θ悬空点垂直角）7)H被测点高度=ΔH2起算高差—ΔH1起算高差+H棱镜8)Z被测悬点高程= Z被测点地面高程+H被测点高度（图一）俯视图（平面投影图)（图二）正视图（侧面投影）-观测棱镜（图三)正视图（侧面投影)—观测目标物。
全站仪各方面应用的原理、操作及计算，看这篇就对了！
全站仪各方面应用的原理、操作及计算，看这篇就对了！工程施工管理公众号来源：豆丁施工全站仪是什么？全站仪，即全站型电子速测仪。
它是随着计算机和电子测距技术的发展，近代电子科技与光学经纬仪结合的新一代既能测角又能测距的仪器，它是在电子经纬仪的基础上增加了电子测距的功能，使得仪器不仅能够测角，而且也能测距，并且测量的距离长、时间短、精度高。
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单元等组成的三维坐标测量系统，测量结果能自动显示，并能与外围设备交换信息的多功能测量仪器。
由于全站型电子速测仪较完善地实现了测量和处理过程的电子化和一体化，所以人们也通常称之为全站型电子速测仪或称全站仪。
全站仪能做什么？全站仪简单地说就是水准仪、经纬仪、测距仪及测量软件功能的结合。
可以测目标高度；测目标夹角和高度角；测距离；可以按仪器设计的功能计算全站仪的硬件功能1、电子测角，数字显示2、电子测距，数字显示3、自动计算，数字显示4、自带存储空间用于存入全站仪的机载程序和测量数据。
全站仪的用途及工作原理主要用途：测距、测角。
可以代替经纬仪，但不能代替水准仪。
2秒全站仪测角精度与2秒的经纬仪完全相同，而高差测量是通过垂直角和水平距离计算出来的，对于高精度的水准来说，全站仪的精度不够，但可以用限制距离的测量方式代替低等级的水准测量。
全站仪测角部分采用“角度度盘+角度传感器”获得角度的数字化数据，测距部分与光电测距仪完全相同，而且大多采用电磁波测相技术实现的。
全站仪常见机载应用程序种类：坐标放样坐标测量边角放样对边测量悬高测量直线放样面积测量后方交会高程传递相对直线坐标坐标正反算相对直线放样线路放样断面测量地形测量全站仪必备的硬件功能读数头测角：提供水平角（HAR）和竖直角(VA)测距头测距：提供水平距离(HD)和高差(VD)全站仪的两种测距方式1、红外测距2、激光测距全站仪的两种测角方式1、光栅增量式测角2、绝对编码式测角苏州一光全站仪型号全站仪的应用角度距离计算坐标公式全站仪的距离计算设置测站定向后，全站仪可以为我们提供些什么数据？1、距离数据测站点到目标点的平距参与坐标计算测站点到目标点的高差用于计算坐标点的高程（H）2、方位角数据测站点到目标点的方位角，用于计算目标点的平面坐标。
全站仪自由设站法精度探讨_程效军
收稿日期:2008210210第一作者简介:程效军(1964—),男,教授,工学博士,博士生导师。
全站仪自由设站法精度探讨程效军1,2 缪 盾1(11同济大学测量与国土信息工程系,上海 200092;21现代工程测量国家测绘局重点实验室,上海 200092)D iscussi on on Accuracy of L i beral St ati on M ethod with Tot al St ati on Machi n eCheng Xiaojun M iao Dun 摘 要 在工程测量中经常采用全站仪自由设站法,但该方法究竟能达到什么精度是困扰使用者的一个问题。
在介绍了全站仪自由设站方法的基础上,推导了该方法能达到的精度。
通过实测数据分析在不同交会图形和仪器精度下,设站点位精度的变化规律,以及精度随控制点数目增加而变化的情况,得出了该方法最合适的交会角范围和控制点数目等结论。
关键词 全站仪 自由设站 设站点位精度 传统的交会法主要有测角前方交会、侧方交会、后方交会,自测距仪问世以来,又增加了边角交会。
随着全站仪在测量中的广泛应用,边角交会也得到了更大的发展。
全站仪的精确、高效、灵活,加上自由设站的特点可以解决测量中出现的各种问题。
如在工程施工中,由于施工过程中车辆等移动设备、临时堆积材料等阻碍视线,常常不能从控制点直接测定所需要的点位,全站仪自由设站法可以方便、快速地测定临时控制点的坐标,再从临时控制点测定各种点位,可以大幅度提高实际工作的效率[1,2]。
全站仪边角后方交会又称为全站仪自由设站法。
这种交会法的原理是:在待定点安置全站仪,测出待定点到已知控制点之间的距离和角度,根据方向观测值和边长观测值建立方向误差方程式与边长误差方程式,然后按最小二乘原理计算待定点的坐标[3]。
自由设站的点位精度有两个方面的影响因素:一是交会角的变化对设站点精度的影响;二是控制点数目对设站点精度的影响。
自由设站法测站点位选取方便,既克服了后方交会危险圆问题,又弥补了测边交会的不足。
