全站仪原理与应用
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+ 补偿器的作用就是通过检测仪器垂直轴倾斜在x轴和 y轴上的分量信息，自动地对测量值进行改正，从而 提高采集数据的精度。
2.补偿器的工作原理
+ 补偿器是全站仪的一个重要部分。按工作 原理可划分为摆式补偿器和液体补偿器； 按补偿范围可划分为单轴补偿器、双轴补 偿器和三轴补偿器。
（1）单轴补偿器 在电子经纬仪上一般采用单轴补偿，它只能自 动改正由于竖轴倾斜误差对竖直度盘读数的影 响。
1.光电测距仪的基本原理
如图1所示，光电测距仪是通过测量光波在待测
距离D上往、返传播一次所需要的时间t2D，依式 （1）来计算待测距离D。
尖脉冲光波
反光棱镜
正弦光波
光电测距仪 发射镜
接收镜
B
A D
图1 光电测距原理图
D
1 2
ct 2 D
+ 式中， c为光在真空中的传播速度即
c=299792458 m/s±1.2 m/s。
频率的尖脉冲，通过测量发射的尖脉冲在待测
距离上往返传播的时间来计算距离，如图2所
示。在尖脉冲光波离开测距仪发射镜的瞬间，
触发打开电子门，此时，时钟脉冲进入电子门
填充，计数器开始计数。在仪器接收镜接收到
由棱镜反射回来的尖脉冲光波的瞬间，关闭电
子门，计数器停止计数。设时钟脉冲的振荡频
率为f0，周期为T0=1 / f0，计数器计得的时钟脉
（2）双轴补偿只能改正由于垂直轴倾斜误差对垂直度 盘和水平度盘读数的影响。当照准部水平方向固定， 上下转动望远镜时水平角度读数会发生变化。
（3）全站仪补偿器的补偿功能提供了3种选择模式， 即【双轴】、【单轴】、【关】。选择【单轴】即 只对垂直度盘读数进行；选择【双轴】即对水平和 垂直度盘读均进行补偿；选择【关】即补偿功能不 起作用。
（4）当测站点有振动或风力较大及要求精度 不高时，应关闭仪器的补偿功能。这样既可 以节电又可以避免误补偿。
（5）全站仪的补偿范围一般为±3′，整平度超 过此范围时补偿器不起作用。当天顶距或天 底距接近2°范围内，电子补偿器也不起作用。
（6）放样一条水平直线时，应采用旋转照准 部180°的方法测设，而不能简单地纵转望远 镜；如放样一条铅直线时，应使用水平微动 螺旋，使其水平角度显示的读数完全一致方 可。
+ 平面和高程控制可同时进行，用全站仪三 角高程测量完全可以代替四等水准测量。
2.地形测量
+ 在地形测量过程中，使用全站仪的程序测 量功能进行三维坐标测量、侧方测量、后 方交会等，不但操作简单，而且速度快、 精度高；并可将控制测量和碎部点测量同 时进行；通过传输设备可将全站仪与计算 机、绘图仪相连形成内外业一体化的测绘 系统，从而大大提高地形图测绘的质量和 效率。
3.工程放样
+ 使用全站仪放样测量功能可将设计好的建 （构）筑物，道路、管线等设施的位置， 按图纸要求快速、准确地测设到施工现场 的实地，作为施工的依据；特别是一些造 型复杂、要求高、规模大的建（构）筑程中的应用
+ 全站仪与传统的测量仪器相比，具有操作 方便、功能强、精度高、速度快等特点。 其应用范围已不仅局限于测绘工程、建筑 工程、水利工程、交通与道路工程、地籍 与房地产测量，而且在大型工业生产设备 与构件安装和调试、大桥、水坝的变形观 测、地质灾害监测及体育竞技等领域中都 得到了广泛应用。全站仪的应用可归纳为 以下几个方面。
（2）双轴补偿器 双轴补偿器是当仪器竖轴倾斜时，它只能自动 改正由于竖轴倾斜误差对竖直度盘和水平度盘 读数的影响。目前，绝大部分具有双轴补偿的 仪器均采用液体补偿器。
（3）三轴补偿器 三轴补偿器不仅能自动补偿竖轴倾斜误差引起 的竖直度盘和水平度盘的读数误差，而且还能 补偿由于横轴倾斜误差和视准轴误差引起的水 平度盘读数的影响。
3.在使用全站仪补偿器的补偿功能时应注意
