范文一:全站仪的应用
全站仪在园林施工放线中的应用
摘要:本文主要研究园林施工放线过程中存在的问题,而这些问
题就是引起园林绿化施工结果与园林设计之间存在偏差的主要原
因, 因此在园林施工过程中把传统放线与利用全站仪结合计算机辅
助设计结合起来就具有重要意义。
关键词:放线方法;施工放线;电子全站仪;园林施工
abstract: this paper mainly studies the botanical garden
construction of pay-off of the existence of the problem, and
the problem is that cause landscape construction results and
the landscape design of the deviation between the main reason,
so in the botanical garden construction process the pay-off
and using traditional tachometer combined with computer aided
design with up to have the important meaning.
keywords: pay-off methods; construction of pay-off;
electronic tachometer; garden construction
一般情况下,园林绿化施工的结果与园林设计之间总是产生很大
的偏差,然而造成这些现象的原因又是多种多样的,但引起这一偏
差的主要原因是园林施工放线过程中存在的问题产生的。园林施工
的第一道实施步骤便是施工放线,可见它对园林设计的准确物化有
着深远的影响。
1. 传统的园林施工放线方式
传统的园林施工放线一般以方格网和平板仪联合经纬仪或皮尺
(以下简称平板仪联合法)方式进行,同时在放线过程中,还参考
图纸上的现有地物进行放线。
1.1方格网放线法
首先在图纸上按照一定的尺寸画出方格网,其次在实地按一定的
比例划出实地方格(通常为10m ×10m ),最后在参照现有的地物进
行放线。
方格网法放线原本就是一种简单而粗略的估算法,它的运用一方
面与放线的操作人员的判断力有很大的关系,另一方面也受到地域
地形条件的限制,因此结果存在着一定偏差。当施工地域较大或者
地形较为复杂时,这种方法仅能作为参考,所以大多时候放线是要
依靠现有地物才可以进行的。但是对地域范围大,又缺少地物时,
这种方法就难以得到准确的数值,即便是能放出线来,其结果也是
不准确的。
然而方格网即便是在缺乏相应设备的条件下,园林施工放线工作
依然能在小范围内完成。它的优势就在于对放线设备没有过多的要
求。但是,由于它是估算型放线,所以该方法只能作为一种参考,
不能成为真正意义上的施工放线。
1.2平板仪联合法
在理论上,平板仪联合法比单纯用方格网法进行放线更为精确。
平板仪联合法的用法是用测量工具在平板仪定出目标点的方向上
定出距离,最终这个目标点的位置才可以被确定。该种方法适用于
平面园林的布局放线。但平板仪联合法放线的应用也会受到很多条
件的限制:首先是天气条件;其次是受地形限制较大,因为平板仪
放线时,要把设计图纸展在平板上。
方格网法和平板仪联合法放线在园林施工放线过程中都不能精确
地放线。那么,怎样才能做到园林施工的精确放线呢?随着gps 和
全站仪技术及计算机辅助制图科学技术的发展,使园林施工精确放
线成为可能。目前园林施工实践中gps 系统较少使用,因为其费用
昂贵,相对于gps 系统来说,全站仪不仅便宜而且能够解决实际问
题,下面介绍下全站仪(拓普康gts-311)在进行园林施工精确放
线的过程。
2. 全站仪(拓普康gts-311)在园林施工精确放线中的应用
2.1全站仪简介
全站仪是全站型电子速测仪的简称,又被称为“电子全站仪”,它
由电子经纬仪、电子记录器和光电测距仪组成的,不仅能实现自动
测角、自动计算、自动测距并且能实现自动记录的一种多功能高效
率的地面测量仪器。同时电子全站仪可以实现测绘的数字化和进行
空间数据采集与更新。
拓普康(gts-311)相关参数:测角精度:±2“/5”,绝对法测角,
无须过零检验;高速测量:精测1.2s ,粗测0.7s ,跟踪0.45s ;测
距精度:±(2mm+2×10-6.d );测程:3km/一块棱镜;可存贮8000
个观测点或16000个坐标点;装有双轴补偿器,可提供电子气泡用
于整平,并由于整平误差对水平角和竖直角观测的影响达到自动改
正的效果。
2.2全站仪的优势
其一,数据处理的快速与准确性。全站仪自身带有数据处理系统,
可以对空间数据进行快速而准确地处理。同时全站仪能根据输入点
的坐标值计算出放样点的方位角,并能显示目前镜头方向与计算方
位角的差值,只要将这个差值调为0,就定下了要放样点的方向,
由于测距和测角的精度很高,所以精确定点放线可以实现。
其二,测距的自动与快速性。将棱镜对准全站仪的镜头,全站仪
便能够自动读出实测的距离数值,并在屏幕上显示出它与自动计算
出的理论上的数据之间的差值,从而可以直接判断棱镜应向哪个方
向再移动多少距离。当屏幕上显示的距离差值为0时,表明那时棱
镜所在的位置就是要放样点的实际位置。
其三,定完一个点后,可按“下一个(next )”键按照以上两个步
骤调出下一个要放样的点,如此下去便能逐个放出其它各点。
其四,灵活方便的全站仪不仅体积小重量轻(只有4.9kg ),而且
不易受处界因素的影响(只要三角架扎稳,一般不会引起仪器的偏
移),也较少受到地形限制(除非全站仪无法看到棱镜),只要合理
保护全站仪,即使在复杂的自然条件下也可以照常工作。
其五,因为在放线过程中没有人为参与的影响,所有的计算都是
全站仪自动完成的。
3. 全站仪在园林施工放线中应用实例
某景区施工区域呈现不规则的s 形,呈东西向带状格局。其东西