全站仪设站原理
全站仪设站原理嘿，朋友们！今天咱来聊聊全站仪设站原理，这可真是个有趣又超级重要的事儿呢！你想想看，全站仪就像是我们测量的好伙伴，要让它好好工作，设站可不能马虎呀！全站仪设站，就好比给这个厉害的家伙找一个最合适的位置，让它能把周围的情况看得清清楚楚、明明白白。
全站仪设站，首先得找一个相对稳定的地方。
这就好比你要搭积木，总得找个平稳的桌面吧，不然积木不就倒啦？然后呢，要精确地调整它的各种参数，让它能准确地捕捉到数据。
这就好像给相机调焦距，调好了才能拍出清晰好看的照片呀！咱说全站仪设站就像是给一个小机器人安家一样。
你得给它找个舒服的地方待着，还得告诉它要怎么观察周围的世界。
如果设站没设好，那不就像小机器人迷迷糊糊的，不知道该干啥啦？设站的时候，角度、距离这些都得考虑周全。
这可不是随随便便就能搞定的事儿，得认真对待！就像你走路去一个地方，得知道走多远、往哪个方向走，不然不就走丢啦？全站仪也是一样呀，它得知道自己该瞄准哪里，该测多远。
而且哦，全站仪设站还得考虑周围的环境呢！不能有太多的干扰，比如说强烈的光线啦，或者是有很多障碍物挡着。
这就好像你看电视，要是有很多人在你面前晃来晃去，你不就看不清电视啦？全站仪也怕这些干扰呀！设站完成后，你就会觉得特别有成就感。
就好像你搭好了一个超级复杂的模型，或者是完成了一幅很棒的画作。
这时候你再让全站仪去工作，它就能给你提供准确又可靠的数据啦！总之呢，全站仪设站原理虽然有点复杂，但只要咱认真对待，一步一步来，肯定能把这个小机器人安顿好，让它乖乖地为我们工作。
这可不是开玩笑的事儿呀，这关系到我们测量的准确性和可靠性呢！大家可别小瞧了它哦！所以呀，一定要好好掌握全站仪设站原理，让我们的测量工作更上一层楼！。
自由架站
1、原理原理如图1所示。
途中XOY 为施工坐标系，A 为控制点，P 为自由设站时的测站点，X ’PY ’是以P 点位远点，以仪器度盘零方向为X ’轴的局部坐标系，α0为X 与X ’方向的夹角。
当在P 点上观测到A 点的距离和水平方向之后，即可得出在X ’P Y ’坐标系中的局部坐标X ’A =S a ×cos αA (1)Y ’A=S a×sin αA式(1)中S a 为PA 的水平距离，αA 为水平方向dushu 。
利用坐标转换原理：X A = X p + Kcos α0 ×X A －Ksin α0 ×Y A (2)Y A= Y p+ Kcos α0×X A－Kcos α0×Y A式(2)中，K 为局部坐标系之边长缩放系数，令C=Kcos α0，d= Ksin α0 代入式(2)得：X A = X p +C X ’A －d Y ’A (3)Y A = Y p +d X ’A +C Y ’A式(3)中，X A ，Y A ，X ’A ，Y ’A 均为已知，而X p ，Y p ，C ，d 均为未知数，为了求出上述四个未知数，必须有2组上述方程组，即必须观测该店到2个控制点的距离和方向。
2、自由设站点P 的坐标计算当观测了2个以上的控制点时，便存在多余观测，这时可按间接平差原理，在[pyy]=min 的条件下，解出X p ，Y p ，C ，d ，即｛ ｛ ｛C=[yy ’]+[xx ’]−1n ([x ][x ’]+[y ][y ’])[yy ’]+[xx ’]−1n([x ’][x ’]+[y ’][y ’])d=[xy ’]−[xy ’]−1n ([y ][x ’]−[x ][y ’])[x ’x ’]+[y ’y ’]−1n([x ’][x ’]−[y ’][y ’])X p =[x ]n- c ×[x ’]n+ d ×[y ’]nY p =[y ]n- c ×[y ’]n- d ×[x ’]n利用该法测定测站点P 的坐标时，必须观测2个控制点，为提高测站点的精度，观测的控制点个数应多于2个。
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全站仪自由设站法的
解算原理
全站仪自由设站法的解算原理
电子全站仪是具有测角、测距、数据运算和存储功能于一体的测绘仪器, 它的出现给传统测量模式带来革命性地改进, 在节省人力、时间方面的效益非常显著, 以前5、6 个人几天时间才完成的测量工作, 到现在也许只需两个人几个小时就可完成。
基于全站仪的极坐标测量放样方法, 在现场需进行多次多个步骤的繁杂数据计算, 依靠人工是无法胜任的,CASIO 系列可编程计算器可很好地解决上述问题, 它具有机身轻便小巧、功能强大、价格低廉的特点, 在工程运算方面得到广泛应用, 它与全站仪配合使用, 可很好弥补全站仪在软件方面的不足, 是当今的主流配置。
