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《测量学》课程简介01123第五章全站仪测量
本章摘要:全站型电子速测仪简称全站仪,它由光电测距仪、电子经纬仪和数据处理系统组成。一台全站仪除能自动测距、测角外,还能快速完成一个测站所需完成的工作,包括平距、高差、高程、坐标以及放样等方面数据的计算。
§5-1 概述
摘要内容:全站仪分为分体式和整体式两类。分体式全站仪的照准头和电子经纬仪不是一个整体,整体式全站仪是照准头与电子经纬仪的望远镜结合在一起,形成一个整体,使用起来更为方便。
讲课重点:全站仪程序功能。
讲课难点:全站仪的结构原理、全站仪的构造。
讲授重点内容提要:
一、全站仪的结构原理
组成:

测距、测水平角、竖直角和水平补偿。

是测量过程的控制系统,测量人员通过按键便可调用内部指令指挥仪器的测量工作过程和进行数据处理。
以上各系统通过I/0接口接入总线与数字计算机联系起来。

是全站仪的核心部件,它如同计算机的中央处理机(CPU),主要由寄存器系列(缓冲寄存器、数据寄存器、指令寄存器等)、运算器和控制器组成。
微处理机的主要功能是根据键盘指令启动仪器进行测量工作,执行测量过程的检核和数据的传输、处理、显示、储存等工作,保证整个光电测量工作有条不紊的完成。

是与外部设备连接的装置(接口),数据存储器是测量的数据库。为便于测量人员设计软件系统,处理某种目的测量成果,在全站仪的数字计算机中还提供有程序存储器。
二、全站仪的构造

全站仪基本上采用望远镜光轴(视准轴)和测距光轴完全同轴的光学系统,一次照准就能同时测出距离和角度。

在一些较高精度的电子经纬仪和全站仪中安置了竖轴倾斜自动补偿器,以自动改正竖轴倾斜对水平方向和竖直角的影响。
(说明:(1)经纬仪照准部的整平可使竖轴铅直,但受气泡灵敏度和作业的限制,仪器的精确整平有一定困难。这种竖轴不铅直的误差称为竖轴误差。(2)竖轴误差对水平方向和竖直角的影响不能通过盘左、盘右读数取中数消除。(3)精确的竖轴补偿器,仪器整平到3′范围以内,″。)

(1)通过电缆,将仪器的数据传输接口和外接的记录器连接起来,数据直接存储在外接的记录器中;
(2)仪器同部有一个大容量的内存,用于记录数据;
(3)采用插入数据记录卡。
外接的记录器又称为电子手簿,实际生产中常利用掌上电脑作为电子手薄。全站仪和电子手簿的数据通信,通过专用电缆以及设定数据传送条件来实现。
目前,全站仪已经成为世界上许多著名厂家生产的主要仪器,如美国天宝,瑞士徕卡,日本索佳、拓普康及尼康,中国北光、南方、苏光等。这些仪器构造原理基本相同,具体操作步骤不尽相同,使用时可详细阅读使用说明书。为了方便学****本章以索佳仪器为例说明其结构特点和使用方法。
三、SET仪器的结构特点
不同的SET系列全站仪的外貌和结构各异,但其功能却大同小异。
(说明:实例介绍日本索佳公司生产的SET2100型全站仪。SET2100型全站仪键盘,共有28个按键,即1个电源开关键、1个照明键、4个软键、10个操作键和12个字母键。电源开关键、照明键、操作键和字母键的功能都比较形象、直观,这里只重点说明软键。)

(说明:仪器允许用户根据所进行的测量工作,对测量模式下的键功能进行分配。所定义的键位将被永久保存直至再次改变为止。内部存储器为用户提供两个寄存位置,即用户定义键位1和用户定义键位2。经寄存的用户定义键位可随时恢复。仪器这种由用户针对不同的测量工作,自由地定义键功能位置的特点,无疑将大大地方便用户,提高测量工作效率。)

(说明:对SET的操作是在测量模式、状态屏幕、记录模式、菜单模式、设置模式和存储模式下进行的。模式间可以通过[ESC][REC][MENU][MEM][CNFG][MEAS]进行转换。)
四、自动全站仪与超站仪
(一)自动全站仪

是一种能自动识辨、照准和跟踪目标的一种全站仪,又称为测量机器人。

仪器向目标发射激光束,经反射棱镜返回,D相机接受,从而计算出反射光点中心位置,得到水平方向和天顶距的改正数,最后启动马达,驱动全站仪转向棱镜,自动精确照准目标。
(说明:如徕卡公司生产的TCA2003全自动全站仪,,测距精度为1mm+1×10-6D(D为所测距离)。自动全站仪由伺服马达驱动照准部和望远镜的转动和定位,在望远镜中要有同轴自动目标识别装置,能自动照准棱镜进行测量。)
(二)超站仪

是全站仪(TPS)与GPS完美结合,它是集成GPS接收机的高性能全站仪。
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