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1、1.1 全站仪的概念 1、什么是全站仪 速测术与速测仪 全站仪 全站型电子速测仪 4.4 全站仪测量 1 1.1 全站仪的概念 速测术与速测仪 在经典测量中，人们把快速测量距离 和方位的方法称为速测法，或称速测术（ Tachymetry）。把快速测量距离和方位的 仪器称之为速测仪(Tachymeter)。 2 4.4 全站仪测量 全站型电子速测仪是由电子测角、电子测距、电子计算 和数据存储等单元组成的三维坐标测量系统，能自动显示测 量结果，能与外围设备交换信息的多功能测量仪器。由于仪 器较完善地实现了测量和处理过程的电子一体化，通常称之 为全站型电子速测仪（Electronic Total S
2、tation）或简称全站仪 。 3 全站仪由以下两大部分组成： l）采集数据设备：主要有电子测角系统、电子测 距系统、还有自动补偿设备等。 2）微处理器：微处理器是全站仪的核心装置,主 要由中央处理器,随机储存器和只读存储器等构成 ,测量时,微处理器根据键盘或程序的指令控制各 分系统的测量工作,进行必要的逻辑和数值运算以 及数字存储、处理、管理、传输、显示等。 4 2.1 全站仪的基本结构硬件部分 显 示 器键 盘 只读存储器 随机存储器 输入/输出 I/O单元 微 处 理 器 水平角测量单元 垂直角测量单元 距离测量单元 自动补偿单元 光电测量系统 微处理器及软件 全站仪的组成 5 4.4.
3、3全站仪的分类 积木式（Modular），也称组合式，它是指电子经纬仪和测距仪可 以分离开使用，照准部与测距轴不共轴。作业时，测距仪安装在电子 经纬仪上，相互之间用电缆实现数据通讯，作业结束后卸下分别装箱 。这种仪器可根据作业精度要求，用户可以选择不同测角、测距设备 进行组合，灵活性较好。 整体式（integrated），也称集成式，它是将电子经纬仪和测距仪 融为一体，共用一个光学望远镜，使用起来更方便。 常见的有日本（SOKKIA）SET系列、拓普康（TOPOCON）GTS系 列、尼康（NIKON）DTM系列、瑞士徕卡（LEICA）TPS系列，我国 的NTS和ETD系列。随着计算机技术的不断
4、发展与应用以及用户的特 殊要求，出现了带内存、防水型、防爆型、电脑型、马达驱 动型等等各种类型的全站仪，使得这一最常规的测量仪器越来越满足 各项测绘工作的需求，发挥更大的作用。 6 二、徕卡全站仪新家族 TCx05 System- and Application Functionality Accuracy 7“ 5“ 3“ 2“ 1“ 0.5“ low Precision Series Basic Series Performance Series Professional Series TPS300 TPS700 TPS1100 TPS2000 Theodolite SeriesT100
5、Building and Construction Applications Land 3、距离改正,高差计算和坐标计算在仪器上自动完成,减少了内业计 算工作量; 4、角度测量中自动扫描整个度盘,并求出平均值作为结果,消除了度 盘的刻 划误差和偏心差。 13 三、徕卡全站仪新技术的领导先驱 （一） 度盘的电子化读数 电子度盘读数系统 把操作者从繁重的度 盘人工读数中解脱出来。 不但提高了效率，还 大大降低了误读的机率。 14 三、徕卡全站仪新技术的领导先驱 （二）三轴误差的自动补偿与改正 液体补偿器 有效的轴系自动 补偿与改正，是实现 高精度测角的有力保 证。 15 三、徕卡全站仪新技术的领导
