全站仪教程PPT

全站仪简介一、全站仪(totalstation)的发展opticaltheodolite—electronictheodoliteSteeltape———EDM全站仪（totalstation）图片徕卡TPS700系列卓越中文全站仪拓普康GTS332W全站仪索佳10系列全站仪尼康DTM801系列全站仪宾得全站仪PTSV2南方NTS202205全站仪全站仪的基本原理全站仪，即全站型电子速测仪。它是随着计算机和电子测距技术的发展，近代电子科技与电子经纬仪结合的新一代既能测角又能测距的仪器，它是在电子经纬仪的基础上增加了电子测距的功能，使得仪器不仅能够测角，而且也能测距，并且测量的距离长、时间短、精度高。全站型电子速测仪是由电子测角、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称全站仪。全站仪测距的基本原理电子测距即电磁波测距，它是以电磁波作为载波，传输光信号来测量距离的一种方法。它的基本原理是利用仪器发出的光波（光速C已知），通过测定出光波在测线两端点间往返传播的时间t来测量距离S:S=Ct/2式中乘以1/2是因为光波经历了两倍的路程。全站仪(totalstation)反光棱镜(reflector)S=cΔt/2全站仪测角原理电子测角仍然是采用度盘来进行，其特点是电子测角的度盘不是在度盘上按某一个角度单位刻上刻线，然后后根据刻划线来读取角度值，而是从度盘上取得电信号，然后根据电信号再转换成角度。根据取得电信号的方式不同，基本可以分为编码度盘测角，光栅度盘测角，正弦刻缝测角，编码、光栅与正弦刻缝结合测角。采用编码度盘不易达到高的测角精度，而采用编码、光栅与正弦刻缝结合测角可以达到很高的测角精度。二、角度测量1．角度测量(angleobservation)（1）功能测水平角（horizontalangle）测竖直角(verticalangle)（2）方法：与经纬仪相同(可以当作电子经纬仪使用)。水平角的定义aobAOBba水平度盘(horizontalcircle)从空间一点出发的两条空间直线在水平投影面上的夹角。范围：顺时针00~3600若要测出∠AOB的大小则：当精度要求不高时——只需半测回：瞄准A点——置零（0SET）——瞄准B点，记下水平度盘HR的大小。aobAOB当精度要求高时：——可用测回法若观测N个测回，各测回间按180度/N的差值来配置度盘。采用测回法的原因：这样可以减少度盘刻度分配不均所带来的测量误差。测回法小结:AaobBOABBA左边盘右右边右边盘左左边逆时针倒镜顺时针以上观测水平角度的方法叫做测回法，只适用于观测单个角度。但是如果我们需要在一个测站上观测多个角度呢？采用方向观测法（全圆观测法）可以解决我们的问题方向观测法1．适用：在一个测站上需要观测两个以上方向。2．步骤：（有四个观测方向）上半测回选择一明显目标A作为起始方向（零方向），用盘左瞄准A，配置度盘，顺时针依次观测A、B，C，D，A。下半测回倒镜成盘右，逆时针依次观测A，D，C，B，A。同理各测回间按1800/N的差值，来配置水平度盘。ABOCD零方向ABOCD零方向上半测回下半测回竖直角(verticalangle)定义在同一竖直面内，瞄准目标的视线与水平视线的夹角。其范围：=0度90度，仰角为正，俯角为负。天顶铅垂线水平线ACAZCZACB0°90°180°270°一、竖盘的注记形式：有顺时针与逆时针两种。（1）顺时针注记180270090盘左指标线270900180盘右指标线（2）逆时针注记027018090盘左指标线270901800盘右指标线二、竖直角(verticalangle)的计算公式1、顺时针注记α0°-Lα右=R-270°故一测回竖直角α=（α左+α右）/22、逆时针注记问题：α左=？α右=？故有:α左=L-90°α右=270°-R一测回竖直角:α=（α左+α右）/2三、竖盘指标差(indexerrorofverticalcircle)1、定义由于指标线偏移，当视线水平时，竖盘读数不是恰好等于90°或270°上，而是与90°或270°相差一个x角，称为竖盘指标差。当偏移方向与竖盘注记增加方向一致时，x为正，反之为负。180270090x盘左2、计算公式）或左右(21)360(21xRLx（1）指标差:对于顺时针注记的：正确的竖直角α=(90°+x)-L=α左+xα=R-(270°+x)=α右-x（2）结论：取盘左盘右平均值，可消除指标差的影响。一般规范规定，指标差变动范围，J6≤25、J2≤15。四、竖直角的观测及记录距离测量(distancemeasuring)PSM、PPM设置——测距、坐标、放样前进行设置。通常是开机后将观测时的温度和气压输入全站仪，仪器自动对距离进行温度和气压改正。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）设置。