向长近2000米,南北宽180~230米不等。现有地物只有小型山体。
本次绿化施工放线工作的任务是把绿化设计图上多达70多余种共
11000多棵树的种植点位呈自然式布局方式放样到现实地域中。由
于该区域地面参照物较少并紧临的大堤呈现不规则的s 形,而定位
树木数量大,种类多,况且投资单位要求要严格按照设计图纸进行
施工,因而最终决定用全站仪进行施工放线。
在运用全站仪进行施工放线前,我们作了一些必要的准备工作,
首先是对施工放线图纸上的树木按不同类别就近进行编号分类,同
类树木由于位置不同可以有不同的编号(主要以位置作为编号的参
考依据),比如把位置相近的几棵白杨编号为1,把旁边的几棵银杉
编号为2等,再在各个编号下分别标出这些个体的代号,比如:1.1,
1.2,1.3??;2.1,2.2,2.3,2.4??再从autocad 中命令“list ”
标出每个种类的树木群体中个体的x 、y 、z 坐标值,最后找到现有
地物在图纸上的对应点的坐标值(至少有两个这样的点位),之后
再编号,最后将所得的数据按照全站仪所能接受的格式转换后,用
数据线传送到全站仪中。
下一步即现场放线。用事先准备好的大量的木桩作为标记物,根
据图上编号及同一编号中树木的数量对木桩进行编号(用油漆在木
桩上写相应的号码),之后用较稳定的三角架架好仪器,准备工作
做好后,对应施工图纸上表明的点,在施工区域找到实际地物点,
一个作为站点,一个作为后视点,在站点上安放全站仪,调平仪器,
调出相应的放样程序,输入站点点号(已在查其坐标时进行编号),
再输入后视点点号(已在查其坐标时进行编号),将全站仪目镜对
准那个后视点,点选“ok ”,再调用“放样”程序,然后依次调用
各点号,按步骤的前两部的方法分别定出各个点位,拿相应点的木
桩进行标记。采用全站仪放线的方式,我们就能快速而精确地把图
纸上的设计符号变成了现实中施工区域的种植点位。
4. 结束语
从实践中,我们得到:用全站仪进行园林施工放线能最大限度地
减小园林施工的结果与园林设计的偏差,并能快速而准确的实现园
林施工放线且工作效率也得到了提高。
参考文献:
【1】郭玉廷,浅谈全站仪在园林施工放线中的应用,陕北科技报,
2011-07
【2】郑伟豪,小议园林施工放线的准确性,广东园林,2010-04
范文二:转 全站仪 全站仪的使用方法及应用
转 全站仪 全站仪的使用方法及应用
全站仪|全站仪的使用方法及应用【简介】
全站仪,即全站型电子速测仪(Electronic TotalStation)。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。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。
【原理】全站仪是一种集光、机、电为一体的新型测角仪器,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。电子经纬仪的自动记录、储存、计算功能,以及数据通讯功能,进一步提高了测量作业的自动化程度。
全站仪与光学经纬仪区别在于度盘读数及显示系统,电子经纬仪的水平度盘和竖直度盘及其读数装置是分别采用两个相同的光栅度盘(或编码盘)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″,10″等几个等级,
【简史】
全站仪是人们在角度测量自动化的过程中应用而生的,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
"(ElectronicTachymeter)。
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,最后得出平距、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简称全站仪。
20世纪八十年代末,人们根据电子测角系统和电子测距系统的发展不平衡,将全站仪分成两大类,即积木式和整体式。
20世纪九十年代以来,基本上都发展为整体式全站仪。
【分类】
全站仪采用了光电扫描测角系统,其类型主要有:编码盘测角系统、光栅盘测角系统及动态(光栅盘)测角系统等三种。
全站仪按其外观结构可分为两类:
(1)积木型(Modular,又称组合型)
早期的全站仪,大都是积木型结构,即电子速测仪、电子经纬仪、电子记录器各是一个整体,可以分离使用,也可以通过电缆或接口把它们组合起来,形成完整的全站仪。
(2)整体性(Integral)
随着电子测距仪进一步的轻巧化,现代的全站仪大都把测距,测角和记录单元在光学、机械等方面设计成一个不可分割的整体,其中测距仪的发射轴、接收轴和望远镜的视准轴为同轴结构。这对保证较大垂直角条件下的距离测量精度非常有利。
全站仪按测量功能分类,可分成四类:
(1)经典型全站仪(Classical total station)
TCRP全站仪
经典型全站仪也称为常规全站仪,它具备全站仪电子测角、电子测距和数据自动记录等基本功能,有的还可以运行厂家或用户自主开发的机载测量程序。其经典代表为徕卡公司的TC系列全站仪。
(2)机动型全站仪(Motorized total station)
在经典全站仪的基础上安装轴系步进电机,可自动驱动全站仪照准部和望远镜的旋转。在计算机的在线控制下,机动型系列全站仪可按计算机给定的方向值自动照准目标,并可实现自动正、倒镜测量。徕卡TCM系列全站仪就是典型的机动型全站仪。
(3)无合作目标性全站仪(Reflectorless total station)
无合作目标型全站仪是指在无反射棱镜的条件下,可对一般的目标直接测距的全站仪。因此,对不便安置反射棱镜的目标进行测量,无合作目标型全站仪具有明显优势。如徕卡TCR系列全站仪,无合作目标距离测程可达200m,可广泛用于地籍测量,房产测量和施工测量等。
(4)智能型全站仪(Robotic total station)