6、先驱 （三）目标的自动识别与照准 自动目标识别并驱动轴系 照准目标，把测量员从全站 仪测量工作中最为繁重一项 操作人工照准目标中解 脱出来，使测量员可以远离 测站。 从此，全站仪的“自动 化”又上了一个新的台阶。 16 三、徕卡全站仪新技术的领导先驱 （四）全站仪的无合作目标测距 有的时候，在目标点 上要摆反射棱镜是比较麻 烦的，甚至是不可能的， 此时要测距怎么办呢？ 现在有同轴型的全站 仪，可以无合作目标测距 ，即所谓的“测站”单人 测量系统。 17 三、徕卡全站仪新技术的领导先驱 （五）全站仪的自动控制 远离测站的几种测量操 作方式： （1）计算机在线控制 GeoCOM 方式 （2）机载软
7、件控制 GeoBASIC 方式 （3） Modem控制 镜站方式 18 三、徕卡全站仪新技术领导先驱 （六）超站仪 徕卡 GLPS：精确自动定 位和定向的仪器。 n 全站仪（激光测距） n 陀螺仪 n GPS 19 四、全站仪的发展趋势 测量机器人的来临 ！ 1、度盘读数自动化！ 2、目标照准自动化！ 3、基座安平自动化！ 4、仪器对中自动化？ 5、仪高量取自动化？ 20 四、全站仪的发展趋势 全站仪的本地化 ！ 产自瑞士的全 球第一台具有完全 中文概念的徕卡全 站仪：TPS400 哇噻！ ！ 21 2.1 全站仪的基本结构软件部分 SYSTEM startup simple measurem
8、ent CODING FUNCTIONS MENU PROGRAMS EDM SETUP 全站仪功能菜单 22 全站仪功能菜单 全站仪系统启动 SETUP 设置 RECORD 记录数据 PROG 应用程序 XFER 文件传输 EDIT 编辑文件 JOB 创建作业 打开作业 删除作业 SYSOPTN 系统设置 JOB OPTN 作业设置 SCALE 比例因子 EMP/PRES 温度/气压 测量程序 放样程序 对边测量 悬高测量 面积计算 自由设站 交会定点 导线测量 坐标反算 导线平差 SEND 下载文件 RECEIVE 上装文件 PRINT 打印文件 至串行口 至并行口 至数据卡 PORT 设
9、置通讯参数 RAW 编辑观测值 POINTS 编辑坐标数据 PTLIB 编辑控制点 CODE 编码编辑 OCC PT测站点输入 后方交会 测站高程测定 BKS PT输入后视点 BSOBS记录后视观测 角 FS OBS记录后视观测 值 SS OBS点到线测量 X-SECT记录断面测量 23 3.1 徕卡全站仪系统软件与应用程序库 SYSTEM STARTUP (go and measure) MENU Data Management System Settings Calibrations FUNCTIONS IR RL REC Laserpointer On/Off Tracking Mode
10、 On/Off 3D-Offset Check Tie REM Height Delete Last Record PROGRAMS Surveying Setting Out Tie Distance Area EDM Distance related parameters and settings Laser Plummet + Intensity Tubular Electronic Level SETUP Coding “Quick Coding” 24 2.3 全站仪测角原理 全站 仪的 测角 原理 静态度盘测角 动态度盘测角 编码度盘测角 光栅度盘测角 25 一、编码度盘测角原理
11、扇区型码盘 条码型码盘 26 二、编码度盘与光栅度盘测角特点比较 比较项目编码度盘光栅度盘 测角方式绝对式增量式 关机后角度信息保留不保留 误差与躁声不积累积累 制造工艺复杂简单 27 三、电子测角中的轴系补偿与改正 新型液态双轴自动补偿系统 补偿：（1） 垂直轴倾斜对垂直度盘读数的影响 （2） 垂直轴倾斜对水平度盘读数的影响 28 三、电子测角中的轴系补偿与改正 轴系改正： （1） 视准轴误差（C）的改正 （2） 垂直度盘指标差（I）的改正 （3） 水平轴倾斜误差（i）的改正 29 三、电子测角中的轴系补偿与改正 补偿改正垂直角水平角基准线 ononV+i+LHz+C+k+T铅垂线 onof