输入测量时的气温（TEMP）、气压（PRESS），或经计算后，输入PPM的值。测定气温通常使用通风干湿温度计，测定气压通常使用空盒气压表。气压表所用单位有mb（102Pa）和mmHg（133.322Pa）两种，而1mb＝0.7500617mmHg。气温读数至1度，气压读数至1mmHg。小知识：《温度和气压对测距的影响》在一般的气象条件下，在1Km的距离上，温度变化1度所产生的测距误差为0.95mm，气压变化1mmHg所产生的测距误差为0.37mm，湿度变化1mmHg所产生的测距误差为0.05mm。湿度的影响很小，可以忽略不计，当在高温、高湿的夏季作业时，就应考虑湿度改正。注意：1、只要温度精度达到1度，气压精度达到27mmHg，则可保证1Km的距离上，由此引起的距离误差约为1mm2、当气温t＝35度，相对湿度为94％，则在1Km距离上湿度影响的改正值约为2mm。由此可见，在高温、高湿的气象条件下作业，对于高精度要求的测量成果，这一因素不能不予以考虑。（1）功能：可测量平距、高差和斜距（全站仪镜点至棱镜镜点间高差，平距及斜距）（2）方法：照准棱镜点，按测距键即可。全站仪(totalstation)反光棱镜(reflector)S=cΔt/2导线测量（一）几个基本公式1、坐标方位角(gridbearing)的推算注意：若计算出的方位角360°，则减去360°；若为负值，则加上360°。180左后前180右后前或：例题:方位角的推算123459513065128122123012345已知：α12=300，各观测角β如图，求各边坐标方位角α23、α34、α45、α51。解：α23=α12-β2+1800=800α34=α23-β3+1800=1950α45=2470α51=3050α12=300（检查）2、坐标正算公式由A、B两点边长DAB和坐标方位角αAB，计算坐标增量。见图有：DABABABXy0XABYAB其中，ΔXAB=XB-XAΔYAB=YB-YAXAB=DABcosABYAB=DABsinAB3、坐标反算公式由A、B两点坐标来计算αAB、DABDABABABXy0XABYABABABABABABABxytgyxD22αAB的具体计算方法如下：ABABABAByyyxxx（1）计算：（2）计算：ABABABxyarctg锐（3）根据ΔXAB、ΔYAB的正负号判断αAB所在的象限。3）平面直角坐标数学平面直角坐标系测量平面直角坐标系4）坐标系的异同：不同点：1．测量上:北方向为X轴正向，东方向为Y轴正向。2．角度方向顺时针度量；象限顺时针编号。相同点:数学中的三角公式在测量中可直接应用。坐标测量(数据采集)（1）功能：测出目标点的(X,Y,H)（2）原理1)平面坐标（X，Y）测量原理注：通过坐标正算，计算出坐标增量，从而根据已知点的坐标计算出未知点的坐标。2）高程（Z）测量原理：三角高程测量liShliDhABABsintanB点的高程：ABABhHH（3）测量方法后视点测站点待测量点1)输入测站点的点号，坐标（X，Y，Z），仪器高度i。（测站设置）2)瞄准后视点，输入后视点的点号，后视点的坐标坐标（X，Y，Z），或者测站至后视点的坐标方位角，棱镜的高度L。(后视定向)3)瞄准目标棱镜点，按MEAS（测量）键。（碎步测量）点位放样(Layout)（1）功能：根据设计的待放样点P及已知点的坐标，在实地标出P点的平面位置及填挖高度。XY后视点测站点待放样点P（2）原理1）先在待放样点的大致位置立棱镜对其进行观测，测出当前棱镜位置的坐标。XY后视点测站点待放样点P位置当前棱镜位置2）将当前坐标与放样点的坐标相比较，计算出其差值。距离差值dD和角度差dHRXY后视点测站点当前棱镜位置待放样点PdDdHR3）根据显示的dD、dHR逐渐找到放样点的位置。XY后视点测站点当前棱镜位置待放样点PdDdHRdHR=0000’00”dHD=0m1.闭合导线已知数据：AB，XB，YBDB1D12D23D34D45D5B(XB,YB)AB12345闭合导线图A、B为已知点，1、2、3、4、5为新建导线点。B012345观测数据：连接角B；导线转折角0，1，……,5；导线各边长DB1，D12，……，D5B。导线类型2.附合导线1C已知数据：AB,XB,YB；CD,XC,YC。AB、CD为已知边，点1、2、3、4为新建导线点。观测数据：连接角B、C；导线转折角1,2,3,4；导线各边长DB1，D12，……，D4C。附合导线图A234DABCD(XB,YB)(XC,YC)BCDB1D12D23D34D4CB3.支导线AB12A、B为已知边，点1、2为新建支导线点。观测数据：转折角B,1边长DB1，D12已知数据：AB,XB,YBAB(XB,YB)B1DB1D12程序测量（1）数据采集（2）坐标放样（3）对边测量、悬高测量、面积测量、导线测量、后方交会等。（4）数据存储管理。包括数据的传输、数据文件的操作（改名、删除、查阅）。