在机动化全站仪的基础上,仪器安装自动目标识别与照准的新功能,因此在自动化的进程中,全站仪进一步克服了需要人工照准目标的重大缺陷,实现了全站仪的智能化。在相关软件的控制下,智能型全站仪在无人干预的条件下
测量机可自动完成多个目标的识别、照准与测量,因此,智能型全站仪又称为"器人"典型的代表有徕卡的TCA型全站仪等。
全世界精度最高的全站仪TCA2003
全站仪按测距仪测距分类,还可以分为三类:
(1)短距离测距全站仪
测程小于3KM,一般精度为?(5mm+5ppm),主要用于普通测量和城市测量。
(2)中测程全站仪
测程为3-15km,一般精度为?(5mm+2ppm)-,?(2mm+2ppm)通常用于一般等级的控制测量。
(3)长测程全站仪
测程大于15km,一般精度为?(5mm+1ppm),通常用于国家三角网及特级导线的测量。
【结构】
全站仪几乎可以用在所有的测量领域。电子全站仪由电源部分、测角系统、测距系统、数据处理部分、通讯接口、及显示屏、键盘等组成。
同电子经纬仪、光学经纬仪相比,全站仪增加了许多特殊部件,因此而使得全站仪具有比其它测角、测距仪器更多的功能,使用也更方便。这些特殊部件构成了全站仪在结构方面独树一帜的特点。
1.同轴望远镜
全站仪的望远镜实现了视准轴、测距光波的发射、接收光轴同轴化。同轴化的基本原理是:在望远物镜与调焦透镜间设置分光棱镜系统,通过该系统实现望远镜的多功能,即既可瞄准目标,使之成像于十字丝分划板,进行角度测量。同时其测距部分的外光路系统又能使测距部分的光敏二极管发射的调制红外光在经物镜射向反光棱镜后,经同一路径反射回来,再经分光棱镜作用使回光被光电二极管接收;为测距需要在仪器内部另设一内光路系统,通过分光棱镜系统中的光导纤维将由光敏二极管发射的调制红外光传也送给光电二极管接收,进行而由内、外光路调制光的相位差间接计算光的传播时间,计算实测距离。
同轴性使得望远镜一次瞄准即可实现同时测定水平角、垂直角和斜距等全部基本测量要素的测定功能。加之全站仪强大、便捷的数据处理功能,使全站仪使用极其方便。
全站仪剖视图
2.双轴自动补偿
在仪器的检验校正中已介绍了双轴自动补偿原理,作业时若全站仪纵轴倾斜,会引起角度观测的误差,盘左、盘右观测值取中不能使之抵消。而全站仪特有的双轴(或单轴)倾斜自动补偿系统,可对纵轴的倾斜进行监测,并在度盘读数中对因纵轴倾斜造成的测角误差自动加以改正(某些全站仪纵轴最大倾斜可允许至?6′)。,也可通过将由竖轴倾斜引起的角度误差,由微处理器自动按竖轴倾斜改正计算式计算,并加入度盘读数中加以改正,使度盘显示读数为正确值,即所谓纵轴倾斜自动补偿。
双轴自动补偿的所采用的构造(现有水平,包括Topcon,Trimble):使用一水泡(该水泡不是从外部可以看到的,与检验校正中所描述的不是一个水泡)来标定绝对水平面,该水泡是中间填充液体,两端是气体。在水泡的上部两侧各放置一发光二极管,而在水泡的下部两侧各放置一光电管,用一接收发光二极管透过水泡发出的光。而后,通过运算电路比较两二极管获得的光的强度。当在初始位置,即绝对水平时,将运算值置零。当作业中全站仪器倾斜时,运算电路实时计算出光强的差值,从而换算成倾斜的位移,将此信息传达给控制系统,以决定自动补偿的值。自动补偿的方式初由微处理器计算后修正输出外,
还有一种方式即通过步进马达驱动微型丝杆,把此轴方向上的偏移进行补正,从而使轴时刻保证绝对水平。
3.键盘
键盘是全站仪在测量时输入操作指令或数据的硬件,全站型仪器的键盘和显示屏均为双面式,便于正、倒镜作业时操作。
4.存储器
全站仪存储器的作用是将实时采集的测量数据存储起来,再根据需要传送到其它设备如计算机等中,供进一步的处理或利用,全站仪的存储器有内存储器和存储卡两种。
全站仪内存储器相当于计算机的内存(RAM),存储卡是一种外存储媒体,又称PC卡,作用相当于计算机的磁盘。
5.通讯接口
全站仪可以通过BS-232C通讯接口和通讯电缆将内存中存储的数据输入计算机,或将计算机中的数据和信息经通讯电缆传输给全站仪,实现双向信息传输。
【使用】
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:
1)水平角测量
(1)按角度测量键,使全站仪处于角度测量模式,照准第一个目标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。
2)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
。实测时,可输入温度和气压仪器设置的一个标准值,此时的大气改正为0ppm
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。
3)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。
全站仪的数据通讯
全站仪的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(personalcomputer memory card internationassociation,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。
【检验】
(1)照准部水准轴应垂直于竖轴的检验和校正检验时先将仪器大致整平,转动照准部使其水准管与任意两个脚螺旋的连线平行,调整脚螺旋使气泡居中,然后将照准部旋转180度,若气泡仍然居中则说明条件满足,否则应进行校正。
校正的目的是使水准管轴垂直于竖轴.即用校正针拨动水准管一端的校正螺钉,使气泡向正中间位置退回一半.为使竖轴竖直,再用脚螺旋使气泡居中即可.此项检验与校正必须反复进行,直到满足条件为止。
(2)十字丝竖丝应垂直于横轴的检验和校正
检验时用十字丝竖丝瞄准一清晰小点,使望远镜绕横轴上下转动,如果小点始终在竖丝上移动则条件满足.否则需要进行校正.