（1）在使用全站仪时，当水平方向制动螺旋制动，垂 直方向转动望远镜时，水平度盘读数会不断地变化， 这正是全站仪自动补偿改正的结果。 单轴补偿只能对垂直度盘读数进行改正，没有改正 水平度盘读数的功能。即照准部水平方向固定，上 下转动望远镜时水平角度读数不会变化。
三．全站仪的补偿器原理
+ 全站仪补偿器是测量仪器由光学型转向光 电型后出现的一种全新的误差改正器件， 用传统的光学经纬仪的思路来理解全站仪 是不对的，只有对补偿器的基本原理有了 一定的认识，才能在实践中更好地使用全 站仪，以便提高测量精度和减少劳动强度。
1.补偿器的目的和作用
+ 在测量工作中，有许多方面的因素影响着测量的精 度，其中仪器的三轴误差是诸多误差源中最重要的 因素。为了减少测量误差，人们经常采用盘左、盘 右观测求平均值的方法，但这个过程比较麻烦，需 要多花费一些时间，且容易导致操作上的错误。在 许多应用工程中，测量精度的要求相对较低，如在 一般建筑施工测量中，单镜位观测就够满足精度要 求。因此，补偿器的目的就是为了减少仪器的三轴 误差对观测数据的影响。
+ 但测量工作都是在大气中进行的，这就要求 我们在光电测距作业中，必须实时测定现场 的大气温度和气压，并对所测距离施加气象 改正。
+ 根据测量光波在待测距离D上往、返一次传播 时间t2D方法的不同，光电测距仪可分为脉冲 式和相位式两种。
2.脉冲式光电测距仪
+ 脉冲式光电测距仪是将发射的光波调制成一定
1.控制测量
+ 在控制测量中，使用全站仪的基本测量功 能全站仪导线，特别适用于带状地形和隐 蔽地区，如线路控制测量和城市控制测量； 布设导线网和边角网十分灵活，观测方便， 精度高；特别是与GPS全球定位系统配合， 布网形式更灵活，观测更方便，精度更可 靠。但需按相应的等级测量要求进行观测 和计算，不能使用坐标测量功能。
冲个数为q，则
t2D qT0
q f0
接 收 尖 脉 冲 光 波 关 闭 电 子 门
发 射 尖 脉 冲 光 波 打 开 电 子 门
tD
时 钟 脉 冲
T
图2 脉冲测距原理图
3.相位式光电测距仪
+ 相位式光电测距仪是将发射光波调制成正 弦波的形式，通过测量连续的调制信号在 待测距离上往返传播的相位变化来间接测 定传播时间，从而求得被测距离
2.补偿器的工作原理
+ 补偿器是全站仪的一个重要部分。按工作 原理可划分为摆式补偿器和液体补偿器； 按补偿范围可划分为单轴补偿器、双轴补 偿器和三轴补偿器。
（1）单轴补偿器 在电子经纬仪上一般采用单轴补偿，它只能自 动改正由于竖轴倾斜误差对竖直度盘读数的影 响。
1.光电测距仪的基本原理
如图1所示，光电测距仪是通过测量光波在待测
距离D上往、返传播一次所需要的时间t2D，依式 （1）来计算待测距离D。
尖脉冲光波
反光棱镜
正弦光波
光电测距仪 发射镜
接收镜
B
A D
图1 光电测距原理图
D
1 2
ct 2 D
+ 式中， c为光在真空中的传播速度即
c=299792458 m/s±1.2 m/s。
频率的尖脉冲，通过测量发射的尖脉冲在待测
距离上往返传播的时间来计算距离，如图2所
示。在尖脉冲光波离开测距仪发射镜的瞬间，
触发打开电子门，此时，时钟脉冲进入电子门
填充，计数器开始计数。在仪器接收镜接收到
由棱镜反射回来的尖脉冲光波的瞬间，关闭电
子门，计数器停止计数。设时钟脉冲的振荡频
率为f0，周期为T0=1 / f0，计数器计得的时钟脉
（2）双轴补偿只能改正由于垂直轴倾斜误差对垂直度 盘和水平度盘读数的影响。当照准部水平方向固定， 上下转动望远镜时水平角度读数会发生变化。
（3）全站仪补偿器的补偿功能提供了3种选择模式， 即【双轴】、【单轴】、【关】。选择【单轴】即 只对垂直度盘读数进行；选择【双轴】即对水平和 垂直度盘读均进行补偿；选择【关】即补偿功能不 起作用。
（4）当测站点有振动或风力较大及要求精度 不高时，应关闭仪器的补偿功能。这样既可 以节电又可以避免误补偿。
（5）全站仪的补偿范围一般为±3′，整平度超 过此范围时补偿器不起作用。当天顶距或天 底距接近2°范围内，电子补偿器也不起作用。
