全站仪使用的简单原理.doc

内容:了解全站仪的分类、等级、主要技术指标;掌握全站仪的基本操作,测角、测边、测三维坐标和三维坐标放样的原理和操作方法; 了解全站仪的对边测量、悬高测量、面积测量等方法。重点:全站仪的基本操作,测角、测边、测三维坐标和三维坐标放样的原理和操作方法。难点:全站仪测三维坐标和三维坐标放样的原理和操作方法。教学方法: 采取演示法教学。讲解拓普康全站仪使用, 在课堂上每讲一项功能后, 利用多媒体课室的优点, 现场演示一次, 并将操作过程通过投影仪投影到屏幕上, 起到直观、形象的效果,使学生能迅速掌握全站仪的使用。§ 全站仪( total station )的功能介绍随着科学技术的不断发展, 由光电测距仪, 电子经纬仪, 微处理仪及数据记录装置融为一体的电子速测仪( 简称全站仪) 正日臻成熟, 逐步普及。这标志着测绘仪器的研究水平制造技术、科技含量、适用性程度等,都达到了一个新的阶段。全站仪是指能自动地测量角度和距离, 并能按一定程序和格式将测量数据传送给相应的数据采集器。全站仪自动化程度高, 功能多, 精度好, 通过配置适当的接口, 可使野外采集的测量数据直接进入计算机进行数据处理或进入自动化绘图系统。与传统的方法相比, 省去了大量的中间人工操作环节, 使劳动效率和经济效益明显提高, 同时也避免了人工操作, 记录等过程中差错率较高的缺陷。全站仪的厂家很多,主要的厂家及相应生产的全站仪系列有:瑞士徕卡公司生产的 TC 系列全站仪;日本 (拓普康)公司生产的 GTS 系列;索佳公司生产的 SET 系列; 宾得公司生产的 PCS 系列;尼康公司生产的 DMT 系列及瑞典捷创力公司生产的 GDM 系列全站仪。我国南方测绘仪器公司 90 年代生产的 NTS 系列全站仪填补了我国的空白, 正以崭新的面貌走向国内国际市场。全站仪的工作特点: 1 、能同时测角、测距并自动记录测量数据; 2 、设有各种野外应用程序,能在测量现场得到归算结果; 3 、能实现数据流; 一、 TOPCON 全站仪构造简介图1 为宾得全站仪 PTS-V2 ,图 2 为尼康 C-100 全站仪,图 3 为智能全站仪 GTS-710 ,图 4 为蔡司 Elta R 系列工程全站仪,图 5 为徕卡 TPS1100 系列智能全站仪。二、全站仪的功能介绍 1 、角度测量( angle observation ) (1 )功能:可进行水平角、竖直角的测量。(2 )方法:与经纬仪相同,若要测出水平角∠ AOB ,则: 1 )当精度要求不高时: 瞄准 A点——置零( 0 SET ) ——瞄准 B 点,记下水平度盘 HR 的大小。 2 )当精度要求高时: ——可用测回法( method of observation set )。操作步骤同用经纬仪操作一样,只是配置度盘时,按“置盘”(H SET )。 2 、距离测量( distance measurement ) PSM 、 PPM 的设置——测距、测坐标、放样前。 1 )棱镜常数( PSM )的设置。一般: PRISM=0 (原配棱镜), -30mm (国产棱镜) 2 )大气改正数( PPM ) (乘常数)的设置。输入测量时的气温( TEMP ) 、气压( PRESS ) ,或经计算后,输入 PPM 的值。(1) 功能: 可测量平距 HD 、高差 VD 和斜距 SD ( 全站仪镜点至棱镜镜点间高差及斜距) (2 )方法:照准棱镜点,按“测量”( MEAS )。 3 、坐标测量( coordinate measurement ) (1 )功能:可测量目标点的三维坐标( X,Y,H)。(2 )测量原理若输入:方位角,测站坐标( ,) ;测得:水平角和平距。则有: 方位角: 坐标: 若输入:测站 S 高程,测得:仪器高 i ,棱镜高 v ,平距,竖直角,则有: 高程: (3 )方法: 输入测站 S(X,Y,H), 仪器高 i, 棱镜高 v ——瞄准后视点 B, 将水平度盘读数设置为——瞄准目标棱镜点 T ,按“测量”,即可显示点 T 的三维坐标。 4 、点位放样(Layout) (1 )功能:根据设计的待放样点 P 的坐标,在实地标出 P 点的平面位置及填挖高度。(2 )放样原理 1 )在大致位置立棱镜,测出当前位置的坐标。 2 )将当前坐标与待放样点的坐标相比较,得距离差值 dD 和角度差 dHR 或纵向差值ΔX 和横向差值ΔY。 3 )根据显示的 dD 、 dHR 或ΔX、ΔY ,逐渐找到放样点的位置。 5 、程序测量( programs ) (1 )数据采集(data collecting) (2 )坐标放样(layout) (3 )对边测量(MLM) 、悬高测量(REM) 、面积测量(AREA) 、后方交会(RESECTION) 等