好的仪器设备, 还需人的科学合理操作运用, 才可能发挥它内在的最大功用, 从而减轻人类劳动强度和提高工作率。
由于自身工作的需要, 笔者编写有多个工作相关的测量程序, 其中的基于两边一角的自由设站法及其相应CASIO 编程计算器的交会坐标计算程式, 该方法通用性强、效率高, 程式简洁、易于理解, 值得推广应用。
自由设站法即根据测区的现场条件和测设任务, 利用全站仪测距、测角的功能, 选择最有利于工作开展的地点架设仪器, 通过对有限已知点地观测, 获取必要的计算参数, 进而解算测站坐标, 达到“一站到位”的工作效果, 大大提高设站的灵活性和便捷性。
依据已知的两个控制点,
解算一个中间加密点坐标, 是自由设站法最典型的解算条件。
一、自由设站法解算思路两头有已知点, 待求一个中间点, 其实是无连接角附合导线的特例, 无连接角附合导线的
坐标计算思路完全适用于它, 只需测得两条导线的边长和它们之间的夹角就可算得测站坐标。
如图1 所示, AB为已
知控制点, P为为仪器架设点,观测得PA、PB 导线边长
D1、D2及夹角β, 设导线从A点出发, 经P 点符合到B 点, 计算过程如下。
( 一) 计算各导线边的假定方位角。
( 六) 计算点位误差理论上从A、B 两点起算至中间P 点的坐标值应相等, 因测量误差的存在, 两者并不相等, 坐标误差值等于两者之差( 几何意义见图2) :( 七) 计算P 点坐标K 值应符合相应测设等级精度的要求, 否则应查明超限的原因。
K≤K 容时, P 点坐标按简易平差计算, 即取两者的平均值作为计算结果:( 八) 点位精度分析根据两边一角后交点位中误差公式推证:1.点位精度与测边长短和交角大小有关, 交会角β在30°- 150°范围内其点位误差值变化不甚显著, 以β 接近90°的点
位精度最佳。
2.待定点的精度对称于已知边的中垂线, 相对
地说, 当交会角为定值时, 点位沿等角圆弧移动偏离中垂线
远的点则其精度要优于中垂线上的点, 位于垂线上的点位误差最大。
3.当两测边中有一边短于已知边且为定值时, 其点
位精度, 随交会角度变小而降低, 反之则高。
经实践证明, 只要AB 导线精度符合使用要求, 中间加密点的误差值也在容
许范围之内, 按简易平差计算P 点坐标可达到一般测量放样要求的精度。
二、测站坐标计算程式为便于现场测量数据的快速处理, 把上述计算过程编写成卡西欧fx- 4850P 计算器程式( 因计算器变量地限制, 在程式里所采用的变量符号与上述推导公式略有不同) , 程式清单如下：程式运行步骤( 符号意义见图3)三、应用延伸与实例在某些工作场合, 因客观原因不易得到场区控制网中的平面控制点, 或为了测量数据计算、采集的方便, 可直接以建筑物主轴线建立施工坐标系, 选取能辨识其施工坐标的两个特征点, 通过两点交会法解算得测站坐标, 完成建站工作。
广西桂西某二级公路
K9+840—K10+060 挖方段, 边坡高度在8- 12m 之间, 设计边坡率1: 0.75, 在路基成型后受持续强降雨影响, 公路水毁严重, 该段边坡出现大面积滑塌。
施工单位立即组织人员和机械设备投入到塌方清理工作中, 因属自然灾害的影响造成额外工作量地增加, 业主同意对该部分工程量进行计量, 公路土石方数量按平均断面法计算。
在清理完毕后进行现场收方时, 基于两点因素考虑采用路线两点交会建站坐标的方法:( 1) 原布设在该段公路附近的导线点已被损毁, 从其它点引测过来需较长时间;( 2) 路基已成型, 有可利用的标识点, 以此建立坐标系满足横断面测量的要求。
具体做法是: 建立以路线桩号为X 值, 路线偏距为Y 值( 左-右+) 的施工坐标系, 第一基点取有点位标识的K9+820 中桩, 坐标设为( 9820, 0) ;
第二基点取K10+080 左侧边沟边缘点( 距中6m) , 坐标设为( 10080, - 6) ; 交会结果显示总闭合差△R=0.076m,此值相对来说比较大, 估计是因为第二点边沟放置有较大的随意性产生的, 但此误差值对横断面测量来说是在容许的范围之内, 可以使用; 测站Z 坐标通过引测附近的高程点而得, 这样就建立了测站坐标与施工坐标统一的对应关系, 测点的三维坐标对应于实际的桩号、偏距和高程, 这正是横断面测量需要采集的数据, 不需要象常规方法经过繁琐的换算, 数据显示直观明了, 方便参与各方人员及时核对与记录, 本方法和测量数据得到监理、业主的认可。
四、结束语通过对两已知点边长和角度地观测, 巧妙利用无连接角附合导线的计算思路, 采用简易平差计算测站坐标, 为全站仪自由设站找到解决方案, 点位精度可满足一般工程放样的要求。
自由设站法为广大测量工作者带来全新的工作体验,在施工测量中具有很强的实用性和推广应用价值。