校正时松开四个压环螺钉(装有十字丝环的目镜用压环和四个压环螺钉与望远镜筒相连接。转动目镜筒使小点始终在十字丝竖丝上移动,校好后将压环螺钉旋紧。
(3)视准轴应垂直于横轴的检验和校正选择一水平位置的目标,盘左盘右观测之,取它们的读数(顾及常数180度)即得两倍的c(c=1/2(ɑ左-ɑ右)
(4)横轴应垂直于竖轴的检验和校正选择较高墙壁近处安置仪器。以盘左位
仰角最好大于30度),放平望远镜在墙上定出一点m1。置瞄准墙壁高处一点p(
倒转望远镜,盘右再瞄准p点,又放平望远镜在墙上定出另一点m2。如果m1与m2重合,则条件满足,否则需要校正。校正时,瞄准m1、m2的中点m,固定照准部,向上转动望远镜,此时十字丝交点将不对准p点。抬高或降低横轴的一端,使十字丝的交点对准p点。此项检验也要反复进行,直到条件满足为止。以上四项检验校正,以一、三、四项最为重要,在观测期间最好经常进行。每项检验完毕后必须旋紧有关的校正螺钉。
【前景】
随着计算机技术的不断发展与应用以及用户的特殊要求与其它工业技术的应用,全站仪出现了一个新的发展时期,出现了带内存、防水型、防爆型、电脑型等等的全站仪。
目前,世界上最高精度的全站仪:测角精度(一测回方向标准偏差)0.52,测距精度1mm+1ppm。利用ATR功能,白天和黑夜(无需照明)都可以工作。全站仪已经达到令人不可致信的角度和距离测量精度,既可人工操作也可自动操作,既可远距离遥控运行也可在机载应用程序控制下使用,可使用在精密工程测量、变形监测、几乎是无容许限差的机械引导控制等应用领域。
全站仪这一最常规的测量仪器将越来越满足各项测绘工作的需求,发挥更大的作用。
范文三:全站仪全站仪的使用方法及应用【简介】
全站仪|全站仪的使用方法及应用【简介】
全站仪,即全站型电子速测仪(Electronic TotalStation)。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。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。
【原理】全站仪是一种集光、机、电为一体的新型测角仪器,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。电子经纬仪的自动记录、储存、计算功能,以及数据通讯功能,进一步提高了测量作业的自动化程度。
全站仪与光学经纬仪区别在于度盘读数及显示系统,电子经纬仪的水平度盘和竖直度盘及其读数装置是分别采用两个相同的光栅度盘(或编码盘)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″,10″等几个等级,
【简史】
全站仪是人们在角度测量自动化的过程中应用而生的,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”(ElectronicTachymeter)。
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,最后得出平距、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简称全站仪。
20世纪八十年代末,人们根据电子测角系统和电子测距系统的发展不平衡,将全站仪分成两大类,即积木式和整体式。 20世纪九十年代以来,基本上都发展为整体式全站仪。
【分类】
全站仪采用了光电扫描测角系统,其类型主要有:编码盘测角系统、光栅盘测角系统及动态(光栅盘)测角系统等三种。
全站仪按其外观结构可分为两类:
(1)积木型(Modular,又称组合型)
早期的全站仪,大都是积木型结构,即电子速测仪、电子经纬仪、电子记录器各是一个整体,可以分离使用,也可以通过电缆或接口把它们组合起来,形成完整的全站仪。
(2)整体性(Integral)
随着电子测距仪进一步的轻巧化,现代的全站仪大都把测距,测角和记录单元在光学、机械等方面设计成一个不可分割的整体,其中测距仪的发射轴、接收轴和望远镜的视准轴为同轴结构。这对保证较大垂直角条件下的距离测量精度非常有利。
全站仪按测量功能分类,可分成四类:
(1)经典型全站仪(Classical total station)
TCRP全站仪
经典型全站仪也称为常规全站仪,它具备全站仪电子测角、电子测距和数据自动记录等基本功能,有的还可以运行厂家或用户自主开发的机载测量程序。其经典代表为徕卡公司的TC系列全站仪。
(2)机动型全站仪(Motorized total station)
在经典全站仪的基础上安装轴系步进电机,可自动驱动全站仪照准部和望远镜的旋转。在计算机的在线控制下,机动型系列全站仪可按计算机给定的方向值自动照准目标,并可实现自动正、倒镜测量。徕卡TCM系列全站仪就是典型的机动型全站仪。
(3)无合作目标性全站仪(Reflectorless total station)
无合作目标型全站仪是指在无反射棱镜的条件下,可对一般的目标直接测距的全站仪。因此,对不便安置反射棱镜的目标进行测量,无合作目标型全站仪具有明显优势。如徕卡TCR系列全站仪,无合作目标距离测程可达200m,可广泛用于地籍测量,房产测量和施工测量等。
(4)智能型全站仪(Robotic total station)
在机动化全站仪的基础上,仪器安装自动目标识别与照准的新功能,因此在自动化的进程中,全站仪进一步克服了需要人工照准目标的重大缺陷,实现了全站仪的智能化。在相关软件的控制下,智能型
全站仪在无人干预的条件下可自动完成多个目标的识别、照准与测量,因此,智能型全站仪又称为“测量机器人”典型的代表有徕卡的TCA型全站仪等。
全世界精度最高的全站仪TCA2003
全站仪按测距仪测距分类,还可以分为三类:
(1)短距离测距全站仪
测程小于3KM,一般精度为±(5mm+5ppm),主要用于普通测量和城市测量。
(2)中测程全站仪
测程为3-15km,一般精度为±(5mm+2ppm)-,±(2mm+2ppm)通常用于一般等级的控制测量。
(3)长测程全站仪
测程大于15km,一般精度为±(5mm+1ppm),通常用于国家三角网及特级导线的测量。
【结构】
全站仪几乎可以用在所有的测量领域。电子全站仪由电源部分、测角系统、测距系统、数据处理部分、通讯接口、及显示屏、键盘等组成。 同电子经纬仪、光学经纬仪相比,全站仪增加了许多特殊部件,因此而使得全站仪具有比其它测角、测距仪器更多的功能,使用也更
方便。这些特殊部件构成了全站仪在结构方面独树一帜的特点。
1.同轴望远镜
全站仪的望远镜实现了视准轴、测距光波的发射、接收光轴同轴化。同轴化的基本原理是:在望远物镜与调焦透镜间设置分光棱镜系统,通过该系统实现望远镜的多功能,即既可瞄准目标,使之成像于十字丝分划板,进行角度测量。同时其测距部分的外光路系统又能使测距部分的光敏二极管发射的调制红外光在经物镜射向反光棱镜后,经同一路径反射回来,再经分光棱镜作用使回光被光电二极管接收;为测距需要在仪器内部另设一内光路系统,通过分光棱镜系统中的光导纤维将由光敏二极管发射的调制红外光传也送给光电二极管接收,进行而由内、外光路调制光的相位差间接计算光的传播时间,计算实测距离。
同轴性使得望远镜一次瞄准即可实现同时测定水平角、垂直角和斜距等全部基本测量要素的测定功能。加之全站仪强大、便捷的数据处理功能,使全站仪使用极其方便。
全站仪剖视图
2.双轴自动补偿
