⑴ 全站儀是怎麼測量距離的呢
全站儀即全站型電子速測儀。它是隨著計算機和電子測距技術的發展,近代電子科技與光學經緯儀結合的新一代既能測角又能測距的儀器,它是在電子經緯儀的基礎上增加了電子測距的功能,使得儀器不僅能夠測角,而且也能測距,並且測量的距離長、時間短、精度高。全站型電子速測儀是由電子測角、電子測距、電子計算和數據存儲單元等組成的三維坐標測量系統,測量結果能自動顯示,並能與外圍設備交換信息的多功能測量儀器。由於全站型電子速測儀較完善地實現了測量和處理過程的電子化和一體化,所以人們也通常稱之為全站型電子速測儀或稱全站儀。 電子測距的基本原理 電子測距即電磁波測距,它是以電磁波作為載波,傳輸光信號來測量距離的一種方法。它的基本原理是利用儀器發出的光波(光速C已知),通過測定出光波在測線兩端點間往返傳播的時間t來測量距離S:
S=Ct/2 (4.15) 式中乘以1/2是因為光波經歷了兩倍的路程。 按這種原理設計製成的儀器叫做電磁波測距儀。根據測定時間的方式不同,又分為脈沖式測距儀和相位式測距儀。脈沖式測距儀是直接測定光波傳播的時間,由於這種方式受到脈沖的寬度和電子計數器時間解析度限制,所以測距精度不高,一般為1~5m。相位式光電測距儀是利用測相電路直接測定光波從起點出發經終點反射回到起點時因往返時間差引起的相位差來計算距離,該法測距精度較高,一般可達5~20mm。目前短程測距儀大都採用相位法計時測距。 通常是開機後將觀測時的溫度和氣壓輸入全站儀,儀器自動對距離進行溫度和氣壓改正。
測定氣溫通常使用通風干濕溫度計,測定氣壓通常使用空盒氣壓表。氣壓表所用單位有mb(102Pa)和mmHg(133.322Pa)兩種,而1mb=0.7500617mmHg。氣溫讀數至1度,氣壓讀數至1mmHg。
小知識:《溫度和氣壓對測距的影響》
在一般的氣象條件下,在1Km的距離上,溫度變化1度所產生的測距誤差為0.95mm,氣壓變化1mmHg所產生的測距誤差為0.37mm,濕度變化1mmHg所產生的測距誤差為0.05mm。濕度的影響很小,可以忽略不計,當在高溫、高濕的夏季作業時,就應考慮濕度改正。
注意:
1、只要溫度精度達到1度,氣壓精度達到27mmHg,則可保證1Km的距離上,由此引起的距離誤差約在1mm左右。
2、當氣溫t=35度,相對濕度為94%,則在1Km距離上濕度影響的改正值約為2mm。由此可見,在高溫、高濕的氣象條件下作業,對於高精度要求的測量成果,這一因素不能不予以考慮。
3、由於地鐵軌道工程測量以「兩站一區間」分段進行,從導線復測到控制基標測量,再到加密基標測量所涉及的距離測量都屬短距離測量,上述改正值較小,只要正確設置溫度值和氣壓值即可滿足規范要求。
全站儀測距的精度問題
測距精度,一般是指經加常數K、乘常數R改正後的觀測值的精度。雖然加常數和乘常數分別屬於固定誤差和比例誤差,但不是測距精度的表徵,而是需要在觀測值中加以改正的系統誤差,故從某中意義上來說,與標稱誤差中的A和B是有區別的。因為測距的綜合精度指標,一般以下式表示:
MD=±(A+B×10-6D)
每台儀器出廠前就給了A和B之值,再行檢驗的目的,一方面是通過檢驗看某台儀器是否符合出廠的精度標准(標稱精度),另一方面是看儀器是否還有一定的潛在精度可挖。這與加常數K、乘常數R的檢驗目的是不一樣的。前者是為了檢驗儀器質量,後者是為了改正觀測成果,決不能用檢定精度的指標A與B去改正觀測成果。小知識:《標稱精度》
測距儀都有一個標稱精度,他是儀器出廠的合格精度指標,僅一般地說明儀器的性能,而決不能理解為只能達到這樣的測距精度,尤其是不能代表現場作業時的邊長實測精度。
