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1、,二.全站仪测角、测距原理,三.全站仪误差原因分析,四.仪器的基本操作,五.仪器的校正,一.全站仪的构造,探讨的主要内容,六.与电脑的通讯,七、测量前的准备工作,一、全站仪的构造,基本构造,基本构造,二、全站仪测角、测距原理,1、全站仪测角原理,根据测角原理分类：1、光栅增量式 2、绝对编码式,1、光栅增量式原理,仪器光栅盘上刻了16200对黑白相间的条纹，盘在旋转的过程中交产生明暗交替的光信号（莫尔干涉条纹），再由光电转换器把光信号转换成电信号送给计数器进而计算出角度,光栅盘,模拟器读数原理,光栅增量测角的特点,1、仪器关机后必须重新照后视2、开机旋转望远镜过零3、使用增量式光栅度盘测角时，
2、照准部转动的速度要均匀，不可突快或太快，以保证计数的正确性。4、精度一般5、维修麻烦6、市面上采用这种测角方式的主要有：早期南方、尼康、苏光、北光、早期拓普康,2、绝对编码式,在编码盘上刻画有明暗相间的二进制代码(相当于直接把角度刻在盘上),最后由光电探测器（CCD）送到CPU译码，最后得到角度值,光栅增量式测角的特点,1、开机直接出角度2、仪器关机后不必须重新照后视3、照准部转动的速度没有要求。4、精度高5、维修方便6、市面上采用这种测角方式的主要有：主流南方、索佳、天宝、徕卡、部分拓普康,4、补偿器补偿原理,倾斜：仪器在架设、精确整平以后,由于受作业条件、地面疏松、各种气象等条件的影响,会
3、使仪器整平失常;也就是仪器的竖轴偏离垂直,存在一定的倾斜,这种竖轴不垂直的误差称为竖轴误差。,X轴、Y轴：竖轴的倾斜实际上有两种。一种是在望远镜的纵转方向(X 轴)的倾斜,另一种是在与X 轴垂直的横轴方向(Y 轴)的倾斜。若不是正对X 轴和Y 轴倾斜,根据几何关系可以将倾斜方向解析到X 轴和Y 轴方向。,单轴倾斜。仪器竖轴倾斜时能自动改正由于竖轴倾斜对竖盘读数的影响。,双轴倾斜。双轴倾斜补偿器。双轴倾斜补偿器的功能是,仪器竖轴倾斜时能自动改正由于竖轴倾斜对竖盘以及水平度盘读数的影响。,双轴补偿器对水平角度的补偿原理,X,Y,x,y,y,y,理想水平和垂直系,实际水平和垂直系,y=水平补偿变量,
4、A,B,全站仪测距原理,根据测距原理分类：1、相位式测距 2、脉冲式测距 3、变频法测距,1、相位式测距,零光路=误差+0M,外光路=误差+实际距离,外光路-零光路=实际距离,特点:开机有哒哒声，精度高,速度稍慢,图45,相位式测距原理框图,2、脉冲式测距,测距仪发射激光的同时打开计时器,激光经被测量物体反射后又被测距仪接收，接收的同时关闭计时器;两次相差的时间t乘以光速就是测距仪和被测量物体之间的2倍距离。,特点:速度快,精度差,3、变频法测距,在中短程测距中早已被淘汰,三.仪器误差分析,角度误差距离误差坐标误差计算误差,全站仪测角误差,系统误差（轴系制造、度盘刻划工艺、电路干扰等非用户原因
5、）,对中误差（严格对中）目标偏心误差（精确照准）整平误差（打开补偿器、整平）HR和HL设置,1、系统误差（加常数、乘常数、周期误差、幅相误差、相位不均匀）2、偶然误差（电路噪声误差、相位计误差）,非用户原因,全站仪测距误差,1.当温度的误差为1度时，将会给距离值带来1mm/km的误差；2.当气压的测量误差为1百帕时，将会给距离值带来0.3mm/km的误差；3.全站仪的气象参考点一般为15度，1013百帕（或760mmHg）。因此，当你不输入实时气象参数，当温度为30度时，将会给测距成果带来15mm/km的误差。建议应该根据当天的天气预报所预测的平均气温为温度、1013百帕（或760mmHg）为
