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1、现代测量技术1测测定定：测定是按各种工程建设的要求，使用测量仪器和工具，测绘某一区域地球表面的地貌（山地、丘陵等地表自然起伏形态）和地物（房屋、道路、河流、桥梁等人工构筑物体）的位置，按一定比例缩绘成各种地形图、专题图和工程图纸等，为各种工程建设的规划、设计、建设及质量评估等提供技术和数据保障。测设测设：测设是根据各种工程建设的设计方案，将图纸上的各种建筑物的平面位置和高程位置在地面上标定出来，作为施工的依据。测定和测设，都需要确定地面点之间相对位置，即地面点的 XYZ 坐标。要确定地面点的 XYZ 坐标，就要进行角度、距离、高差角度、距离、高差三个基本量的测量，然后用一定的方法计算，从而获得
2、地面点的坐标和高程，这样就确定了一个地面点。传统的测量方法：用光学经纬仪来测量水平角，用钢尺或视距法测量距离，然后进行计算从而确定地面点坐标；用水准仪进行水准测量或用经纬仪进行三角高程测量来测量高差，从而确定地面点高程。缺点：缺点：虽虽能能满满足需要，但要足需要，但要投入大量的作投入大量的作业业人人员员， ，费费用昂用昂贵贵且且时间时间漫漫长长，尤其在复，尤其在复杂杂的地形条件下，的地形条件下，测测量工作量工作难难以开展。以开展。全站型全站型电电子速子速测测技技术术：随着计算机技术、电子技术、通信技术等先进技术在工程测量领域的应用，一种具有精度高、功能精度高、功能强强、 、速度快速度快的工程测
3、绘的数字化技术体系已在测绘部门普及应用，这就是全站型电子速测技术。全站型全站型电电子速子速测仪测仪是由是由电电子子经纬仪经纬仪、 、电电磁波磁波测测距距仪仪、数据自、数据自动记录动记录及数据及数据处处理系理系统统等等组组成成的一体化测量仪器。能将测量结果自动显示在仪器的屏幕上，能调用仪器内部的程序进行多种测量作业、多种计算和多种数据的存储，并能与外围设备进行信息交换，实现了数字化的测量数据记录、数据处理的自动化过程，代表了先进的测绘技术。全站全站仪仪的基本的基本组组成成全站仪的基本组成可分为外部外部组组成成和内部内部组组成成。其外部外部组组成有成有望远镜、望远镜调焦环，竖直度盘、水平度盘，竖直
4、制动螺旋、竖直微动螺旋，水平制动螺旋、水平微动螺旋，照准部水准器、圆形水准器，光学对中器、基座脚螺旋等。最大区别是竖直度盘、水平度盘是电子度盘，在基座上方增加了液晶显示屏和操作面板。全站仪本身是一个带有特殊功能的微型计算机系统，其内部内部组组成成与微型计算机的组成大致相似，都有输入、输出设备，微处理器、运算器、存储器。只不过微处理器的数据处理速度要低得多，存储器的容量也要小得多。液晶液晶显显示屏示屏用来显示全站仪的测量状态、数据输入、输出状态和测量结果，其作用与计算机显示器作用相同，进行人机对话。只是屏幕太小不能显示更多的信息，有时需分屏显示。操作面板操作面板相当于计算机的输入键盘，向全站仪输
5、入各种测量指令和数据，由于全站仪体积所限不能有太多的按键，所以全站仪的大部分按键往往有几种功能，随着全站仪的测量状态不同按键功能随之改变。输输入部分入部分（1）电磁波测距：发射、接收电磁波信号，测的测站与目标之间的斜距，以编码的形式输入微处理器，经运算器根据当前水平角、竖直角值运算后，由液晶显示器显示出斜距、平距、高差等原始数据和计算数据。（2）水平电子度盘：读取水平方向的方向值，以编码的形式输入微处理器，经运算器运算后由液晶显示器显示出当前水平方向值。（3）竖直电子度盘：读取竖直方向的方向值，以编码的输入送给微处理器，经运算器运算后由液晶显示器显示出当前竖直方向值。（4）电子补偿器：补偿器又
