第五章全站仪的结构组成和基本操作方法.pdf
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1、第一节 全站仪的结构组成和基本操作方法 数字化测图的关键仪器是电子全站仪。它具有功能强、精度高、用途广和使用方便、快捷等特点,备受欢迎。目前,世界各国生产的全站仪品种、规格、型号繁多,并朝着自动化、智能化的方向发展,如增加自动调焦、自动锁定跟踪目标、激光对点、数字键、免棱镜观测、DOS操作等等。但无论哪一种规格型号,其中最主要的几种指标是:测程、测角精度、测距精度、存点数量。(图 5-1)为南方测绘公司的全站仪系列产品。各种全站仪的基本操作上略有不同。但基本原理和主要功能基本相同。本章将以拓普康电子全站仪为例,介绍全站仪的有关知识。一、GTS332电子全站仪的组成 GTS332电子全站仪由电子
2、经纬仪、光电测距仪和微机三部分组成,主要技术指标是:单棱鏡测程 3km,测角精度2,测距精度(2mm+2ppmD),野外测量最多能存 8000个点,能进行数据采集、数据文件存储并通过 RS232C串行信号接口与其它计算机进行数据通讯。全站仪的各部件名称如(图 5-2)。二、基本操作方法 全站仪的安置操作(对中、整平、瞄准等)与经纬仪基本相同,所不同的是,全站仪有一操作键盘和显示屏(图 5-3),通过观测和键盘的操作,会在显示屏上显示出各种数据。1、键盘操作 各种操作键的功能见(表 5-1)。按 POWER键打开电源开关后,可直接进入角度测量,如按 键或 键可进行距离测量或坐标测量,若按 MEN
3、U键,将进入菜单测量模式。操作键 表 5-1 键 名称 功 能 POWER 电源 电源开关 星键 1 显示屏对比度 2十字丝照明 3背景光 4 倾斜改正 5设置大气改正和棱镜常数 坐标测量键 坐标测量模式 距离测量键 距离测量模式 ANG 角度测量键 角度测量模式 MENU 菜单键 在菜单角模式和之间切换,在菜单角模式下可设应用测量与照明调节、仪器系统误差改正 ESC 退出键 1 返回测量或上一层模式 2 从正常测量直接进入数据采集模式或放样模式 3 也可用作为正常测量模式下的记录键 ENT 确认输入键 在输入值末尾按此键 F1-F4 软键(功能键)对应于显示的软键功能信息 2、显示屏显示的符
4、号(表 5-2)显示屏 表 5-2 显示 内容 显示 内容 V(V%)垂直角(坡度显示)N 北向坐标(X)HR 水平角(右角)E 东向坐标(Y)HL 水平角(左角)Z 高程(H)HD 水平距离*EDM(电子测距)正在进行 VD 高差 m 以米为单位 SD 倾斜距离 f 以英尺/英寸为单位 在显示屏右边的各操作键与显示屏下方的软键(功能键)配合,将组合成各种各样的功能,并在显示屏上显示出各种信息(图 5-4)。3、角度测量模式下各功能键的功能(表 5-3)角度测量模式 表 5-3 页数 软键 显示符号 功 能 1 F1 置零 水平角置为 0 0000 F2 锁定 水平角读数锁定 F3 置盘 通过
5、键盘输入数字设置水平角 F4 P1 显示第 2 页软键功能 2 F1 倾斜 设置倾斜改正开或关,若选择开,则显示倾斜改正值 F2 复测 角度重复测量模式 F3 V%垂直角度百分比坡度(%)显示 F4 P2 显示第 3 页软键功能 3 F1 H-蜂鸣 仪器每转动水平角 90是否要发出蜂鸣声的设置 F2 R/L 水平角右/左计数方向的转换 F3 竖盘 垂直角显示格式(高度角/天顶距)的切换 F4 P3 显示下一页(第 1 页)软键功能 请操作:4、距离测量模式下各功能键的功能(表 5-4)距离测量模式 表 5-4 页数 软键 显示符号 功 能 1 F1 测量 启动测量 F2 模式 设置测距模式精测
6、/粗测/跟踪 F3 S/A 设置音响模式 F4 P1 显示第 2 页软键功能 2 F1 偏心 偏心测量模式 F2 放样 放样测量模式 F3 m/f/i 米、英尺或英寸单位的变换 F4 P2 显示第 1 页软键功能 请操作:5、坐标测量模式下各功能键的功能(表 5-5)坐标测量模式 表 5-5 页数 软键 显示符号 功 能 1 F1 测量 开始测量 F2 模式 设置测距模式精测/精测/跟踪 F3 S/A 设置音响模式 F4 P1 显示第 2 页软键功能 2 F1 镜高 输入棱镜高 F2 仪高 输入仪器高 F3 测站 输入测站点(仪器站)坐标 F4 P2 显示第 3 页软键功能 3 F1 偏心 偏