6、气压输入测距仪，一般就能够满足普通放样要求。4、空气湿度已由电路元件进行修正，不必用户改正,3、T、P、空气湿度,高程、气压换算表,南方、北光等：以棱镜所标定的常数为准徕卡：进口以标定为准；国产的（mm+34.4）苏光、尼康：负改正。即30mm的南方棱镜其为+30mm,4、棱镜常数,5、IR和RL混用,即是仪器测距模式免棱镜状态，对准棱镜进行测距。产生误差不等,6、单位设置错误,距离单位有FT（英尺）、FI（英寸）、M（米）,（不产生误差，但是产生错觉）,全站仪测坐标误差,1、角度误差2、距离误差3、格网因子4、坐标格式5、盘左或盘右观测（老仪器）,格网因子,坐标格网因子是考虑地球表面上不同的
7、点间平距在大地坐标系中参考椭球体表面上的标高投影后平距的变化影响，一般情况下不使用格网因子。格网因子的计算：H=R/R+H h=H*M有格网因子是距离的计算：HDg=HD*hR地球半径HD地球上两点间的平距HDg坐标格网上两点间距离H高程因子M比例尺因子（0.9900001.010000）强烈建议：要么不使用；要么使用的时候高程输为0，改正参数输为1,坐标格式 NEZ(XYZ)ENZ(YXZ),坐标格式,建议：使用NEZ的坐标格式,盘左或盘右观测（老仪器）,建议：使用盘左观测的方式进行测坐标,现在新型仪器可以通过设置使“盘左=盘右”,1、棱镜杆的准直度 不正最大会有公分级误差,所以建议一个月左
8、右校正一次 2、脚架 木脚架（稳定性好）铝脚架（方便）,其他,四、仪器的基本操作,基本设置角度测量距离测量坐标测量坐标放样其他程序（悬高测量、后方交会、对边测量、面积测量、道路测量等）数据传输校正,基本设置,补偿器打开T、P设置单位设置格网因子等,角度测量,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）。,距离测量,（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
9、差及斜距）（2）方法：照准棱镜点，按“测量”（MEAS）。,坐标测量,（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,t,sb,b,st,s,2）高程（Z）测量原理,（3）坐标测量设置,坐标测量的设置应是在测距和测角时设置的基础上进行。不同点是坐标设置的变量设置有测站点坐标设置、仪器高设置、棱镜高设置和后视方位角设置。测站坐标的设置：在测角模式下，按坐标测量键进入，按F4翻页进入第二页菜单，按F3，选择测站，依次输入测站点的坐标值（N0,E0,Z0）操作.同法完成后视点坐标、仪器高、棱镜高的输入设置。,（4）方法,1)在测站上安置仪器，在目标点安置棱镜组，开机，
10、进入测角模式，按坐标测量键切换到坐标测量模式，完成坐标测量设置。2)瞄准后视点有些仪器是要输入后视方位角，将水平度盘读数设置为测站至后视点的坐标方位角。3)瞄准目标棱镜点，按F1(测量)键进行测量功能，屏幕上显示测量结果目标点的三维坐标。,播放数据采集视频,四、点位放样,（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。,（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。,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dHR或纵向差值X和横向差值Y。,Y,3）根据显示的dD、dHR或X、Y，逐渐找到放样点
11、的位置。,全站仪点位放样录像,X,Y,后视点,测站点,当前棱镜位置,待放样点P,dD,dHR,dHR=000000”dHD=0 m,五程序测量,（1）数据采集（2）放样（3）存储管理（4）程序（悬高测量、对边测量、z坐标、面积测量、点到线测量、道路等。（5）参数设置（6）修改仪器常数,（一）悬高测量,功能：让人们能够方便地测量一些无法安置棱镜目标点的高度。1、原理,棱镜高已知时的悬高测量：HD=S*COSa2CD=S*Sina2=HD*tana2CE=HD*tana1VD=CE+i-CD=HD*tana1+i-HD*tana2,2、测量,1、按menu键，再按F4键，键入第二页菜单2、按F1键