6、称为倾斜传感器，当全站仪的垂直轴倾斜在补偿范围时，将倾斜误差数据输入微处理器，经运算器运算将经过双轴倾斜补偿或三轴倾斜补偿的水平角、竖直角显示在液晶显示器上；当全站仪的垂直轴倾斜超过补偿范围时，全站仪停止工作，要求重新对中整平才能继续工作。如果关闭了垂直轴倾斜补偿，超过补偿范围仍继续工作。（5）操作面板：点击操作面板上的按键，向全站仪输入各种数据和各种操作指令，进行人机对话。（6）输入接口：通过数据电缆线、红外线及蓝牙技术与计算机相连,将计算机中的数据输入全站仪，进行现代测量技术2数据上传；有的全站仪可通过输入接口连接外接电源。输输出部分出部分（1）液晶显示器：显示全站仪作业过程中的各种测量状
7、态、数据输入状态和测量结果，进行人机对话。（2）输出接口：通过数据电缆线、红外线及蓝牙技术与计算机相连，将全站仪中的数据输入计算机,进行数据下载。信息信息处处理部分理部分（1）运算器：一切测量数据与指令在运算器中进行基本算术运算和基本逻辑运算，运算结果按给定程序由存储器存储或显示器显示。（2）存储器：全站仪所有程序和数据存放的地方，并根据指令将程序和数据提供给运算器运算，将数据提供给显示器来显示。（3）微处理器：整个全站仪的指挥中心，根据操作面板上给出的指令，从内存中取出相应的程序控制信息，经分析后，便按要求发出操作控制信号，使各部分协调一致地工作。全站全站仪设计仪设计框框图图 全站全站仪仪主
8、要功能介主要功能介绍绍目前全站仪配备了丰富的软件，已向一体化、多功能化、全自动化和智能型方向发展，其功能越来越强大，但就其主要的基本功能有以下方面：1.自检功能2.自动调节光强功能3.单位换算功能4.预置功能5.运算功能6.跟踪测量7.电子手薄8.电子整平功能9. 倾斜补偿功能10.仪器操作菜单化功能现代测量技术311.内存软件12.双面液晶大屏幕显示全站全站仪仪主要功能介主要功能介绍绍1.自检功能。当接通电源后，全站仪自动进行自检，自检无误时自动进入基本测量状态（模式）。自检出时故障将故障类型自动显示。2.自动调节光强功能。全站仪内装有光强自动调节系统，随时调节信号大小，可控制接收信号在一定
9、的强度范围，以减弱幅相误差，提高测量精度，当信号返回太弱时自动停止测量。3.单位换算功能。全站仪在使用时可根据需要用不同的单位显示，并能进行互换，以适用不同的国家和地区4.预置功能。在测量前可对温度、气压、棱镜常数、仪器常数、倾斜补偿、测量模式等参数进行预制置。在观测中原来预置的数据需要改变时，也可以重新设置新的数值。5.运算功能。全站仪内部设有微处理器，可进行两已知点的方位角、平距、高差计算，也可用一个已知点和所测的水平角、平距进行未知点坐标计算。6.跟踪测量。当反射棱镜移动时，观测员可将仪器设置在跟踪测量状态，并始终照准棱镜，此时快速显示新的观测值，在施工放样中特别方便。7.电子手薄。各厂
10、家对新型的全站仪都配有内设或外置的电子手薄。它可以完成数据的传输、存贮，并可进行编程计算。存贮器的容量可高达 12000 个观测点的测距、测角成果，在切断电源后成果仍可保存 1 个月以上，此功能为野外采集数据的自动化、信息化奠定了基础。8.电子整平功能。电子水平感应器自动显示出整平情况，在一个位置就可使仪器严格整平。9.倾斜补偿功能。当全站仪的倾斜在 3以内时自动进行单轴、双轴、三轴补偿。 （视全站仪机型而定）10.仪器操作菜单化功能。将仪器的各种操作列成菜单可随意从菜单中选取所需的某种操作，测量数据即测即显示。11.内存软件。在机内固化多种应用程序软件可用于三维坐标测量、导线测量、悬高测量、
11、放样测量、方位角测量、对边测量、偏心测量等工作。12.双面液晶大屏幕显示。满足正倒镜观测需要随时可从屏幕上读取所需数据。全站全站仪仪的分的分类类从使用的角度来看可按外形结构、测角测距精度、功能先进性进行分类。20 世纪 80 年代末，人们根据电子测角系统和电子测距系统的发展不平衡，将全站仪分成两大类，即组合式(积木式)和整体式。组合式全站仪是由电磁波测距仪（测距头）、电子经纬仪及电子计算器组装而成。整体式全站仪是将测距的发射轴、接收轴、测角的视准轴设计为同轴，三轴合一共用一个望远镜，在进行角度和距离测量时，只需一次照准目标即可完成角度和距离测量。同时，由于将电子测距、电子测角、数据计算、数据存