7、心测量模式 F3 m/f/i 米、英尺或英寸单位的变换 F4 P3 显示第 1 页软键功能 请操作:6、星键用于各种设置(表 5-6)星键 表 5-6 键 显示符号 功 能 F1 照明 显示屏背景光开关 F2 倾斜 设置倾斜改正,若设置为开,则显示倾斜改正值 F3 定线 定线点指示器开关(仅适用于有定线点指示器类型)F4 S/A 显示 EDM回光信号强度(信号)、大气改正值(PPM)和棱镜常数值 或 黑白 调节显示屏对比度(0 9 级)或 亮度 调节十字丝照亮度(1 9 级)十字丝照明开关和显示屏背景光开关是联通的 当通过主程序运行与星键相同的功能时,则星键模式无效。7、菜单测量 按菜单键ME
8、NU,仪器进入菜单模式,在此模式下可进行数据采集、放样、存储管理、程序测量以及设置和调节工作(图 5-5):请操作:三、字母数字输入方法 当输入仪器高、棱镜高、测站点和后视点等有关字母与数字时,需要用键盘输入这些字符或数字。1、利用 键或 键,使箭头指示要输入的条目 例如:数据采集模式输入仪器高时,可按 键或 键,上下移动箭头至仪器高行(图 5-6),按F1(输入)键,箭头即变成等于(=),即可输入仪器高数值。2、输入字符(图 5-7)用 键或 将箭头移到待输入的条目 按F1(输入)键,箭头即变成等于(=)这时在底行上显示字符 按相应的软键,依次输入数字(或字母),最后按ENT确认即可。若修改
9、字符,可将箭头移动到修改的字符上并再次输入。请操作:四、南方带数字键的电子全站仪 近几年来,带数字键的电子全站仪开始使用,其键盘操作方法十分方便,输入数字时,就象敲电话机的号码一样。以下是几种南方测绘公司带数字键的电子全站仪:1、南方电子全站仪 NTS-350系列(图 5-8)2、南方电子全站仪 NTS-550系列(图 5-9)3、南方电子全站仪 NTS-660系列(图 5-10)4、NTS-660数字键的操作 NTS660操作简单,开机后直接按 F1F6 各键直接进入相应的界面,根据中文提示,进行相关的测量。(图 5-11)五、进口电子全站仪简介 以下列举几个国外知名厂家的部分型号的电子全站
10、仪,这些仪器包含许多先进的功能,如激光对中、自动调焦、跟踪测量等,供学习参考。也可以从相关网站上查询所需信息。1、拓普康电子全站仪 GTS-600系列(图 5-12)2、索佳电子全站仪 SET-030R系列(图 5-13)3、徕卡电子全站仪 TPS-700R系列(图 5-14)六、电子全站仪的未来发展 电子全站仪正以惊人的速度发展,集控制测量、测图、工程放样于一体,外业数据采集、数据处理和绘图相结合,操作更加方便。南方正在研制的电子全站仪 NTS-WIN(图 5-15)第二节 全站仪的主要功能和使用 GTS-332全站仪的主要功能有角度测量、距离测量、坐标测量、放样测量和一些特殊的测量,同时还
11、可进行强大的数据采集和存储管理。一、测前准备 测前测量人员要了解仪器的操作注意事项,特别是安全注意事项,避免造成不必要的人身与财产损失,检查电源电量是否充足。二、测量准备 1、安置仪器 在站点上安置三脚架,装上全站仪,进行对中、整平,其操作方法与经纬仪基本相同。2、开机 在确认仪器已整平的情况下,打开电源开关(POWER)。3、检查电源使用情况 当显示屏上电池剩余显示闪烁时,说明电池已用完,应立即关机,并更换电池。4、垂直角与水平角倾斜改正 一般情况下,角度可进行自动补偿,因此通常倾斜传感器选择“开”,只有当超出补偿范围时,必须用人工整平,也可用软件设置倾斜改正。三、角度测量(图 5-16)进
12、行水平角测量时,按ANG键,确认处于角度测量模式,按如下操作:(表 5-7)确认处于角度测量模式 表 5-7 请操作:同时通过键盘操作,可进行水平角的左角和右角的切换、水平角的设置、角度的重复观测、水平角 90间隔蜂鸣声的设置和天顶距及高度角的切换等。四、距离测量 1、大气改正的设置 当需要设置大气改正时,通过测量温度和气压求得改正值。也可在仪器中直接设置。2、棱镜常数的设置 拓普康棱镜常数为 0,当用其他厂家生产的棱镜时,应设置常数改正,如本实验室使用的大棱镜,其常数为-30mm。按星键进行棱镜常数的设置。3、确认处于测角模式时,进行如下操作可进行距离测量(表 5-8)确认处于测角模式 表
