全站仪工作原理,操作介绍PPT课件

第二章全站仪、第一节全站仪概况、第二节全站仪发展现状及展望、第三节全站仪测角原理、第四节全站仪测距原理、第五节全站仪补偿器原理、第六节全站仪数据处理原理、第七节全站仪数据通信、第八节全站仪基本测量功能、第九节全站仪操作及使用注意事项。2，第1节全站仪概述，基本概念(1)快速测量方法：使用仪器测量同一测量站点的平面位置和高程的方法。(2)全站仪：可在测量站快速进行三维坐标测量、定位、自动数据采集、处理、存储等工作，实现测量和数据处理过程的电子化和集成化。全站仪的特点：体积小、重量轻、精度高、耐用，具有强大的软件功能，操作更方便快捷，测量精度更高，内存更大，结构更精巧合理。(1)测绘工程、建筑工程、交通和水利工程、地籍和房地产测量，2)大型工业生产设备和部件的安装和调试，船体设计和建造，大型桥梁和大坝的变形观测，地质灾害监测和体育竞赛。全站仪的应用具有以下特点：1。地形测量时，控制测量和地形测量可以同时进行。2.在施工放样测量中，可以将管道、道路和工程建筑物的设计位置布置在地面上，实现三维坐标的快速施工放样。3.在变形观测中，可以对建筑物(构筑物)的变形、地质灾害等进行实时动态监测。4.在控制测量中，导线测量、前方交会、后方交会等程序功能操作简单、速度快、精度高。其他程序测量功能方便、实用、使用广泛。5.在同一个测量站，可以完成所有测量的基本内容，包括角度测量、距离测量和高差测量，实现数据存储和传输。6.通过传输设备，全站仪可以与计算机和绘图仪连接，形成内外一体化的测绘系统，大大提高了地形测绘的质量和效率。全站仪由四大部分组成：电子测角、电子测距、电子补偿和微机处理装置。全站仪集光、机、电于一体，集集水角度、垂直角度、距离和高差测量功能于一体。全站仪由以下部分组成：(1)供电部分：充电电池，为所有部分供电(2)测角部分：电子经纬仪。可测量水平角、垂直角和设定方位角(3)补偿部分：可实现仪器垂直轴倾斜误差对水平和垂直角测量影响的自动补偿和校正(4)测距部分：光电测距装置，测量两点之间的距离(5)中央处理器：接受输入指令，控制各种观测操作模式，进行数据处理(6)输入输出设备：键盘、显示屏、双向数据通信接口。2、全站仪的基本结构、8、组合式全站仪组合式全站仪是由测距头、光学经纬仪和电子计算部分组装组合而成。整体全站仪包括电子测距、角度测量、补偿、记录、计算、存储和机壳内的其他部分。原理：发射、接收和瞄准光学系统设计成同轴的，共用一个望远镜。角度和距离测量只需要一次瞄准。测量结果可自动显示，并可与外围设备双向通信。特点：体积小、结构紧凑、操作方便、精度高。用途：与棱镜对中杆和支架一起使用。(通常，在水平和垂直方向上有同轴双速制动和微动手轮)。嘿。10，4。全站仪的精度和等级1。在全站仪的精度等级设计中表3-1和表3-2的关系测距仪精度分类的标准偏差，即测距精度，根据国家技术监督局发布并于1991年1月实施的光电距仪检定规程分为三个等级，如表3-2所示。表3-2测距仪精度分类。12、2、全站仪等级、一、二级仪器为精密全站仪，主要用于高等级控制测量和变形观测等。三、四级仪器主要用于道路和施工现场的施工测量、电子平板数据采集、地籍测量和房产测量等.13岁，14，5。计算机全站仪的主要特点(1)计算机全站仪(智能全站仪):具有双轴倾斜补偿器、双面主辅显示器、双向传输通信、大容量存储器或磁卡和电子记录本两种记录方式，并具有丰富的机内软件。因此，测量速度快，观测精度高，操作简便，适用范围广，性能稳定。自1993年以来，它受到广大测绘技术人员的欢迎，成为全站仪的主流发展方向。计算机全站仪的主要特点如下：(1)计算机操作系统。计算机全站仪具有与普通PC机相似的操作系统。(2)大屏幕显示。它可以显示数字、字符和图像，还可以显示电子气泡的中心，从而提高仪器放置的速度和精度。采用人机对话控制面板。(3)内存容量大。一般来说，内存超过1M，包括640K主内存、320K数据内存、512K程序内存和512K扩展内存。(4)国际计算机通用磁卡的使用。所有测量信息都可以以文件的形式记录在磁卡或电子记录簿中。磁卡采用非接触感应式，可长时间保存数据。(5)自动补偿功能。补偿器配有双轴倾斜传感器，可直接检测仪器的垂直轴、准直轴方向和水平轴方向的倾斜，通过仪器处理计算校正值，校正垂直和水平值，提高角度测量精度。(6)测距时间快，功耗低。全站仪的发展主要体现在硬件设备上，如减少质量和体积。中期：全站仪的发展体现在软件功能上，如水平距离转换、自动补偿校正、加常数和乘常数的校正等。今天：全站仪的发展是全方位的，如全自动和智能化。因此，全站仪的发展现状和前景正朝着全自动化、多功能、开放性、智能化和标准化方向发展。