注意:
1、加常數K、乘常數R改正值從儀器的檢測結果得來。加常數K與實測距離大小無關,乘常數R應與實測距離相乘得到改正值,乘常數R單位為mm/Km,實測距離單位為Km,所得改正值單位為mm。
2、外業作業時應進行加常數K、乘常數R改正。
⑵ 怎樣用全站儀測標高詳細步驟是。謝謝
用全站儀測標高有以下兩種方法
一、後方交會法
後方交會法是指在全站儀平面測量時,全站儀自由設站,通過測量並輸入測站外兩個已知點的平面坐標,從而完成設站的工作。
二、對邊測量法
對邊測量方法是一個純粹的高差測量,操作也相當簡單:全站儀架設在任意位置,不做任何高程測量的設置(即測站高程、儀器高、棱鏡高均使用儀器內存值),分別對兩個點測量其三角高差dZ(要保證棱鏡高度不變),兩者之差即為兩點之高差。
三、水準儀法
把全站儀當水準儀用,天頂距和垂直角調為90和0度,注意正倒鏡測量分別觀測取中值。就可以測量到標高。
全站儀的望遠鏡實現了視准軸、測距光波的發射、接收光軸同軸化。同軸化的基本原理是:在望遠物鏡與調焦透鏡間設置分光棱鏡系統,通過該系統實現望遠鏡的多功能,使之成像於十字絲分劃板,進行角度測量。
同時其測距部分的外光路系統又能使測距部分的光敏二極體發射的調制紅外光在經物鏡射向反光棱鏡後,經同一路徑反射回,再經分光棱鏡作用使回光被光電二極體接收。
(2)全站儀工程測量用什麼方法擴展閱讀:
全站儀測標高的注意事項
1、儀器高和棱鏡高在量取的時候盡量准確。
2、在觀測的時候應該注意儀器的指標差。測回差,及對向觀測的高差。
3、精密觀測還要注意加長數,乘長數,氣溫,測區所處海拔高度,及折光系數等因素影響。
⑶ 全站儀是如何測高程的
全站儀是測高程的兩種方法和計算公式如下:
1、在水準測量中,假設,後視點A、前視點B,後視讀數a、前視讀數b,A、B高差為hAB=a-b,前視點B高程:HB=HA+hAB=HA+(a-b)。
2、三角高程測量中,假設在A點架設儀器,測定B點高程,兩點高差為h=l*tanδ+i-v(l為斜距、δ為豎直角、i為儀高、v為覘高,如果是井下測量,一般情況下測點在頂板上,只需在儀高和覘高前加個符號)B點高程:HB=HA+hAB=HA+l*tanδ+i-v。
(3)全站儀工程測量用什麼方法擴展閱讀:
全站儀的望遠鏡實現了視准軸、測距光波的發射、接收光軸同軸化。同軸化的基本原理是:在望遠物鏡與調焦透鏡間設置分光棱鏡系統,通過該系統實現望遠鏡的多功能,即既可瞄準目標,使之成像於十字絲分劃板,進行角度測量。
同時其測距部分的外光路系統又能使測距部分的光敏二極體發射的調制紅外光在經物鏡射向反光棱鏡後,經同一路徑反射回來,再經分光棱鏡作用使回光被光電二極體接收;為測距需要在儀器內部另設一內光路系統。
通過分光棱鏡系統中的光導纖維將由光敏二極體發射的調制紅外光傳也送給光電二極體接收
,進行而由內、外光路調制光的相位差間接計算光的傳播時間,計算實測距離。
⑷ 如何用全站儀進行高程測量
1、用全站儀測量高程那就是三角測量,
最簡單地方法就是將全站儀任意建立測站,然後在後視水準高程點(已知高程點)上架立棱鏡,然後通過反向修改儀器里的測站高程直到測量高程為後視點處已知高程。這樣直接可以測量其他點了,但記住棱鏡高必須一致。
2、不用建站,直接後視水準高程讀數然後進行下一點,數據處理比上面少麻煩但跟水準測量一樣。
⑸ 全站儀使用方法
全站儀的功能及使用方法如下:
全站儀具有角度測量、距離測量、三維坐標測量、導線測量、交會定點測量和放樣測量等多種用途,內置專用軟體後,功能還可進一步拓展。