在仪器的检验校正中已介绍了双轴自动补偿原理,作业时若全站
仪纵轴倾斜,会引起角度观测的误差,盘左、盘右观测值取中不能使之抵消。而全站仪特有的双轴(或单轴)倾斜自动补偿系统,可对纵轴的倾斜进行监测,并在度盘读数中对因纵轴倾斜造成的测角误差自动加以改正(某些全站仪纵轴最大倾斜可允许至±6′)。,也可通过将由竖轴倾斜引起的角度误差,由微处理器自动按竖轴倾斜改正计算式计算,并加入度盘读数中加以改正,使度盘显示读数为正确值,即所谓纵轴倾斜自动补偿。
双轴自动补偿的所采用的构造(现有水平,包括Topcon,Trimble):使用一水泡(该水泡不是从外部可以看到的,与检验校正中所描述的不是一个水泡)来标定绝对水平面,该水泡是中间填充液体,两端是气体。在水泡的上部两侧各放置一发光二极管,而在水泡的下部两侧各放置一光电管,用一接收发光二极管透过水泡发出的光。而后,通过运算电路比较两二极管获得的光的强度。当在初始位置,即绝对水平时,将运算值置零。当作业中全站仪器倾斜时,运算电路实时计算出光强的差值,从而换算成倾斜的位移,将此信息传达给控制系统,以决定自动补偿的值。自动补偿的方式初由微处理器计算后修正输出外,还有一种方式即通过步进马达驱动微型丝杆,把此轴方向上的偏移进行补正,从而使轴时刻保证绝对水平。
3.键盘
键盘是全站仪在测量时输入操作指令或数据的硬件,全站型仪器的键盘和显示屏均为双面式,便于正、倒镜作业时操作。
4.存储器
全站仪存储器的作用是将实时采集的测量数据存储起来,再根据需要传送到其它设备如计算机等中,供进一步的处理或利用,全站仪的存储器有内存储器和存储卡两种。
全站仪内存储器相当于计算机的内存(RAM),存储卡是一种外存储媒体,又称PC卡,作用相当于计算机的磁盘。
5.通讯接口
全站仪可以通过BS—232C通讯接口和通讯电缆将内存中存储的数据输入计算机,或将计算机中的数据和信息经通讯电缆传输给全站仪,实现双向信息传输。
【使用】
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 :
1)水平角测量
(1)按角度测量键,使全站仪处于角度测量模式,照准第一个目标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。
2)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。
3)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。
全站仪的数据通讯
全站仪的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(personalcomputer memory card internationassociation,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。
【检验】
(1)照准部水准轴应垂直于竖轴的检验和校正检验时先将仪器大致整平,转动照准部使其水准管与任意两个脚螺旋的连线平行,调整脚螺旋使气泡居中,然后将照准部旋转180度,若气泡仍然居中则说明条件满足,否则应进行校正。
校正的目的是使水准管轴垂直于竖轴.即用校正针拨动水准管一端的校正螺钉,使气泡向正中间位置退回一半.为使竖轴竖直,再用脚螺旋使气泡居中即可.此项检验与校正必须反复进行,直到满足条件为止。
(2)十字丝竖丝应垂直于横轴的检验和校正
检验时用十字丝竖丝瞄准一清晰小点,使望远镜绕横轴上下转动,如果小点始终在竖丝上移动则条件满足.否则需要进行校正.
校正时松开四个压环螺钉(装有十字丝环的目镜用压环和四个压环螺钉与望远镜筒相连接。转动目镜筒使小点始终在十字丝竖丝上移动,校好后将压环螺钉旋紧。
(3)视准轴应垂直于横轴的检验和校正选择一水平位置的目标,盘左盘右观测之,取它们的读数(顾及常数180度)即得两倍的c(c=1/2(ɑ左-ɑ右)
(4)横轴应垂直于竖轴的检验和校正选择较高墙壁近处安置仪器。以盘左位置瞄准墙壁高处一点p(仰角最好大于30度),放平望远镜在墙上定出一点m1。倒转望远镜,盘右再瞄准p点,又放平望
远镜在墙上定出另一点m2。如果m1与m2重合,则条件满足,否则需要校正。校正时,瞄准m1、m2的中点m,固定照准部,向上转动望远镜,此时十字丝交点将不对准p点。抬高或降低横轴的一端,使十字丝的交点对准p点。此项检验也要反复进行,直到条件满足为止。以上四项检验校正,以一、三、四项最为重要,在观测期间最好经常进行。每项检验完毕后必须旋紧有关的校正螺钉。
【前景】
随着计算机技术的不断发展与应用以及用户的特殊要求与其它工业技术的应用,全站仪出现了一个新的发展时期,出现了带内存、防水型、防爆型、电脑型等等的全站仪。
目前,世界上最高精度的全站仪:测角精度(一测回方向标准偏差)0.52,测距精度1mm+1ppm。利用ATR功能,白天和黑夜(无需照明)都可以工作。全站仪已经达到令人不可致信的角度和距离测量精度,既可人工操作也可自动操作,既可远距离遥控运行也可在机载应用程序控制下使用,可使用在精密工程测量、变形监测、几乎是无容许限差的机械引导控制等应用领域。
全站仪这一最常规的测量仪器将越来越满足各项测绘工作的需
求,发挥更大的作用。
范文四:转 全站仪 全站仪 的使用方法及应用
转 全站仪 全站仪 的使用方法及应用
全站仪|全站仪的使用方法及应用【简介】
全站仪,即全站型电子速测仪(ElectronicTotalStation)。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。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。
【原理】全站仪是一种集光、机、电为一体的新型测角仪器,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。电子经纬仪的自动记录、储存、计算功能,以及数据通讯功能,进一步提高了测量作业的自动化程度。
全站仪与光学经纬仪区别在于度盘读数及显示系统,电子经纬仪的水平度盘和竖直度盘及其读数装置是分别采用两个相同的光栅度盘(或编码盘)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″,10″等几个等级,
【简史】
全站仪是人们在角度测量自动化的过程中应用而生的,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
"(ElectronicTachymeter)。
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,最后得出平距、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简称全站仪。
20世纪八十年代末,人们根据电子测角系统和电子测距系统的发展不平衡,将全站仪分成两大类,即积木式和整体式。
20世纪九十年代以来,基本上都发展为整体式全站仪。
【分类】
全站仪采用了光电扫描测角系统,其类型主要有:编码盘测角系统、光栅盘测角系统及动态(光栅盘)测角系统等三种。
全站仪按其外观结构可分为两类:
(1)积木型(Modular,又称组合型)
早期的全站仪,大都是积木型结构,即电子速测仪、电子经纬仪、电子记录器各是一个整体,可以分离使用,也可以通过电缆或接口把它们组合起来,形成完整的全站仪。