12、储、液晶显示器、操作面板等部分都集中为一个整体，使得全站仪结构紧凑,内部数据传输方便,外部操作方便，近年来全站仪全部采用这种整体式结构。从外形结构使用方便的角度来分类，应分为带有功能键和带有数字键的两种整体式全站仪。带有功能键的整体式全站仪，液晶显示屏大，多种操作集中在几个功能键上，测量过程中的操作比较繁琐。带有数字键的整体式全站仪，液晶显示屏小，但在测量过程中的操作方便快捷，屏幕显示数据不足可用翻页弥补，有的全站仪还可以将主要数据设置在第一屏显示。全站全站仪仪准确度等准确度等级级准确度等级测角标准差 m(“)测距标准差 mD(mm)现代测量技术4|m|11|m|22|m|66|m|10|mD
13、|5|mD|55|mD|10|mD|10Md 为每公里测距标准差按精度等级分类全站仪使用的过程中，其测角精度与测距精度往往分开表示。全站仪的测角精度分别表示为:1、2、3、4、5、6等。全站仪测距精度分别表示为:1+1、2+2、2+3、3+2 等按精度等级分类某全站仪标称精度：测角 2，测距 2+2，是什么含义呢？测角精度是指一测回水平方向测角中误差为2；测距精度是(2mm+2ppmD)的缩写，其中 D 为实测距离，单位为公里；ppm 是百万分之几的意思，即10-6。按精度等级分类某全站仪标称精度：测距精度分为固定误差和比例误差两部分，前面的 2mm 就是固定误差，主要由仪器加常数的测定误差、
14、对中误差、测相误差造成，不管测量的实际距离多远，全站仪都不会超过该值的固定误差。2ppmD 代表它的比例误差，主要由仪器频率误差、大气折射率误差引起，这部分误差是随着实际测量值的变化而变化的，简单地说就是每公里距离的毫米误差系数值。测距仪出厂标称精度表达式为：mD=（A+BD）式中：A-标称精度固定误差，B-标称精度比例误差系数，单位 mm/KmD-所测距离，单位 Km按精度等级分类在中华人民共和国国家标准（GB/T16818-1997）中、短程光电测距规范中，全站仪的测距部分按出厂标称精度的绝对值，归算到 1Km 的测距标准差计算，精度分为四级。测距仪的精度分级精度分级测距标准差mD2mm2
15、mmmD5mm5mmmD10mm（等外级）10mmmD按有无合作目标分类用棱镜进行反射信号测距的全站仪称为有合作目标的全站仪。不用棱镜进行反射信号测距全站仪称为无合作目标的全站仪。按功能分类按功能分类可将全站仪分为一般功能的全站仪、电脑型全站仪和测量机器人。电子测距部分根据中华人民共和国国家标准 GB/T 16818-1997 “中、短程光电测距规范”的规定，分为短程、中程、长程三类。现代测量技术5脉冲测距法由测距部分发射一个电磁波脉冲信号经被测目标反射后，再由测距部分接收。根据从发射到接收所经历的时间来确定距离，此方法称为脉冲测距法。相位测距法由测距部分发射一个调制的连续电磁波信号，经被测站
16、点的反射棱镜反射后，同样由测距部分接收，根据调制的电磁波在被测距离上往返的相位差，计算出距离。此方法称为相位测距法。按测距部分所使用的载波信号分类根据测距信号所使用的载波信号分为光波测距仪、红外测距仪、激光测距仪、微波测距仪。红外测距仪因体积小、效率高、直接调制、结构简单、耗电省、寿命长等优点，在中、短程测距仪中得到广泛的应用。全站仪中的电子测角部分即电子经纬仪。电子经纬仪与光学经纬仪最主要的区别在于读数系统，其实质是用一套角码转换系统来代替一般的光学经纬仪的光学读数系统。目前这种转换系统共有三类：编码度盘测角系统、光栅度盘测角系统和格区式度盘动态测角系统，对于测角精度，目前仍按光学经纬仪来划分。电电磁波磁波测测距基本原理距基本原理电磁波在真空中传播速度为:C=2997924581.2m/s。而在大气中的传播速度，则是和电磁波的波长、大气中的气象元素有关的较为复杂的函数关系。即：式中：v大气中电磁波的传播速度c电磁波在真空中的传播速度n大气折射率