全站儀的基本操作與使用方法 :
1、水平角測量
(1)按角度測量鍵,使全站儀處於角度測量模式,照準第一個目標A。
(2)設置A方向的水平度盤讀數為0°00′00〃。
(3)照準第二個目標B,此時顯示的水平度盤讀數即為兩方向間的水平夾角。
2、距離測量
照準目標棱鏡中心,按測距鍵,距離測量開始,測距完成時顯示斜距、平距、高差。
全站儀的測距模式有精測模式、跟蹤模式、粗測模式三種。精測模式是最常用的測距模式,測量時間約2.5S,最小顯示單位1mm。
3、坐標測量
(1)設定測站點的三維坐標。
(2)設定後視點的坐標或設定後視方向的水平度盤讀數為其方位角。當設定後視點的坐標時,全站儀會自動計算後視方向的方位角,並設定後視方向的水平度盤讀數為其方位角。
(3)設置棱鏡常數。
(4)設置大氣改正值或氣溫、氣壓值。
(5)量儀器高、棱鏡高並輸入全站儀。
(6)照準目標棱鏡,按坐標測量鍵,全站儀開始測距並計算顯示測點的三維坐標。
4、全站儀整平以及氣泡校正正確調平儀器的方法:
(1)架設:將儀器架設到穩固的三腳架上,旋緊中心螺旋。
(2)粗平:看圓氣泡(精度相對較低,一般為1分),分別旋轉儀器的3個腳螺旋將儀器大致整平。
(3)精平:使儀器照準部上的管狀水準器(或者稱長氣泡管)平行於任意一對腳螺旋,旋轉兩腳螺旋使氣泡居中(最好採用左拇指法,即左右手同時轉動兩個腳螺旋,並且兩拇指移動方向相向,左手大拇指方向與氣泡管氣泡移動方向相同。);然後,將照準部旋轉90°,旋轉另外一個腳螺旋使長氣泡管氣泡居中。
(4)檢驗:將儀器照準部再旋轉90°,若長氣泡管氣泡仍居中,表示已經整平;若有偏差,請重復步驟(3)。正常情況下重復1~2次就會好了。
全站儀的保管方法
1、儀器的保管由專人負責,每天現場使用完畢帶回辦公室;不得放在現場工具箱內。
2、儀器箱內應保持乾燥,要防潮防水並及時更換乾燥劑。儀器必須放置專門架上或固定位置。
3、儀器長期不用時,應以一月左右定期取出通風防霉並通電驅潮,以保持儀器良好的工作狀態。
4、儀器放置要整齊,不得倒置。
⑹ 詳細說明全站儀有幾種常規測量方式已及每種測量方式的操作步驟
全站儀的測量方式有:
一、水平角測量
(1)按角度測量鍵,使全站儀處於角度測量模式,照準第一個目標A;
(2)設置A方向的水平度盤讀數為0°00′00〃;
(3)照準第二個目標B,此時顯示的水平度盤讀數即為兩方向間的水平夾角。
二、距離測量
(1)設置棱鏡常數
測距前須將棱鏡常數輸入儀器中,儀器會自動對所測距離進行改正。
(2)設置大氣改正值或氣溫、氣壓值
光在大氣中的傳播速度會隨大氣的溫度和氣壓而變化,15℃和760mmHg是儀器設置的一個標准值,此時的大氣改正為0ppm。實測時,可輸入溫度和氣壓值,全站儀會自動計算大氣改正值(也可直接輸入大氣改正值),並對測距結果進行改正。
(3)量儀器高、棱鏡高並輸入全站儀。
三、坐標測量
(1)設定測站點的三維坐標。
(2)設定後視點的坐標或設定後視方向的水平度盤讀數為其方位角。當設定後視點的坐標時,全站儀會自動計算後視方向的方位角,並設定後視方向的水平度盤讀數為其方位角。
(3)設置棱鏡常數。
(4)設置大氣改正值或氣溫、氣壓值。
(5)量儀器高、棱鏡高並輸入全站儀。
(6)照準目標棱鏡,按坐標測量鍵,全站儀開始測距並計算顯示測點的三維坐標。
望採納
⑺ 全站儀坐標測量方法
1全站儀
在公路工程中,全站儀得到了普遍的應用,全站儀最主要的功
能是數據採集和坐標放樣,數據採集是已知某點在地面上的樁位,要用全站儀測其坐標;而坐標放樣正好和數據採集是個相反的過程,它是已知某點的坐標,要用全站儀將其在地面上的樁位定出來。