(2)整体性(Integral)
随着电子测距仪进一步的轻巧化,现代的全站仪大都把测距,测角和记录单元在光学、机械等方面设计成一个不可分割的整体,其中测距仪的发射轴、接收轴和望远镜的视准轴为同轴结构。这对保证较大垂直角条件下的距离测量精度非常有利。
全站仪按测量功能分类,可分成四类:
(1)经典型全站仪(Classicaltotalstation)
TCRP全站仪
经典型全站仪也称为常规全站仪,它具备全站仪电子测角、电子测距和数据自动记录等基本功能,有的还可以运行厂家或用户自主开发的机载测量程序。其经典代表为徕卡公司的TC系列全站仪。
(2)机动型全站仪(Motorizedtotalstation)
在经典全站仪的基础上安装轴系步进电机,可自动驱动全站仪照准部和望远镜的旋转。在计算机的在线控制下,机动型系列全站仪可按计算机给定的方向值自动照准目标,并可实现自动正、倒镜测量。徕卡TCM系列全站仪就是典型的机动型全站仪。
(3)无合作目标性全站仪(Reflectorlesstotalstation)
无合作目标型全站仪是指在无反射棱镜的条件下,可对一般的目标直接测距的全站仪。因此,对不便安置反射棱镜的目标进行测量,无合作目标型全站仪具有明显优势。如徕卡TCR系列全站仪,无合作目标距离测程可达200m,可广泛用于地籍测量,房产测量和施工测量等。
(4)智能型全站仪(Robotictotalstation)
在机动化全站仪的基础上,仪器安装自动目标识别与照准的新功能,因此在自动化的进程中,全站仪进一步克服了需要人工照准目标的重大缺陷,实现了全站仪的智能化。在相关软件的控制下,智能型全站仪在无人干预的条件下
测量机可自动完成多个目标的识别、照准与测量,因此,智能型全站仪又称为"器人"典型的代表有徕卡的TCA型全站仪等。
全世界精度最高的全站仪TCA2003
全站仪按测距仪测距分类,还可以分为三类:
(1)短距离测距全站仪
测程小于3KM,一般精度为?(5mm+5ppm),主要用于普通测量和城市测量。
(2)中测程全站仪
测程为3-15km,一般精度为?(5mm+2ppm)-,?(2mm+2ppm)通常用于一般等级的控制测量。
(3)长测程全站仪
测程大于15km,一般精度为?(5mm+1ppm),通常用于国家三角网及特级导线的测量。
【结构】
全站仪几乎可以用在所有的测量领域。电子全站仪由电源部分、测角系统、测距系统、数据处理部分、通讯接口、及显示屏、键盘等组成。
同电子经纬仪、光学经纬仪相比,全站仪增加了许多特殊部件,因此而使得全站仪具有比其它测角、测距仪器更多的功能,使用也更方便。这些特殊部件构成了全站仪在结构方面独树一帜的特点。
1.同轴望远镜
全站仪的望远镜实现了视准轴、测距光波的发射、接收光轴同轴化。同轴化的基本原理是:在望远物镜与调焦透镜间设置分光棱镜系统,通过该系统实现望远镜的多功能,即既可瞄准目标,使之成像于十字丝分划板,进行角度测量。同时其测距部分的外光路系统又能使测距部分的光敏二极管发射的调制红外光在经物镜射向反光棱镜后,经同一路径反射回来,再经分光棱镜作用使回光被
为测距需要在仪器内部另设一内光路系统,通过分光棱镜系统光电二极管接收;
中的光导纤维将由光敏二极管发射的调制红外光传也送给光电二极管接收,进行而由内、外光路调制光的相位差间接计算光的传播时间,计算实测距离。
同轴性使得望远镜一次瞄准即可实现同时测定水平角、垂直角和斜距等全部基本测量要素的测定功能。加之全站仪强大、便捷的数据处理功能,使全站仪使用极其方便。
全站仪剖视图
2.双轴自动补偿
在仪器的检验校正中已介绍了双轴自动补偿原理,作业时若全站仪纵轴倾斜,会引起角度观测的误差,盘左、盘右观测值取中不能使之抵消。而全站仪特有的双轴(或单轴)倾斜自动补偿系统,可对纵轴的倾斜进行监测,并在度盘读数中对因纵轴倾斜造成的测角误差自动加以改正(某些全站仪纵轴最大倾斜可允许至?6′)。,也可通过将由竖轴倾斜引起的角度误差,由微处理器自动按竖轴倾斜改正计算式计算,并加入度盘读数中加以改正,使度盘显示读数为正确值,即所谓纵轴倾斜自动补偿。
双轴自动补偿的所采用的构造(现有水平,包括Topcon,Trimble):使用一水泡(该水泡不是从外部可以看到的,与检验校正中所描述的不是一个水泡)来标定绝对水平面,该水泡是中间填充液体,两端是气体。在水泡的上部两侧各放置一发光二极管,而在水泡的下部两侧各放置一光电管,用一接收发光二极管透过水泡发出的光。而后,通过运算电路比较两二极管获得的光的强度。当在初始位置,即绝对水平时,将运算值置零。当作业中全站仪器倾斜时,运算电路实时计算出光强的差值,从而换算成倾斜的位移,将此信息传达给控制系统,以决定自动补偿的值。自动补偿的方式初由微处理器计算后修正输出外,还有
一种方式即通过步进马达驱动微型丝杆,把此轴方向上的偏移进行补正,从而使轴时刻保证绝对水平。
3.键盘
键盘是全站仪在测量时输入操作指令或数据的硬件,全站型仪器的键盘和显示屏均为双面式,便于正、倒镜作业时操作。
4.存储器
全站仪存储器的作用是将实时采集的测量数据存储起来,再根据需要传送到其它设备如计算机等中,供进一步的处理或利用,全站仪的存储器有内存储器和存储卡两种。
全站仪内存储器相当于计算机的内存(RAM),存储卡是一种外存储媒体,又称PC卡,作用相当于计算机的磁盘。
5.通讯接口
全站仪可以通过BS-232C通讯接口和通讯电缆将内存中存储的数据输入计算机,或将计算机中的数据和信息经通讯电缆传输给全站仪,实现双向信息传输。
【使用】
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:
1)水平角测量
(1)按角度测量键,使全站仪处于角度测量模式,照准第一个目标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。
2)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
。实测时,可输入温度和气压仪器设置的一个标准值,此时的大气改正为0ppm
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。
3)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。
全站仪的数据通讯
全站仪的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(personalcomputermemorycardinternationassociation,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。
【检验】
(1)照准部水准轴应垂直于竖轴的检验和校正检验时先将仪器大致整平,转动照准部使其水准管与任意两个脚螺旋的连线平行,调整脚螺旋使气泡居中,然后将照准部旋转180度,若气泡仍然居中则说明条件满足,否则应进行校正。
校正的目的是使水准管轴垂直于竖轴.即用校正针拨动水准管一端的校正螺钉,使气泡向正中间位置退回一半.为使竖轴竖直,再用脚螺旋使气泡居中即可.此项检验与校正必须反复进行,直到满足条件为止。
(2)十字丝竖丝应垂直于横轴的检验和校正
检验时用十字丝竖丝瞄准一清晰小点,使望远镜绕横轴上下转动,如果小点始终在竖丝上移动则条件满足.否则需要进行校正.