12、，进入程序3、按F1键（悬高测量）4、按F15、输入棱镜高，按F4确认6、照准棱镜种心D7、按F1（测量），测量开始显示仪器到棱镜间的水平距离HD8、按F49、照准目标E，显示垂直距离VD按F2（镜高），返回步骤5，按F3（平距）返回步骤6，按ESC键，返回程序菜单,搬站即新点的设定法,新点的坐标一般有两种方法获得：1;极坐标法坐标已知2;后方交汇法坐标未知,播放后方交会定点功能视屏,（一）悬高测量,功能：让人们能够方便地测量一些无法安置棱镜目标点的高度。1、原理,棱镜高未知时的悬高测量：HD=S*COSa2CD=S*Sina2CE=HD*tana1CB=HD*tana3VD=CB+CE=S*
13、COSa2*(tana1+tana3),2、测量,1、按menu键，再按F4键，键入第二页菜单2、按F1键，进入程序3、按F1键（悬高测量）4、按F2，选择无棱镜模式5、照准棱镜中心D6、按F1（测量），测量开始显示仪器到棱镜间的水平距离HD7、按F48、照准地面点B9、按F410、照准目标E，显示垂直距离VD按F3（平距），返回步骤5，按F2（垂直）返回步骤8，按ESC键，返回程序菜单,（二）对边测量,功能：轻松解决选、布点时要求点与点通视这一限制条件。可测量两个目标棱镜之间的水平距离、斜距、高差和水平角。也可通过直接输入坐标值或调用坐标数据文件进行计算。,对边测量模式有两个功能：1、起点式
14、MLM-1（A-B,A-C）:测量A-B,A-C.2、传递式MLM-2（A-B,B-C）:测量A-B,A-C.,仪器D,棱镜B,F,水平面,1、对边测量原理在DMF中，根据余弦定律HD2=MF2=DM2+DF2-2DM*DF*COS在直角三角形ADM中AM=DM*tana1在直角三角形BDF中BF=FM*tana2在直角三角形ABE中VD=AE=AM-BM=AM-BFSD2=AB2=MF2+AE2,2、对边测量（1）按F2键，进入对边测量模式（2）按F2键，选择不使用文件（3）按F2键，选择不使用格网因子（4）按F1键，选择MLM-1（5）瞄准棱镜中心A，按F1测量，显示AD水平距离DM,按F
15、4（6）瞄准棱镜中心B，按F1测量，显示BD水平距离DF,按F4,屏幕显示出AB间的平距和高差（7）按测距键，可显示斜距 若要测A-C间的平距，按F3（平距），瞄准C，接下来的步骤同（6）（7）.,（三）Z坐标,功能：1、可设置测站点坐标；2、利用对已知点的实测数据来计算测站点的Z坐标。已知点数据和坐标数据可以由坐标数据文件得到。,（四）面积计算,功能：用于计算闭合图形的面积。方法：用坐标数据文件计算面积 用测量数据计算面积注意：图形边界线相互交叉，不能正确计 算面积 不能混合使用坐标文件数据和测量数据来计算面积面积计算所用的点数是没有限制的计算的面积不能超过20万平方米或200万平方英尺,用
16、坐标数据文件计算面积,用测量数据文件计算面积,（五）点到直线的测量,用于相对于原点A(0,0,0)和以直线AB为N轴的目标点坐标测量，将两块棱镜安放在直线上的A点和B点上，安置仪器在未知点C上，在测定这2块棱 镜后，仪器的在仪表 数据和定向角就被计 算，且设置在仪器上。,（五）点到直线的测量,1、按F2（点到线测量）键，进入点到直线测量2、按F1（输入）键，输入仪高，按F4确认3、输入棱镜高，按F4确认4、照准棱镜A（原点），按F4（是）键，进行测量。显示B点反射镜输入屏5、按F1（输入）键，输入B点的棱镜高，按F4确认。6、照准B点，按F4键进行测量。测站的左边与定向角被计算并设置7、按F1