要進行數據採集和坐標放樣,首先得讓全站儀找到坐標北方向,那麼全站儀是怎麼找到北方向的呢?在地面上得先知道兩個已知點A、B的坐標和樁位,假設將儀器架在A點上,將架儀器的點的坐標輸入儀器的測站點對應的X、Y處,再對准點B點,輸入B點的坐標,全站儀就可以找到北方向,確定北方向的方法如下:
1)先計算AB的象限角β,tanβ=|ΔY/ΔX|=|XB—XA|/|YB—YA|,β=arctan|ΔY/ΔX|
2)計算方位角:αi=β,ΔY>0,ΔX>0(第一象限);αi=1800-β,ΔY>0,ΔX<0(第二象限);
αi=1800+β,ΔY<0,ΔX<0(第三象限);αi=3600-β,ΔY<0,ΔX>0(第四象限)
2數據採集程序的原理
1)在進行數據採集之前首先先將水平角置於HR。
2)架設儀器於A點,進入數據採集程序,輸入A點坐標(1000,1000),然後將望遠鏡十字絲交點對准B點所立的單桿尖部(盡量要對准尖部,因為對准尖部要比對准棱鏡的十字絲交點要更准確),輸入B點的坐標(1200,1300),這樣全站儀就找到了北方向。找到北方向主要是讓全站儀建立坐標系,這樣全站儀才能將所測的點都置於同一個坐標系內。
那麼全站儀是怎麼找到北方向的呢?如下圖:在三角形ABM中,BM=YB-YA=1300-1000=300,AM=XB-XA=1200-1000=200,tanα=BM/AM=1.5,α=arctan1.5=560
18'36'',這時候全站儀會認為從對准B點的方向逆時針旋轉56018'36'',就是北方向,同時從A點垂直於北方向的方向就是東方向
3)全站儀找到北方向後,將全站儀從對准B點轉到對准C點,從對准B點轉到對准C點的過程中,全站儀直接將β就測出來了,在上圖中β=20°15'20'',對准C點後,直接按測量鍵,全站儀就會測量AC的距離,AC的距離出來後,全站儀就會利用內部的程序將C點坐標計算出來:γ=90°-α-β=90°-56°18'36"-20°15'20"=13°26'04",AC=100m
AN=YC-YA=YC-1000,CN=XC-XA=XC-1000,sinγ=CN/AC=(XC-1000)/100=0.2323所以XC=1023.233;cosγ=AN/AC=(YC-1000)/100=0.9726,所以YC=1097.263
3坐標放樣的原理
1)在進行放樣之前首先先將水平角置於HR。
2)在此程序里,全站儀確定北方向的原理同上面的數據採集里的方法。
3)全站儀找到北方向後,將C點的坐標(1020,1090)輸入儀器裡面,這時候全站儀就直接計算出AC這條邊的方位角β=arc-tan4.5=77°28'16"(計算的方法同AB的方位角α),然後按角度鍵(有的儀器是極差鍵),儀器就會顯示出dHR=γ=β-α=21°
09'40",然後轉動儀器將dHR變為0,然後指揮棱鏡立到dHR為0的這個方向上(假如棱鏡現在立在D點上),你現在棱鏡放的點然後將望遠鏡十字絲對准棱鏡的十字絲,然後按一下全站儀上的距離鍵,儀器就會測量AD的距離,AD=50.123,同時儀器也會計算出AC的距