校正时松开四个压环螺钉(装有十字丝环的目镜用压环和四个压环螺钉与望远镜筒相连接。转动目镜筒使小点始终在十字丝竖丝上移动,校好后将压环螺钉旋紧。
(3)视准轴应垂直于横轴的检验和校正选择一水平位置的目标,盘左盘右观测之,取它们的读数(顾及常数180度)即得两倍的c(c=1/2(ɑ左-ɑ右)
(4)横轴应垂直于竖轴的检验和校正选择较高墙壁近处安置仪器。以盘左位
仰角最好大于30度),放平望远镜在墙上定出一点m1。置瞄准墙壁高处一点p(
倒转望远镜,盘右再瞄准p点,又放平望远镜在墙上定出另一点m2。如果m1与m2重合,则条件满足,否则需要校正。校正时,瞄准m1、m2的中点m,固定照准部,向上转动望远镜,此时十字丝交点将不对准p点。抬高或降低横轴的一端,使十字丝的交点对准p点。此项检验也要反复进行,直到条件满足为止。以上四项检验校正,以一、三、四项最为重要,在观测期间最好经常进行。每项检验完毕后必须旋紧有关的校正螺钉。
【前景】
随着计算机技术的不断发展与应用以及用户的特殊要求与其它工业技术的应用,全站仪出现了一个新的发展时期,出现了带内存、防水型、防爆型、电脑型等等的全站仪。
目前,世界上最高精度的全站仪:测角精度(一测回方向标准偏差)0.52,测距精度1mm+1ppm。利用ATR功能,白天和黑夜(无需照明)都可以工作。全站仪已经达到令人不可致信的角度和距离测量精度,既可人工操作也可自动操作,既可远距离遥控运行也可在机载应用程序控制下使用,可使用在精密工程测量、变形监测、几乎是无容许限差的机械引导控制等应用领域。
全站仪这一最常规的测量仪器将越来越满足各项测绘工作的需求,发挥更大的作用。
范文五:全站仪在测量中的应用
全站仪在测量中的应用
夏佳好
摘要:
本文根据全站仪的特点, 论述了其在工程放样、地形测量,地籍测量中的应用,给测绘工作带来了高精度、高效益。 引言:
电子全站仪它将测角、测距、计算统归一体,它的产生给测量工作者带来了极大的方便,根据我们在测量中对全站仪的使用简述其一些特点。
一、点位放样:
在我市开发区点位放样较多,如土地界址点放样、规划定点放样、工程点位放样等。在我们未购置全站仪之前,都是采用传统的光学仪器和方法进行放样,其工作效率低、放样精度也低。我们有了日产GTS-301全站仪后,测设速度很快。放样方法是:①向仪器置入放样距离;②保持后视已知方位角,精确照准后视点后,放开方位角;③旋转照准部,使水平角度为测站点至待放点方位角,前视拉杆在此方向上修正点位,直至△D=0(放样距离与理论值之差),放样速度很快,精度完全符合《城市测量规范》的要求。如果是更高精度的点位放样,前视可改为三脚架凌镜放样,其方法是选
用拉杆棱镜定出地面上大概点位,然后改为三脚架棱镜螺旋对点,再通过棱镜基座微调距离和方向。点位精度可直接通过公式m △=m β. L 计算。根据我们的实测资料,拉杆放样点位相对精度可达1/10000-1/30000,点位精度可达 1/20000–1/300000。
二、地形测量:
1、图根导线测量:全站仪导线测量,根据导线精度可以选择不同测量操作方法。图根导线可以直接使用方位角模式,操作方法是:全站仪上设置后视已知方位角,照准后视点,放开上盘制动,前视导线点棱镜直接读出坐标。GTS-301的测角精度为2〞,在精密导线测量中,半测回角值与2个测回角值相差4〞左右,其半测回成果相对中误差可达1/10000,因此全站仪的半测回成果坐标精度还是较高的。根据全站仪的特点,还可以采用2个以上的半测回坐标取平均作为结果,以此提高成果精度。全站仪在精密测量之前,将气象、温度输入仪器,由仪器自动改正。两差改正根据地区不同选择系数0.14或0.20置入仪器,导线最后得到的是坐标闭合差。所以用简接平差很容易求出各点的坐标最或是值。
2、碎部测量:全站仪在山区测量中,其速度和精度是光学仪器无法比拟的。我市开发区地形较为复杂,区内有蝙蝠
山、华盖山、栖云山、大炮台山等,这样地形条件给地形测量带来了很大困难。因此,我们根据全站仪的特点,采用两种方法进行碎部测量。
⑴测记法。这种方法是地势较平坦,通视条件较好的地区作业,发挥全站仪速度快的特点。当前视拉杆棱镜高度变化在2米之内时,可将拉杆设置在固定的某一高度b ,设仪器高度为a ,测站高程为A ,将K=A+a-b 贮存在计算器中,在计算测点高程时,从计算器中取出贮存的K 值,直接加上显示窗显示的高差△h ,即得点碎部高程。当前视拉杆2米高度不够时,我们采用连接式的花杆上节顶端,形同一体,卸接方便。因此拉杆高度可为2米以内、2~3.5米、3.5~5米三个范围。为了满足反光镜镜头过高且拉杆垂直的要求,我们在镜头下挂一长度可变的垂球,与拉杆垂直汽泡结合使用,精度很好。
