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1、第5章 全站仪及其使用,5.1 概述5.2苏一光OTS全站仪及其辅助设备5.3苏一光OTS全站仪的使用,5.1 概述,1.全站仪的概念 全站仪全称是全站型电子速测仪（total station optical electronic tachometric theodolite），简称全站仪（total station）。它是将电子经纬仪、光电测距仪和微处理器相结合，使电子经纬仪和光电测距仪两种仪器的功能集于一身的新型测量仪器。它能够在测站上同时观测、显示和记录水平角、竖直角、距离等，并能自动计算待定点的坐标和高程，即能够完成一个测站上的全部测量工作。此外，全站仪内置只读存储器固化了测量程序，可
2、以在野外迅速完成特殊测量功能，例如，对边测量，悬高测量，偏心测量，面积测量以等。全站仪通过传输接口，将野外采集的数据直接传输给计算机、绘图机，并配以数据处理软件，实现测图的自动化。,2.全站仪结构类型及特点 全站仪按其结构形式可分为：整体式或称集成式（Integrated）组合式或称积木式（Modular）整体式全站仪的电子经纬仪和光电测距仪共用一个光学望远镜，两种仪器整合为一体。组合式全站仪则是电子经纬仪和光电测距仪可分开使用，照准轴和测距轴不共轴，作业时将光电测距仪安装在电子经纬仪上，相互之间用电缆实现数据的通讯，作业完成后，则可分别装箱，这种组合式的全站仪又称半站仪。九十年代以后，基本上
3、都发展为整体式全站仪。,1.整体式 也称集成式，如苏一光全站仪。2.积木式 也称组合式，如常大厂的半站仪。,测距仪,电子经纬仪或光学经纬仪,中国常州大地测距仪厂,1 苏一光全站仪,2,全站仪一般具有下列特点：(1)有大容量的内部存储器。(2)有数据自动记录装置（电子手薄）或相匹配数据记录卡。(3)具有双向传输功能。不仅可将全站仪内存中数据文件传输到外部由脑，还可将外部电脑中的数据文件或程序传输到全站仪，或由电脑实时控制全站仪工作。(4)程序化。存储了常用的作业程序，如对边测量，悬高测量、面积测量、偏心测量等，按程序进行观测，在现场立即得出结果。3.全站仪的精度及其等级 全站仪的精度主要是指测角
4、精度m和测距精度mD。如日本拓普康公司的GTS-710全站仪的标称精度：测角精度m=2，测距精度mD=(2mm+2ppmD)。我国苏州一光生产的OTS232型，测角精度m=2，测距精度mD=(3mm+3ppmD)。,根据国家计量规程（JJG100-94）将全站仪精度划分为4个等级，见表5-1,表5-1 全站仪精度等级,自从1968年原西德奥普托厂（OPTON厂）生产了世界上第一台全站仪Reg Elta14全站仪以来，全站仪的外形、结构、体积、质量等都进行了很大的改进，功能不断完善。世界各测绘仪器厂商均争相生产各种型号的全站仪，品种越来越多，精度越来越高，使用上也是越来越方便。有的具有免棱镜测量
5、功能，例如，日本索佳（SOKKIA）的SET630R型，使用激光免棱镜测量，在测量短距离也达到很高的精度。国内苏一光厂生产的OTS系列也属于激光免棱镜全站仪。有的具有自动跟踪照准功能，例如拓普康（TOPOCON）的自动跟踪全站仪GTS-810A系列；有的将GPS接收仪与全站仪集成，生产出GPS全站仪。全站仪正朝着全自动动、多功能、智能型、标准化方向发展。以下各节以苏一光厂的OTS全站仪作一介绍，详细介绍测角、测距及坐标测量的步骤。,5.2 苏一光OTS全站仪的结构及其辅助设备,1.OTS系列全站仪各部件名称及功能,仪器的两面都有一个相同的液晶显示屏，可显示四 行汉子，每行10个汉字；通常前三行
6、显示测量数据，最后一行显示随测量模式变化的按键功能。右边有6个操作键，下边有4个功能键，其功能随观测模式的不同而改变。,2.OTS全站仪显示屏、操作键及功能键,坐标测量键，左移键,功能键,操作键,角度测量键、上移键,主莱单键，右移键,距离测量键、下移键,退出键,电源开关,3.显示屏两种显示模式：测量模式与莱单模式。测量模式示例如下：,菜单显示模式示例如下：,4.全站仪的辅助设备反射棱镜：单棱镜、三棱镜、反射片及单棱镜对中杆。温度计和气压表。,(a)单棱镜(b)三棱镜(c)三棱镜(d)单棱镜对中杆与支架,5.主要技术指标,1.各种反射镜的测程,2.测距精度（3mm+3ppmD）（精测）（4.5m