離,AC2=(YC-YA)2+(XC-XA)2=92.195m,隨後儀器會顯示出dHD=AC-AD=40.072,AC-AD很顯然是大於零的,大於零意思是你要將棱鏡在這個方向上朝遠離儀器移動40.072;如此反復,一直到dHD顯示為0為止,這時候C點在地面上的位置就定出來了;(假如棱鏡現在立在E點上),你現在棱鏡放的點然後將望遠鏡十字絲對准棱鏡的十字絲,然後按一下全站儀上的距離鍵,儀器就會測量AE的距離,AD=100.256,同時儀器也會計算出AC的距離,AC2=(YE-YA)2+(XE-XA)2=92.195m儀器會顯示出dHD=AC-AE=-8.061,AC-AE很顯然是小於零的,小於零意思是你要將棱鏡在這個方向上朝儀器移動8.061,如此反復,一直到dHD顯示為0為止,這時候C點在地面上的位置就定出來了。
⑻ 全站儀使用方法圖解
1、已知兩坐標點,測另一坐標或放樣另一坐標。在一已知點架設全站儀,先水準氣泡再水準管,對中後,點擊坐標測量或放樣,輸入該坐標點坐標確定。
(8)全站儀工程測量用什麼方法擴展閱讀:
全站儀,即全站型電子測距儀(Electronic Total Station),是一種集光、機、電為一體的高技術測量儀器,是集水平角、垂直角、距離(斜距、平距)、高差測量功能於一體的測繪儀器系統。與光學經緯儀比較電子經緯儀將光學度盤換為光電掃描度盤,將人工光學測微讀數代之以自動記錄和顯示讀數,使測角操作簡單化,且可避免讀數誤差的產生。因其一次安置儀器就可完成該測站上全部測量工作,所以稱之為全站儀。廣泛用於地上大型建築和地下隧道施工等精密工程測量或變形監測領域。
全站儀與光學經緯儀區別在於度盤讀數及顯示系統,光學經緯儀的水平度盤和豎直度盤及其讀數裝置是分別採用(編碼盤)或兩個相同的光柵度盤和讀數感測器進行角度測量的。根據測角精度可分為0.5″,1″,2″,3″,5″,7″等幾個等級。
全站儀採用了光電掃描測角系統,其類型主要有:編碼盤測角系統、光柵盤測角系統及動態(光柵盤)測角系統等三種。
按其外觀結構分類
全站儀按其外觀結構可分為兩類:
(1)積木型(Molar,又稱組合型)
早期的全站儀,大都是積木型結構,即電子速測儀、電子經緯儀、電子記錄器各是一個整體,可以分離使用,也可以通過電纜或介面把它們組合起來,形成完整的全站儀。
(2)整體型(Integral)
隨著電子測距儀進一步的輕巧化,現代的全站儀大都把測距,測角和記錄單元在光學、機械等方面設計成一個不可分割的整體,其中測距儀的發射軸、接收軸和望遠鏡的視准軸為同軸結構。這對保證較大垂直角條件下的距離測量精度非常有利。
按測量功能分類
全站儀按測量功能分類,可分成四類:
TCRP全站儀
(1)經典型全站儀(Classical total station)
經典型全站儀也稱為常規全站儀,它具備全站儀電子測角、電子測距和數據自動記錄等基本功能,有的還可以運行廠家或用戶自主開發的機載測量程序。其經典代表為徠卡公司的TC系列全站儀。
(2)機動型全站儀(Motorized total station)
在經典全站儀的基礎上安裝軸系步進電機,可自動驅動全站儀照準部和望遠鏡的旋轉。在計算機的在線控制下,機動型系列全站儀可按計算機給定的方向值自動照準目標,並可實現自動正、倒鏡測量。徠卡TCM系列全站儀就是典型的機動型全站儀。
免棱鏡全站儀
(3)無合作目標性全站儀(Reflectorless total station)
無合作目標型全站儀是指在無反射棱鏡的條件下,可對一般的目標直接測距的全站儀。因此,對不便安置反射棱鏡的目標進行測量,無合作目標型全站儀具有明顯優勢。如徠卡TCR系列全站儀,無合作目標距離測程可達1000m,可廣泛用於地籍測量,房產測量和施工測量等。
(4)智能型全站儀(Robotic total station)