13、5-8 请操作:其中按 键依次显示斜距 SD、平距 HD、高差 VD。这是指仪器中心至反光镜之间的斜距、平距和高差。根据需要选择精测模式/跟踪模式/粗测模式,距离单位可用软键进行“m”(米),“f”(英尺)等转换。还可进行单次或多次测量。五、坐标测量(图 5-17)坐标测量可在坐标测量模式下进行,也可在数据采集中进行,但都必须进行测站点坐标、仪器高、棱镜高及起始边方位角的设置。1、设置测站点坐标 在一个已知测站点 O 上安置仪器,通过键盘输入(设置)测站点坐标 X0,Y0,H0(即 NO,EO,ZO)。2、输入(设置)仪器高 I 3、输入(设置)棱镜高 L 4、照准后视点,输入(设置)起始边方
14、位角OA 输入一已知点 A 的方位角(瞄准 A 点),(也可输入 A 点的坐标,并选择一种测量方法进行测量,这样起始边方位角就被设置)。5、进行坐标测量 再照准目标 B,按 键,即可测量并显示未知点 B 的坐标 XB,YB,HB(即 NB,EB,ZB)(表 5-9)。这个过程的实质是,既测了照准B 点的水平角(等于OB 的方位角OB)、竖直角OB,又测了 OB 的斜距 SD,并计算了平距 HD 和垂距 VD,按下式计算B 点坐标:HD=SDCOS VD=SDSIN NB=NO+HDCOS EB=EO+HDSIN ZB=ZO+VD+I-L 操作过程如表 5-9:确认处于坐标测量模式 表 5-9
15、请操作:六、放样测量 以下介绍两种放样方法 1、按放样点的指向角和平距(或斜距、高差)放样:在测站点上安置仪器,进行仪器高、棱镜高设置,瞄准后视点 A,利用角度测量模式设置水平角 0 0000,再转动仪器瞄准大致前视放样点 B 的反光镜,按 F3键,显示水平角,再微动全站仪使水平角等于指向角,移动 B 点的反光镜,使其在视线方向上。按 键,可显示平距(或选择高差、斜距),在视线方向移动反光镜,当显示屏上水平角和平距都等于放样值时,即得放样点位。也可在距离测量模式中,选择放样模式,输入放样距离,即可显示放样值与测量值之差dHD,dHD接近为 0 时按精测模式,当 dHD等于 0 时,放样结束。(
16、图 5-18)2、按放样点的坐标数据放样 这种方法是在菜单模式中的放样模式下进行,测站点、后视点及仪器高、棱镜高设置与前法相同,不同的是测站点和后视点的坐标数据可以由键盘输入也可由已知数据文件调用,从而反算出方位角,求出放样的元素(指向角 和平距以及高差)(图 5-19)。操作过程示例见(表 5-10)。放样测量 表 5-10 七、偏心测量 偏心测量有四种模式,即角度偏心测量、距离偏心测量、平面偏心测量和圆柱偏心测量,由距离测量或坐标测量模式按 偏心 软键即可显示偏心测量菜单,(图 5-20)。1、角度偏心测量(图 5-21)当碎部点(如大树)直接架设棱镜有困难时,用此测量模式。这时只要安置棱
17、镜于和仪器平距相同的点 P 上,在设置仪器高和棱镜高后进行角度偏心测量,即得到被测物中心位置的坐标。角度偏心测量的原理是,照准棱镜所测的平距与照准碎部点所测的角度组合起来,即可计算碎部点的坐标。2、距离偏心测量(图 5-22)当已知某地物(如大树或池塘)的半径时,用此测量模式。这时,输入图中所示的偏心距 oHD并在距离偏心测量模式下测量 P1点,在显示屏上就会显示出P0点的距离或坐标。但要注意,若测量点 P1位于待求点前边时,偏心距为正值,若位于后边则为负值。3、平面偏心测量(图 5-23)设 P0点位于某平面上且无法直接安棱镜,则用此模式测量,这时要在平面偏心的模式下,先测定平面上任意三个点
18、(P1,P2,P3),以确定被测平面,再照准 P0点,仪器就会自动计算并显示 P0点(视准轴与该平面交点)的距离和坐标。4、圆柱偏心测量(图 5-24)当要测定一个圆柱的中心位置时,用此测量模式。在此模式下首先直接测定圆柱上 P1点的距离,然后通过测定圆柱面上两个切点(P2,P3)的方位角,就可以计算出圆柱中心 P0点的距离、方位角和坐标。八、程序测量 在菜单模式下,选择程序测量模式,可进行以下特殊的应用测量:如(图 5-25)1、悬高测量(REM)如(图 5-26),为了得到不能放置棱镜的目标点高度,只须将棱镜架设于目标点所在铅垂线上任一点,然后进行悬高测量。先对棱镜进行测量,则棱镜位置被确
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- 第五 章全站仪 结构 组成 基本 操作方法
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