7、m+3ppmD）（快速）（10mm+3ppmD）（跟踪）测量时间 初 始：3.0 标 准：1.2s 跟 综：0.5s其他 仪器尺寸：360160155 m 仪器重量：5.3kg,5.3 苏一光OTS全站仪的使用,5.3.1 测量前的准备工作1.安置仪器 将仪器安置在三脚架上，对中、整平。2.开机 按住电源键，直到液晶显示屏显示相关信息为“请转动望远镜，以及棱镜常数、大气修正值和仪器软件版本号”，转动望远镜一周，仪器蜂鸣器发出一短声并进行初始化，仪器自动进入测量模式显示。关机时按住电源键后，再按F1键（即同时按电源键和F1键），仪器显示“关机”，然后放开按键，仪器进入关机状态。仪器也可选择自动关
8、机功能，若选择自动关机，则10分钟内如果无任何操作，仪器自动关机。3.数字的输入 通过不同的功能键实现的，其中，F1对应“1、2、3、4”,F2对应“5、6、7、8”,F3对应“9、0、.、-”,F4对应“ENT”。,这里以输入一个任意水平角度（1593025）为例加以说明：,在角度测量模式下，按F4键两次，进入第3页,VZ:1573358HL:3270351直角|左右|设角|P3,按F3键，选择“设角”，进入任意水平角度设置状态,水平角设置HL:输入|-|-|确认,按F1键，选择输入,进入数字输入状态,水平角设置HL=1 2 3 4 5 6 7 8 9 0.-ENT,按F1键，显示“(1)、
9、(2)、(3)、(4)”,水平角设置HL:（1）（2）（3）（4）,按F1键，选择“1”，数字输入后，显示自动回到上一级，显示“1234567890.-ENT”,水平角设置HL=11 2 3 4 5 6 7 8 9.-ENT,按F2键，显示“(5)、(6)、(7)、(8)”,水平角设置HL=1（5）（6）（7）（8）,按F1键，选择“5”，数字输入后，显示自动回到上一级，显示,水平角设置HL=151 2 3 4 5 6 7 8 9.-ENT,依此类推，输入9、.、3、0、2、5，（分、秒之间没有分隔符“.”）,水平角设置HL=159.30251 2 3 4 5 6 7 8 9.-ENT,按F4
10、键，选择“ENT”后，显示输入的数字,水平角设置HL=159.3025输入|-|-|确认,按F4键，选择“确认”后，返回初始界面,VZ:1573358HL:1593025置零|锁定|记录|P1,5.3.2 标准测量模式 OTS系列电子全站仪设有标准测量模式和应用程序测量模式。标准测量模式包括角度测量、距离测量和坐标测量等。,1.角度测量 仪器开机后，在测量模式下，按角度测量键，进入角度测量模式。（1）水平角（右角）和垂直角测量,按F1键，选“置零”使A目标为000,水平角置零确认吗?-|-|是|否,按F3键，确认水平度盘置零，屏幕返回角度测量模式,VZ:89 25 55HR:0 00 00置零
11、|锁定|记录|P1,照准第二个目标（B）。仪器显示AOB的水平角及目标B垂直角,VZ:87 22 45HR:243 37 52置零|锁定|记录|P1,进入角度测量模式,照准第一个目标（A）,VZ:89 25 55HR:157 33 58置零|锁定|记录|P1,（2）水平角测量模式（右角/左角）的变换,在角度测量模式下，按F4键两次，进入第3页,VZ:89 25 55HR:304 46 53 直角|左右|设角|P3,按F2（左右）键，水平度盘测量右角模式（HR）转换为左角模式（HL）,VZ:89 25 55HL:55 13 07 直角|左右|设角|P3,注：VZ 表示天顶距，HR 表示水平角为右
12、角（即顺时针增加度数之角）。,注：HL 表示水平角为左角（即逆时针增加度数之角）每按一次F2（左右）键，右角/左角便依次切换。,（3）水平度盘角度的设置(a)水平角度值的置零,在角度测量模式下，照准目标点,VZ:89 25 55HR:157 33 58置零|锁定|记录|P1,按F1键，选择“置零”,水平角置零确认吗？-|-|是|否,按F3（是）键，确定水平度盘置零，屏幕返回角度测量模式,VZ:89 25 55 HR:0 00 00 置零|锁定|记录|P1,(b)水平角度值的锁定,在角度测量模式下，照准目标点,VZ:89 25 55 HR:157 33 58 置零|锁定|记录|P1,按F2键，选