⑵全站仪配合平板法。仪器架在导线点上(或图根点上),后视定向点,水平读数归零,然后进行测量碎部点,距离和高差水平角直接显示,成图速度很快。如果在作业过程中相邻的导线点不通视,无法定向时(有时定向视控制点与测站点不在同一图幅上),定向成了问题,这里我们用通视的其它控制点,例如山顶上的觇标,通过反算出测绘点的方位角,在显示屏上设置此方位角,按[HOLD],照准部觇标,放开方
位角按键[HOLD](第二次),将照准部旋转至000000,此时视线方向为“零方位”即正北方向。在图板上,这此测点作坐标纵轴的平行线即零方位直线,以这条直线定向,仪器照准每一碎点时显示的水平角读数,即为测站点至碎部点的方位角,也为图板上零方位线至碎部点的右水平夹角。
三、地籍测量:
全站仪由于有直接显示坐标的功能,所以它最适合于地籍测量。采用坐标测量模式,可以说只要看得见的地方就可以得到它的位置坐标。该勘丈的边长可以用坐标反算。为了检核,可以进行“多余观测”。在地籍测量中,界址点坐标很多,因此应配备全站仪电子手薄,由电子手薄进行进行野外数据采集。我们现在使用PCE-500作为全站仪的采集器,内存较大。为保证数据贮存安全,外业回来后,立即将PCE-500采集的数据转到计算机中,需要注意的是,外业坐标测量时,反光镜与拉杆的原配联接装置需改进一下,因为测墙角坐标时,反光镜的理论中心与墙角(导址点)相差6.8cm ,以界址点与邻近导线点误差小于5cm 为限差,就这一项就超限了。我们自行制作的联接装置,使该项误差降至3mm 之内,点位精度得到了很大提高。
四、结束语:
全站仪的使用已经进入了一个新的时代,可是与全站仪
相适的测量规范还没有出台,已有的光学仪器测量规范不适用于电子仪器,根据全站仪的特点应该尽快制出更高精度标准的测量条例和检测规程以便于最大限度地发挥此特点,为测绘生产服务。
连云港市第二勘察设计院
2000年2月
浅谈我市大比例尺地形测图及远景
夏佳好
内容提要:本文主要论述大比例尺地形测图对我市城市建设的重要性及我市目前所面临的现状必须加以改观,我市又处于全国沿海开放城市东桥头堡重要位置,因而测绘事业考虑到发展远景必须引起政府部门及市测绘管理部门高度重视,改变我市测绘事业中的一些落后现状,使测绘事业同其他行业一样得到大的发展,以满足城市建设及经济建设的需要。
大比例尺地形图是建设现代化城市规划的基础资料,城市是一个政治、经济文化建设的综合体,作为一个城市基本比例尺的地形图必须能满足各个经济建设部门的用图需要,并能清晰显示出一个城市的整体建设布局,故一般大比例尺地形图要求能够做到一测多用。
据初步调查,我市大比例尺地形图(系指1/500-1/2000)复盖面积很不理想,甚至连局部城区现有大比例尺地形图均不全,即使以前测过的大比例尺地形图,由于城区建设发展快,又相隔一定长的时间,有些就不能反映现有实际地形现状。为保证地形图的现势性,满足我市建设现代化城市规划和各种工程设计、施工,建议在保持原有数学精度的基础上,
对原图进行定期修测,对数学精度较差的图幅,以图幅为单位进行及时修测。
由于大比例尺地形图具有服务对象多测图面积大,使用年代长,要求现状新等特点,故对我市(特别是我市城区)大比例尺地形图必须下一番大的功夫。首先从我市控网着手,对原有国家控制网中位于我市的控制点进一步地逐个调查,哪些保存完好,哪些已被破坏,以及破坏程度,便于修复和保存利用。其次是利用原有国家点来建立我市三、四等平面控制网,建立我市统一坐标系统,改变我市局部(如矿山、城郊接合部等)自立坐标系统,便于统一管理使用。大家都知道大比例尺测图要求精度高,一般要求相邻两点(指地物点对图根而言)的点位对中误差在图上不超±0.1mm ,故城市平面控制网必须保证1/500比例尺测图要求,这就要求布网边长短、密度大、精度高。国家二等全面网是城市三、四等平面控制网的基础,在利用这些国家控制点成果时由于投影面和投影带的投影变形,故要考虑长度归算到参考椭球面上。为迅速增加控制点密度,可在国家二等三角网中用插网法或一个国家三角点的坐标和一条边的方位角作为起算数据来布设我市的三等平面控制网,使城市控制网与国家三角网坐标一致,便于利用,使城市平面控制网边长缩短,以得控制和测绘城区大比例尺地形图。
由于城市大比例尺地形图要求其精度高,我市又是国家十四个沿海开放城市之一,又处于亚欧大陆桥东桥头保重要战略位置。建设速度快,用图时间急,故要求成图速度也要快。针对目前情况,除进一步完善常规成图方法外,还需要积极引进先进设备,开发和应用新技术,加速培养和更新现有测绘技术人员的技术素质。使新型测绘仪器和新型测绘手段大展宏图。另外城市大比例尺地形测图,是我们每个测绘部门的一项常规指令性任务,是一项工作量大,投入人力多,劳动强度大,耗用经费多的工作。建议市测绘管理部门应重视它的经济效益和社会效益,逐步做到一图多用,减少重复作业和浪费现象,并进一步加强我市测绘市场的管理,加强我市测绘资料的统一管理和使用,加强我市内测量标志的保护工作。
以上是本人的一点浮浅看法,不知对否,请广大同行批评指正。
连云港市第二勘察设计院
1995年2月