17、（坐标键），测量其他目标点如C，8、照准C点的棱镜，按F4进行坐标测量，显示C点的坐标,（六）数据采集,1、存储数据在数据采集的菜单界面按F3（测量）键，进入待测点测量。按F1（输入）键，输入点号，按F4确认。同法输入编码和棱镜高按F3（测量）键，照准目标点按F1-F3中的相应键进行角度、斜距、坐标的测量。数据被存储，显示屏变换到下一个点，同法进行测量并保存数据。,五、仪器的校正,7、激光对点器（选配）,6、光学对点器,5、粗瞄器,4、指标差（I 角）,2、圆水准器,3、视准轴与横轴的垂直度（2C）,1、长水准器,1.1、长水准器,检验方法：a 转动仪器，使长水准器与任意两个脚螺旋A、B 连线
18、平行，然后调整脚螺旋A、B，使气泡居中。b 将仪器绕竖轴旋转90，再旋转另一个脚螺旋C，使气泡居中。c 重复a、b,使气泡居中。d 将仪器绕竖轴旋转180，若气泡仍居中，说明长水泡与竖轴垂直。,1.2、长水准器,校正方法：a 先调脚螺旋，使长水准器居中。b 旋转仪器180，观察水准器偏移量。c 用校正针校正调整螺钉，使长水准器往回移动二分之一的偏移量。d 将仪器旋转180，检查校正结果。e 重复上述步骤，直至气泡居中。,2、圆水准器,长水准器检验后，若圆水准器气泡已居中（或不超出分划圆圈），说明圆水准器与竖轴垂直,不需校正。校正方法：a 长水准器居中后，再校正圆水准器。b 先松开气泡偏移方向对
19、面的螺钉（一个或两个）。c 然后拧紧偏移方向的调整螺钉，直至气泡居中。d 反复调整三个调整螺钉，直到气泡居中。e 气泡居中后，三个调整螺钉的紧固力均应一致。,3、视准轴与横轴的垂直度（2C）,检验方法：a 仪器开机整平,正镜用望远镜分划板竖丝对准水平方向50米左右一清晰目标,将水平角 置零。b 倒镜瞄准同一目标，读水平盘读数值B，B 和180的差值不能大于正负12。,3、视准轴与横轴的垂直度（2C）,校正方法：a 拆下目镜护盖。b 用校正针拨动望远镜分划板左右两个拉丝直至2C 符合要求。d 装上目镜护盖。,一般不建议客户自己改正水平角误差,因为容易造成仪器光轴偏离,影响测程.,4、指标差（I
20、角）,一般要求不大于12。检验方法：a 按POWER 键开机，整平,正镜用望远镜十字丝分划板横丝瞄准水平方向50米左右一清晰目标，读取垂直角度数A。b 倒镜，对准同一目标，读取此时垂直角读数B。c 天顶零：I（AB360）/2 应不大于12。,4、指标差（I 角）,校正方法：a 按住F1POWER 开机，按F1 键进入垂直角零基准校正。b 正镜，用望远镜分划板十字丝横丝瞄准平行光管平管十字丝分划板竖丝上的一点，按F4 键确认。c 倒镜，对准同一点，按F4 确认（若出现错误提示则按F1 设置键）。,检验方法：a 用望远镜分划板中心竖丝瞄准一水平方向目标，b 若粗瞄器中“”与目标左右重合，则粗瞄器
21、无偏移。,5、粗瞄器,5、粗瞄器,校正方法：a 调整粗瞄器上的两个螺钉。b 若粗瞄器偏离幅度大，松开两个螺钉，扭粗瞄器。c 若偏离幅度不大，松开一个螺钉，用工具敲粗瞄器。,检验方法：a 通过对点器看地面中心，应无偏移。b 将照准部旋转180，再通过对点器看地面中心，也应无偏移,6、对点器,6、对点器,校正方法：a 通过对点器对准地面中心标记处。b 将照准部旋转180，看偏移量是多少。c 去掉对点器目镜盖，调整里面上下左右四个螺钉（上下偏移调整上下两颗螺钉，左右偏移调整左右两颗螺钉），调至偏移量的1/2。d 将照准部旋转180回原来的位置，用脚螺旋再校正剩下1/2 偏移,7、激光对点器（选配）,
22、检验和校正方法与光学对点器基本相同，只要打开对点器看光斑位置。,五.与电脑的通讯,1、普通的COM口电缆线(所有仪器通用)2、内置SD卡(NTS362 NTS312)3、USB专用传输线(NTS362 NTS312 NTS962)4、U盘(NTS962),1.1、普通COM口下载数据,方法与步骤：a 用普通的CE203电缆线将仪器和电脑连接起来。b 打开电脑里的南方专用的传输软件：,c 点击通讯菜单，选中第一项通讯参数，出现如图,参数设置如下：协议：None通讯口：看电脑的具体情况波特率：1200bps(与全站仪一致即可)数据位：8停止位：1校验：无,如出现无法创建通讯口，表示COM口设置不正