12、fV+i+LHz铅垂线 offonV+iHz+C+k垂直轴 offoffV+iHz垂直轴 i 垂直度盘指标差， L 补偿器零点指标差， C 视准差 k 水平轴倾斜对水平角的影响，T 垂直轴倾斜对水平角的影响 轴系补偿与改正开关的不同设置对测角的影响 30 四、自动目标识别与照准 自动目标识别的类型： 1）配合式目标识别； 2）自主式目标识别。 徕卡ATR自动目标照准： 1）搜索过程； 2）目标照准过程； 3）测量过程。 31 2.4 全站仪的数据通讯 1电源 2空 3地 4数据接收（TH_RXD） 5数据发送 (TH_TXD) 注：经纬仪插座 徕卡全站仪联机通讯接口定义 32 2.4 全站仪的
13、数据通讯 例：GIS8数据记录格式 11+00000D1921.022+16641826 22.022+09635023 3100+00006649 5816+00000344 徕卡全站仪数据记录结构： 由若干数据块组成； 数据块中包含若干字； 每字都由字索引开头。 33 2.5 徕卡全站仪的技术特点 之一 ：创新的概念 具有微机概念的全站仪 不断升级的操作系统 丰富的应用软件 34 2.5 徕卡全站仪的技术特点 之二：先进的技术（1） 世界最好的机械轴系 无极微动螺旋驱动 35 2.5 徕卡全站仪的技术特点 之二：先进的技术（2） 动态频率校准技术 激光无合作目标的相位法测距 36 2.5
14、徕卡全站仪的技术特点 之二：先进的技术（3） 无需零位探测的绝对编码测角 徕卡独特的轴系补偿与改正系统 智能型目标自动识别 37 2.5 徕卡全站仪的技术特点 之三：开放的思维 与其它设备的开放性 数据格式的兼容 对用户的开放性 强大的自主开发工具 开放的测量世界 Open Surveying World 38 3.2 机载软件开发工具 GeoBASIC 应用程序开发过程 原程序编写 原程序编译 仿真试运行 Leica survey Office (上载) *.gba / *.len 39 3.2 在线控制软件开发工具 GeoCOM 特 点 ： 1、开发的 软件在 PC机中 运行 2、开发环
15、境借助 VB、VC 等。 40 3.2 在线控制软件开发工具 GeoCOM 开发环境的配置（VB例） 把GeoCOM中的“Geocom32.lib”复制到计 算机操作系统windows9的system的目录 下； 把GeoCOM中“Stubs32.bas”添加到VB开 发环境的“工程”主菜单下的“添加模块 ”之中。 41 第四全站仪测量系统应用举例章 全站仪 测量系统的开发与应用 4.4.1 大型油罐容积标定系统 4.4.2 地下顶管施工自动引导测量系统 4.4.3 自动变形监测系统 ADMS 42 4.1 大型油罐容积标定系统 系统主要设备： 1、徕卡TCRM/TCRA系列全站仪 2、机载水
16、平平行断面测量软件 3、容积标定后处理软件 4、便携式计算机 依据标准： 国际ISO7507-4和国标GB/T13235.3标准 全站仪测量系统应用举例 大型油罐容积标定系统 全站仪测量系统的开发与应用 43 现场数据采集： 在GeoBASIC开 发的机载软件“Hz- Profile”控制下，全 过程全自动数据采集 。 大型油罐容积标定系统 全站仪测量系统的开发与应用 44 全站仪测量系统应用举例 地下顶管施工自动引导测量系统 顶管施工示意图 45 全站仪控制箱 T1 1 A S1 2 T2 S2 3 T3 S3 4 T4 S4 P 计算机控制箱 AC 220V 仪器站 信号控制箱 工业用计算机 地下顶管施工自动引导测量系统管施工自动 引导测量系统 46 全站仪测量系统应用举例