13、择“锁定”,水平角锁定HR:157 33 58确认吗？-|-|是|否,照准目标点，按F3（是）键，确定水平度盘锁定，屏幕返回角度测量模式,VZ:89 25 55 HR:157 33 58 置零|锁定|记录|P1,2.距离测量概述（1）距离测量的显示界面有两种：一为斜距测量显示界面，一为高差/平距测量界面。（2）测距条件的设置：测量时，温度、气压以及测量目标条件 对测距有直接影响，因此在测距前应予以设置(a)温度、气压的设置(b)测量目标条件、测距次数及棱镜常数的设置（3）测距模式的设置(a)精测模式：精度:（3mm+3ppmD），显示0.001m(b)跟踪模式：精度:（10mm+3ppmD），
14、显示0.01m(c)粗测模式：精度:（4.5mm+3ppmD），显示0.01m（4）距离测量,（1）距离测量的两种显示界面的切换：,开机后，在测量模式下，按距离测量键 一次或两次，进入斜距测量界面,VZ:72 37 53HR:157 33 58SD:120.530m瞄准|记录|条件|P1,开机后，在测量模式下，按距离测量键 一次或两次，或进入高差/平距测量 界面,HR:157 33 58HD:120.530mVD:35.980m瞄准|记录|条件|P1,注：VZ表示天顶距，HR表示右增水平角，SD表示斜距，HD表 示水平距，VD表示高差,（2）测距条件的设置：测量时，温度、气压以及测量目标条件对
15、测距有直接影响，因此在测距前应予以设置。,(a)温度、气压的设置,开机后，在测量模式下，按距离测量键 一次或两次，进入斜距测量模式,VZ:72 37 53“HR:157 33 58“SD:120.530m瞄准|记录|条件|P1,按F3（条件）键，进入测距条件设置PSM表示棱镜常数PPM表示大气修正值,设置测距条件PSM:000m PPM:000信号：20棱常|PPM|T-P|目标,按F3（T-P）键，进入温度、气压的设置,温度和气压设置温度:0020气压：1013输入|-|-|确认,按数字的输入法，输入所需的温度、气压值。,温度、气压值的输入显示中共有两项输入；当前可输入项的标志为“”号，“”
16、号在哪一项（如：温度0020），则表示现在可进行该项（温度值）的输入；当一项输入完成以后（如：温度0025），按“”键使可输入项标志移到另外一项（如：气压1013），并进行该项（气压值）的输入。开机后，如进入高差/平距测量模式，其操作步骤同上。,（b）测量目标条件、测距次数及棱镜常数的设置,开机后，在测量模式下，按距离测量键 一次或两次，进入高差/平距测量模式,HR:157 33 58VD:35.980mHD:115.034m瞄准|记录|条件|P1,按F3键，进入测距条件的设置,设置测距条件PSM:000m PPM:000信号：20棱常|PPM|T-P|目标,按F1（棱常）键，进入反射棱镜常数
17、的设置，按确认返回设置测距条件界面。,棱镜常数设置棱常:000mm 输入|-|-|确认,在测距条件界面，按F4键，进入目标条件的设置，根据实际情况选按F1或F2按F3，最后按F4（ENT）键后又返回设置测距条件界面。,目标F1:NO PRISMF2:SHEETF3:PRISM ENT,按MENU键，进入主莱单，按“”键2次进入主莱单第3页；再按F1键进入“设置”子莱单第1页。,按进入设置子菜单第2页,设置 2/3 F1:长度单位F2:测距次数F3:二差改正,按F2选择测距次数，进入测距设置项目，仪器显示上一次设置的测距次数。,测距次数设置次数：005 输入|-|-|确认,设置 1/3 F1:最
18、小单位F2:自动关机F3:角度单位,（3）测距模式的设置,在距离测量模式下，按F4键，进入功能键信息第2页,VZ:72 37 53HR:157 33 58SD:120.530m偏心|放样|模式|P2,VZ:72 37 53HR:157 33 58SD:120.530m粗测|跟踪|精测|C,按F3（模式）键，进入测距模式选择,按F3键，选择精测模式。屏幕右下角字母显示“F”（精测）。,VZ:72 37 53HR:157 33 58SD:120.530m粗测|跟踪|精测|F,仪器自动完成设置，并返回距离测量模式,VZ:72 37 53HR:157 33 58SD:120.530m瞄准|记录|条件|