23、确,d 设置完成后点确定，再次打开通讯菜单，选中下传NTS300数据,然后弹出等待窗口,e 打开全站仪-菜单-内存管理-数据传输-通讯参数,参数设置如下：协议：None波特率：1200bps(与电脑一致即可)数据位：8停止位：1校验：无,f 设置好参数后，返回，选中发送数据-坐标数据（或者测量数据）-选中要发送的文件-确定，出现,g 此时在电脑上回车，然后再在全站仪上回车即可，,1.2、普通COM口上传数据,方法与步骤：a 用普通的CE203电缆线将仪器和电脑连接起来。b 打开电脑里的南方专用的传输软件：,d 设置完成后点确定，再次打开通讯菜单，选中上传NTS300数据,选中要上传的文件，确定
24、，然后弹出等待窗口,e 打开全站仪-菜单-内存管理-数据传输选中-接收数据-坐标数据（或者测量数据）-重新输入新的文件名-确定，出现,g 此时在全站仪上回车，然后再在电脑上回车即可，,2.1、用卡进行数据传输(NTS312),下载:打开全站仪-菜单-内存管理-翻页到文件操作-工作内存到SD卡-坐标文件-选择要传输的文件 并回车-文件输出类型选*.DAT文件-选择在SD 卡上要存的文件名-回车即可.,上传:将电脑上输好的DAT文件拷贝到SD卡上,将SD插入 全站仪-打开全站仪-菜单-内存管理-翻页到文件 操作-SD卡到工作内存-选择要上传的文件-坐标 文件重新输入要存在全站仪上的数据文件名,回车
25、即 可.,下载:打开全站仪-菜单-内存管理-翻页到文件操作-工作内存到SD卡-坐标文件-选择要传输的文件 并回车-文件输出类型选*.DAT文件-选择在SD 卡上要存的文件名-回车即可.,上传:将电脑上输好的DAT文件拷贝到SD卡上,将SD插入 全站仪-打开全站仪-菜单-内存管理-翻页到文件 操作-SD卡到工作内存-选择要上传的文件-坐标 文件重新输入要存在全站仪上的数据文件名,回车即 可.,2.2、用卡进行数据传输(NTS362),下载:打开全站仪-菜单-存储管理-文件导出-坐标文 件导出-选择要导出的文件名-300格式-重新输 入一个文件名回车即可.,上传:将存在电脑上的DAT文件拷贝到SD
26、卡上,将SD插入 全站仪-打开全站仪-菜单-存储管理-文件导入-坐标文件导入-调用-Disk:B-选择要导入的文件-回车-300格式-重新输入一个要存在仪器上的文件 名回车即可,3、用USB专用传输线进行数据传输(NTS362,NTS312,NTS962),如第一次传输,则先将全站仪开机,用USB电缆线将仪器和全站仪连在一起,如电脑右下角没有出现发现新硬件的提示,则在全站仪上直接进入菜单-内存管理-翻页到数据传输-通过USB-发送数据-坐标数据-选择文件名-回车-是,此时电脑的右下角将提示发现新硬件,然后根据提示装入传输线驱动程序.,打开NTS312或者NTS362各自的专用传输程序,选择通信
27、(USB),点击NTS310全站仪,打开NTS312或者NTS362各自的专用传输程序,选择通信(USB),点击NTS310全站仪,计算机,出现请先在全站仪上回车,然后在计算机上回车,全站仪方面:菜单-内存管理-翻页到数据传输-通过USB-发送数据-坐标数据-选择文件名-回车-是,电脑确定即可,3、用U盘进行数据传输(NTS962),将U盘插入全站仪,在全站仪我的电脑里将显示一个硬盘的提示,打开Wints程序,进入标准测量,点开”工程”-数据导出-跳出一个窗口选择坐标数据-导出-输入一个文件名-OK,这个时候文件就被存在仪器里面.,打开我的电脑,找到刚才的文件,复制后再粘贴到”我的电脑下的硬盘”目录下,这时文件便被保存在U盘里.,取出U盘,插入电脑,用传输软件打开刚才的那个文件即可,六.测量前的准备工作,检查所有设置,检查温度、气压、补偿器开关等设置,检核控制点 用计算器程序解算两控制点的水平距离(理论值)用全站仪测一下两个点实际距离 两个距离值相减最好不要差太多,检查角度误差,并校正,