（6）放样一条水平直线时，应采用旋转照准 部180°的方法测设，而不能简单地纵转望远 镜；如放样一条铅直线时，应使用水平微动 螺旋，使其水平角度显示的读数完全一致方 可。
+ 平面和高程控制可同时进行，用全站仪三 角高程测量完全可以代替四等水准测量。
2.地形测量
+ 在地形测量过程中，使用全站仪的程序测 量功能进行三维坐标测量、侧方测量、后 方交会等，不但操作简单，而且速度快、 精度高；并可将控制测量和碎部点测量同 时进行；通过传输设备可将全站仪与计算 机、绘图仪相连形成内外业一体化的测绘 系统，从而大大提高地形图测绘的质量和 效率。
3.工程放样
+ 使用全站仪放样测量功能可将设计好的建 （构）筑物，道路、管线等设施的位置， 按图纸要求快速、准确地测设到施工现场 的实地，作为施工的依据；特别是一些造 型复杂、要求高、规模大的建（构）筑程中的应用
+ 全站仪与传统的测量仪器相比，具有操作 方便、功能强、精度高、速度快等特点。 其应用范围已不仅局限于测绘工程、建筑 工程、水利工程、交通与道路工程、地籍 与房地产测量，而且在大型工业生产设备 与构件安装和调试、大桥、水坝的变形观 测、地质灾害监测及体育竞技等领域中都 得到了广泛应用。全站仪的应用可归纳为 以下几个方面。
（2）双轴补偿器 双轴补偿器是当仪器竖轴倾斜时，它只能自动 改正由于竖轴倾斜误差对竖直度盘和水平度盘 读数的影响。目前，绝大部分具有双轴补偿的 仪器均采用液体补偿器。
（3）三轴补偿器 三轴补偿器不仅能自动补偿竖轴倾斜误差引起 的竖直度盘和水平度盘的读数误差，而且还能 补偿由于横轴倾斜误差和视准轴误差引起的水 平度盘读数的影响。
3.在使用全站仪补偿器的补偿功能时应注意
（1）在使用全站仪时，当水平方向制动螺旋制动，垂 直方向转动望远镜时，水平度盘读数会不断地变化， 这正是全站仪自动补偿改正的结果。 单轴补偿只能对垂直度盘读数进行改正，没有改正 水平度盘读数的功能。即照准部水平方向固定，上 下转动望远镜时水平角度读数不会变化。
三．全站仪的补偿器原理
+ 全站仪补偿器是测量仪器由光学型转向光 电型后出现的一种全新的误差改正器件， 用传统的光学经纬仪的思路来理解全站仪 是不对的，只有对补偿器的基本原理有了 一定的认识，才能在实践中更好地使用全 站仪，以便提高测量精度和减少劳动强度。
1.补偿器的目的和作用
+ 在测量工作中，有许多方面的因素影响着测量的精 度，其中仪器的三轴误差是诸多误差源中最重要的 因素。为了减少测量误差，人们经常采用盘左、盘 右观测求平均值的方法，但这个过程比较麻烦，需 要多花费一些时间，且容易导致操作上的错误。在 许多应用工程中，测量精度的要求相对较低，如在 一般建筑施工测量中，单镜位观测就够满足精度要 求。因此，补偿器的目的就是为了减少仪器的三轴 误差对观测数据的影响。
+ 但测量工作都是在大气中进行的，这就要求 我们在光电测距作业中，必须实时测定现场 的大气温度和气压，并对所测距离施加气象 改正。
+ 根据测量光波在待测距离D上往、返一次传播 时间t2D方法的不同，光电测距仪可分为脉冲 式和相位式两种。
2.脉冲式光电测距仪
+ 脉冲式光电测距仪是将发射的光波调制成一定
1.控制测量
+ 在控制测量中，使用全站仪的基本测量功 能全站仪导线，特别适用于带状地形和隐 蔽地区，如线路控制测量和城市控制测量； 布设导线网和边角网十分灵活，观测方便， 精度高；特别是与GPS全球定位系统配合， 布网形式更灵活，观测更方便，精度更可 靠。但需按相应的等级测量要求进行观测 和计算，不能使用坐标测量功能。
冲个数为q，则
t2D qT0
q f0
接 收 尖 脉 冲 光 波 关 闭 电 子 门
发 射 尖 脉 冲 光 波 打 开 电 子 门
tD
时 钟 脉 冲
T
图2 脉冲测距原理图
3.相位式光电测距仪
+ 相位式光电测距仪是将发射光波调制成正 弦波的形式，通过测量连续的调制信号在 待测距离上往返传播的相位变化来间接测 定传播时间，从而求得被测距离