在自動化全站儀的基礎上,儀器安裝自動目標識別與照準的新功能,因此在自動化的進程中,全站儀進一步克服了需要人工照準目標的重大缺陷,實現了全站儀的智能化。在相關軟體的控制下,智能型全站儀在無人干預的條件下可自動完成多個目標的識別、照準與測量。因此,智能型全站儀又稱為「測量機器人」,典型的代表有徠卡的TCA型全站儀等。
⑼ 全站儀的使用方法是什麼
1.全站儀的基本操作與使用方法
(1)測量前的准備工作
1)電池的安裝(注意:測量前電池需充足電)
①把電池盒底部的導塊插入裝電池的導孔。
②按電池盒的頂部直至聽到「咔嚓」響聲。
③向下按解鎖鈕,取出電池。
2)儀器的安置。
①在實驗場地上選擇一點,作為測站,另外兩點作為觀測點。
②將全站儀安置於點,對中、整平。
③在兩點分別安置棱鏡。
3)豎直度盤和水平度盤指標的設置。
①豎直度盤指標設置。
松開豎直度盤制動鈕,將望遠鏡縱轉一周(望遠鏡處於盤左,當物鏡穿過水平面時),豎直度盤指標即已設置。隨即聽見一聲鳴響,並顯示出豎直角。
②水平度盤指標設置。
松開水平制動螺旋,旋轉照準部360,水平度盤指標即自動設置。隨即一聲鳴響,同時顯示水平角。至此,豎直度盤和水平度盤指標已設置完畢。注意:每當打開儀器電源時,必須重新設置和的指標。
4)調焦與照準目標。
操作步驟與一般經緯儀相同,注意消除視差。
(2)角度測量
1)首先從顯示屏上確定是否處於角度測量模式,如果不是,則按操作轉換為距離模式。
2)盤左瞄準左目標a,按置零鍵,使水平度盤讀數顯示為0°00′00〃,順時針旋轉照準部,瞄準右目標b,讀取顯示讀數。
3)同樣方法可以進行盤右觀測。
4)如果測豎直角,可在讀取水平度盤的同時讀取豎盤的顯示讀數。
(3)距離測量
1)設置棱鏡常數
測距前須將棱鏡常數輸入儀器中,儀器會自動對所測距離進行改正。
2)設置大氣改正值或氣溫、氣壓值
光在大氣中的傳播速度會隨大氣的溫度和氣壓而變化,15℃和760mmhg是儀器設置的一個標准值,此時的大氣改正為0ppm。實測時,可輸入溫度和氣壓值,全站儀會自動計算大氣改正值(也可直接輸入大氣改正值),並對測距結果進行改正。
3)量儀器高、棱鏡高並輸入全站儀。
4)距離測量
照準目標棱鏡中心,按測距鍵,距離測量開始,測距完成時顯示斜距、平距、高差。hd為水平距離,vd為傾斜距離。
全站儀的測距模式有精測模式、跟蹤模式、粗測模式三種。精測模式是最常用的測距模式,測量時間約2.5s,最小顯示單位1mm;跟蹤模式,常用於跟蹤移動目標或放樣時連續測距,最小顯示一般為1cm,每次測距時間約0.3s;粗測模式,測量時間約0.7s,最小顯示單位1cm或1mm。在距離測量或坐標測量時,可按測距模式(mode)鍵選擇不同的測距模式。
應注意,有些型號的全站儀在距離測量時不能設定儀器高和棱鏡高,顯示的高差值是全站儀橫軸中心與棱鏡中心的高差。
(3)坐標測量
1)設定測站點的三維坐標。
2)設定後視點的坐標或設定後視方向的水平度盤讀數為其方位角。當設定後視點的坐標時,全站儀會自動計算後視方向的方位角,並設定後視方向的水平度盤讀數為其方位角。
3)設置棱鏡常數。
4)設置大氣改正值或氣溫、氣壓值。
5)量儀器高、棱鏡高並輸入全站儀。
6)照準目標棱鏡,按坐標測量鍵,全站儀開始測距並計算顯示測點的三維坐標。
應注意的兩點:
1、應使用儀器的豎絲進行定向,嚴格使a、b、c三點在同一直線上。b點地面要有牢固清晰的對中標記。
2、b點棱鏡中心與儀器中心是否重合一致,是保證檢測精度的重要環節,因此,最好在b點用三腳架和兩者能通用的基座,如用三爪式棱鏡連接器及基座互換時,三腳架和基座保持固定不動,僅換棱鏡和儀器的基座以上部分,可減少不重合誤差。