19、P1,VZ:72 37 53HR:157 33 58SD:120.530m瞄准|记录|条件|P1,（4）距离测量步骤,在距离测量模式下，进入功能键信息第1页。望远镜瞄准镜站的棱镜中心。,VZ:72 37 53HR:157 33 58SD:m 瞄准|记录|条件|P1,按F1（瞄准）键，仪器发出激光束，准备测距,VZ:72 37 53HR:157 33 58SD:m测距|记录|条件|P1,按F1（测距）键，仪器开始测距,VZ:72 37 53HR:157 33 58SD*:120.530m停止|记录|条件|P1,按F1（停止）键，仪器停止测距，显示屏显示最后的一次测量结果,VZ:72 37 53H
20、R:157 33 58SD:120.530m瞄准|记录|条件|P1,3.坐标测量(1)原理,在已知测站点安置仪器，选择坐标测量模式，输入仪器高和棱镜高、测站点坐标和后视点的平面坐标和各种气象改正要素。,输入后视点的平面坐标是使仪器求得测站点至后视点的方位角，如果该方位角已知，则可直接输入方位角，而不必输入平面坐标。操作时照准后视点，配置度盘读数为方位角值（也可输入后视点的平面坐标，仪器将自动计算出方位角）。然后转动照准部，照准镜站点上所立棱镜，按下测量键即可求得镜站点的三维坐标。,(2)测定目标点坐标步骤1）输入测站点坐标,在坐标测量模式下，按F4键，进入功能键信息第2页。,N:-0.328m
21、E:-6.610mZ:0.290m镜高|仪高|测站|P2,按F3（测站）键，进入测站坐标输入显示。,N-0.328mE:-6.610mZ:0.290m输入|-|-|确认,按F1（输入）键,进入数字输入状态，按数字的输入法，输入测站坐标N（纵坐标x）的数值。输毕后，按“”键，使“”号出现在“E”（横坐标y）的后面，即显示“E”，然后输入E坐标；E坐标输入完后，按“”键，使“”号出现在“Z”（高程）的后面，即显示“Z”，然后输入Z坐标。,2）设置仪器高/棱镜高,在坐标测量模式下，按F4键，进入功能键信息第2页,N:-0.328mE:-6.610mZ:0.290m镜高|仪高|测站|P2,按F1（镜高
22、）键，进入棱镜高输入,棱镜高输入 RHT:0.000m输入|-|-|确认,按F1（输入）键,进入数字输入状态，按数字输入法，输入棱镜高的数值，例如1.324m,棱镜高输入 RHT:1.324m输入|-|-|确认,按F4（确认）键,显示屏返回到第2页,N:-0.328mE:-6.610mZ:0.290m镜高|仪高|测站|P2,按F2（仪高）键，进入仪器高输入,输入仪器高 RHT:0.000m输入|-|-|确认,与棱镜高的输入方法一样，输入仪器高的数值。,3）后视点坐标的输入,在坐标测量模式下，按F4键两次，进入功能键信息第3页,N:-0.328mE:-6.610mZ:0.290m偏心|模式|后视
23、|P3,望远镜瞄准后视点，按F3（后视）键，进入后视点坐标的输入,N 0.000mE:0.000m Z：0.000m输入|-|-|确认,按F1（输入）键,进入数字输入状态，按数字的输入法，输入后视点的N坐标数值，N的数值输入完成后，按“”键，使“”号出现在“E”的后面，显示“E”，然后进行E坐标的输入，直至输完。,方位角设置 HR:270 00 00照准？是 否,当照准后视目标后，按F3键选择“是”，仪器返回到坐标测量信息第1页界面,N:-0.328mE:-6.610mZ:0.290m瞄准|放样|记录|P11,4）坐标测量的操作,照准镜站点，按F1（瞄准）键，仪器发出光束，准备测距,N:mE:
24、mZ:m测距|放样|记录|P1,按F1（停止）键，仪器停止测距，显示屏显示最后的一次测量结果（镜站的坐标）,N:-5.678mE:8.540mZ:0.290m 瞄准|记录|条件|P1,按F1（测距）键，仪器开始测距,N:-5.678mE:8.540mZ:0.290m停止|记录|条件|P1,注：此时显示的坐标，即为镜站的坐标。,5.2.3 仪器使用的注意事项 1.安置测站时，首先把三脚架安稳妥，然后再装上全站仪。2.迁站时，电源要关闭，仪器要从三脚架上取下装箱，近距离迁站可不装箱，但务必握住仪器的提手稳步行进。3.未装滤光片不要将仪器直接对准阳光。4.在未加保护的情况下，决不可置仪器于高温环境中。5.在进行高精度的观测时，应采取遮阳措施。6.清洁仪器透镜表面时，应先用箱内干净的毛刷扫去灰尘，再用干净的绒棉布沾酒精，由透镜中心向外一圈圈的轻轻擦拭，仪器的镜头千万不要用手去摸。7.仪器装箱时，应先将电源关掉，确保仪器与箱内的安置标志相吻合，且仪器的目镜向上。8.和仪器配套使用的棱镜应保持干净，不用时应放在安全的地方，有箱子的应放在箱内，以免碰坏。,
