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全站仪知识

时间:2019/3/13 8:35:01   作者:aaaaaa

   全站仪,即全站型电子测距仪(Electronic Total Station),是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器,是集水平角、垂直角、距离(斜距、平距)、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。与光学经纬仪比较电子经纬仪将光学度盘换为光电扫描度盘,将人工光学测微读数代之以自动记录和显示读数,使测角操作简单化,且可避免读数误差的产生。因其一次安置仪器就可完成该测站上全部测量工作,所以称之为全站仪。广泛用于地上大型建筑和地下隧道施工等精密工程测量或变形监测领域。
  
  全站仪与光学经纬仪区别在于度盘读数及显示系统,光学经纬仪的水平度盘和竖直度盘及其读数装置是分别采用(编码盘)或两个相同的光栅度盘和读数传感器进行角度测量的。根据测角精度可分为0.5″,1″,2″,3″,5″,7″等几个等级。
  
  简史
  
  全站仪是全站型电子速测仪的简称,是电子经纬仪、光电测距仪及微处理器相结合的光电仪器。目前好上全站仪的品牌主要有徕卡、拓普康、尼康、南方、索佳等。
  
  全站仪是人们在角度测量自动化的过程中应运而生的,各类电子经纬仪在各种测绘作业中起着巨大的作用。
  
  全站仪的发展经历了从组合式即光电测距仪与光学经纬仪组合,或光电测距仪与电子经纬仪组合,到整体式即将光电测距仪的光波发射接收系统的光轴和经纬仪的视准轴组合为同轴的整体式全站仪等几个阶段。
  
  最初速测仪的距离测量是通过光学方法来实现的,我们称这种速测仪为“光学速测仪”。实际上,“光学速测仪”就是指带有视距丝的经纬仪,被测点的平面位置由方向测量及光学视距来确定,而高程则是用三角测量方法来确定的。
  
  带有“视距丝”的光学速测仪,由于其快速、简易,而在短距离(100米以内)、低精度 (1/200、1/500)的测量中,如碎部点测定中,有其优势,得到了广泛的应用。
  
  随着电子测距技术的出现,大大地推动了速测仪的发展。用电磁波测距仪代替光学视距经纬仪,使得测程更大、测量时间更短、精度更高。人们将距离由电磁波测距仪测定的速测仪笼统地称之为“电子速测仪”(Electronic Tachymeter)。然而,随着电子测角技术的出现。这一“电子速测仪”的概念又相应地发生了变化,根据测角方法的不同分为半站型电子速测仪和全站型电子速测仪。半站型电子速测仪是指用光学方法测角的电子速测仪,也有称之为“测距经纬仪”。这种速测仪出现较早,并且进行了不断的改进,可将光学角度读数通过键盘输入到测距仪,对斜距进行化算,好得出平距、高差、方向角和坐标差,这些结果都可自动地传输到外部存储器中。全站型电子速测仪则是由电子测角、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,并能与好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简称全站仪。
  
  使用方法
  
  全站仪具有角度测量、距离(斜距、平距、高差)测量、三维坐标测量、导线测量、交会定点测量和放样测量等多种用途。内置专用软件后,功能还可进一步拓展。
  
  全站仪的基本操作与使用方法 :
  
  水平角测量
  
  (1)按角度测量键,使全站仪处于角度测量模式,照准好个目标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。
  
  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。
  
  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。
  
  数据通讯
  
  全站仪的数据通讯是指全站仪与电子计算机之间进行的双向数据交换。全站仪与计算机之间的数据通讯的方式主要有两种,一种是利用全站仪配置的PCMCIA(personal computer memory card internation association,个人计算机存储卡国际协会,简称PC卡,也称存储卡)卡进行数字通讯,特点是通用性强,各种电子产品间均可互换使用;另一种是利用全站仪的通讯接口,通过电缆进行数据传输。
  
  区分方法
  
  全站仪盘左盘右
  
  全站仪仪器的盘左和盘右,实际上沿用老式光学经纬仪的称谓。是根据竖盘相对观测人员所处的位置而言的,观测时当竖盘在观测人员的左侧时称为盘左,反之称为盘右。相对盘左和盘右而言也有称为正镜和倒镜,以及F1(FACE1)面和F2(FACE2)面的。
  
  对于测量来讲,若正、反(盘左、盘右)测量后,通过测量方法有可消除某些人为误差以及固定误差的作用。对于可定义盘左和盘右称谓的仪器而言,给用户增加了应用仪器的可选操作界面,对测量作业和测量结果没有影响。
  
  另外,对于靠角度确认盘左和盘右可能存在某些错觉,例如某些连接陀螺仪的全站仪或者经纬仪,在确定盘左和盘右时显示的不一定是对应。就是说相对好度角度数值而已往小向转不一定是盘左。反正,用户记住两者的差值即可。仪器也是自动求算的,对工程测量结果没有影响。
  
  气泡校正
  
  全站仪整平以及气泡校正正确调平仪器的方法:
  
  (1)架设:将仪器架设到稳固的三脚架上,旋紧中心螺旋。
  
  (2)粗平:看圆气泡(精度相对较低,一般为1分),分别旋转仪器的3个脚螺旋将仪器大致整平。
  
  (3)精平:使仪器照准部上的管状水准器(或者称长气泡管)平行于任意一对脚螺旋,旋转两脚螺旋使气泡居中(好采用左拇指法,即左右手同时转动两个脚螺旋,并且两拇指移动方向相向,左手大拇指方向与气泡管气泡移动方向相同。);然后,将照准部旋转90°,旋转另外一个脚螺旋使长气泡管气泡居中。
  
  (4)检验:将仪器照准部再旋转90°,若长气泡管气泡仍居中,表示已经整平;若有偏差,请重复步骤(3)。正常情况下重复1~2次就会好了。
  
  气泡是否有问题的检验:
  
  精平同时进行检验:使仪器照准部上的管状水准器(或者称长气泡管)平行于任意一对脚螺旋,旋转两脚螺旋使气泡居中;然后,将照准部旋转好°,此时若气泡仍然居中,则管状水准器轴垂直于竖轴(长气泡管没有问题)。如气泡不居中,就需要校正。
  
  校正方法:
  
  (A)按照检验的步骤进行到第(3)步,确定偏差量即气泡偏离中间的差量。
  
  (B)用改针调整长气泡管的校正螺钉,使气泡返回偏差量的1/4。若前面的差量无法好知道,这里可大概改正;然后重复检验步骤的第(3)步骤。
  
  (C)重复前面步骤,一般重复1~2次即可调好。调好后,再按照整平步骤进行仪器整平。
  
  这里提及一下,在长气泡管调整后好再确认一下圆气泡,若有偏差也调一下。
  
  补充:气泡管气泡为什么会出现偏差?
  
  原因:
  
  (1)圆气泡管一般由3个螺钉固定,内部有一个波形弹簧。若3个螺钉受力不均匀时,当仪器在车辆运输过程中受颠簸就会引起受力小的螺钉松动,好引起偏差,或者长时间使用造成螺钉松动。
  
  (2)长气泡管一般是一端固定,另外一端可调(校正螺钉)。可调端下面有弹簧,固定端里面应该有凸形内垫圈。无论是生产装配还是维修校正,若在长气泡管调整时没有注意校正螺钉的螺纹间距,使螺钉受力不均衡,在仪器受大的颠簸后螺钉会稍微旋转、引起气泡偏差。

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