它将在地形测量、工程测量、工业测量、施工测量和变形观测等领域发挥越来越重要的作用。全站仪的发展具有以下特点：仪器系统中，全站仪有一个标准串口用于数据输出，这个标准串口的开发和应用不仅可以将仪器的数据传输到记录仪、电子记录本或电子平板电脑，即实现数据的单向流动；还可以从计算机向仪器输入数据或程序，从而更新仪器的软件。即使通过计算机和仪器之间的连接，仪器也作为终端，计算机中的程序实时控制仪器，从而实现数据的双向流动。这时，全站仪不再是单一的测绘仪器。连同计算机、软件甚至一些通信设备(如电话、传真机、调制解调器等。)，形成一个双轴自动补偿校正的智能测绘系统(安装在全站仪上的补偿器可以自动检测或校正仪器垂直轴倾斜引起的角度测量误差；误差值通过仪器的准直轴误差和横轴误差的检测结果来计算，如有必要，通过仪器的内置程序来校正观察角度)。嘿。18.实时自动跟踪、处理和接收计算机控制(全站仪采用新结构因此，在变形观测、动态定位以及在一些对人体有害的环境中的应用中，它将具有无可比拟的优势)。操作简单，功能强大(全站仪采用液晶显示屏，所以显示的文字没有太大区别。一些仪器提供几种不同语言的操作菜单。虽然中文占用更多的格线，但使用“滚动条”可以解决这个问题)。内置程序增加并标准化(内置程序可以提供观察过程并实时计算最终结果。只要观测者能够遵循仪器中设定的功能，操作步骤正确，测量就可以完成，而没有程序的全站仪只能提供观测值和计算值。通过该程序，内部计算工作直接在现场完成，程序的执行过程实际上就是仪表操作的执行过程。目前，每个制造商的仪器都有内置程序的功能。更实用的程序包括刻度盘定向、放样测量、坐标测量等。在一个开放的环境中，用户可以开发两次功能(开放性足够包容和灵活，可以适应不同场合的不同需求。随着科学技术的进步，对开放环境的要求已经蔓延到整个开发和应用领域。过去，用户只能被动地接收全站仪提供的功能。如果遇到一些特殊要求，用户只能采用一些灵活的方法，不能主动控制仪器。然而，在开放环境下，用户可以参与仪器功能的二次开发，使用户真正成为仪器的“心灵”，让仪器按照人们的意愿工作。仪器的兼容性和标准化(在购买的一套仪器使用了几年后，如果其中一个关键部件损坏或技术更新，由于设备之间的不兼容性，该套仪器配置中的其他附件不能被其他仪器使用，则用户只能完全消除它们。目前，各种制造商的数据记录设备接近于PCM-CIA卡，但这只是兼容性方面的一小步。考虑到全站仪是在特殊行业中使用的特殊仪器以及每个制造商的利益，兼容性只能保持在假设的基础上)。20、实现数据共享能力(指全站仪与其他类型仪器(如全球定位系统接收机和数字水准仪)之间的数据交换)。通过不同仪器之间的数据交换，减少了内外工作的联系，提高了测量工作的自动化水平)，精度高(目前精度最高的全站仪测角精度为0.5，测距精度为1毫米1皮米)。高精度仪器的出现解决了精密工程测量中的一系列问题。然而，在实际测量工程中，有时需要更高精度的仪器来降低精密测量的难度和工作量。这是用户的要求和技术的发展。目前，各公司新发布的全站仪软件包大多使用菜单功能。使用菜单功能和配置的操作提示可以简化键盘操作，同时改善仪器操作功能。(2)基本测量功能。包括电子测距和电子测角(水平角和垂直角)，数据存储、结果计算、数据传输和基本参数设置均可通过微处理器处理实现。主要用于基础测绘工作，包括控制测量、地形测量和工程放样施工测量等。应特别注意的是，电子角度测量系统将开始工作，并在系统启动时实时显示观察数据。(3)程序测量功能。包括水平距离和高差的切换显示、三维坐标测量、边缘测量、放样测量、偏心测量、后方交会测量、面积计算等。特别要注意的是，程序测量功能只是距离测量和数据处理。观测数据处理后显示所需的测量结果，实现数据存储和双向通信目前，全站仪一般配备标准的操作系统。用户可以在PC机上开发各种测量应用，扩展全站仪的功能。全站仪软件包在中国的发展现状(1)软件包一般配备有符合中国测绘生产组织和国家测绘标准的应用程序。(2)软件包功能齐全。如南方测绘仪器公司的NTS-202系列全站仪可以提供平均测量、放样测量、悬高测量、间接测量、坐标测量和数据传输等功能。它们在实现数字制图中发挥着重要作用。(3)用户界面为中文，方便中文用户操作。例如，苏州第一光学仪器厂生产的DQZ2全站仪具有宽点阵屏幕图形，其软件包的用户界面全部用汉字显示。(4)集成软件包数据采集和计算处理，形成的各种坐标数据文件可以通过格式转换与各种绘图软件接口，实现自动绘图。(5)用户可选择多种测量方法，全站仪可广泛应用于控制测量、工程测量、工程放样施工等领域。从这一点来看，从硬件到软件，实现全站仪的国产化已经具备了技术条件。全站仪软件包的未来发展趋势全站仪软件包将向以下几个方面发展：(1)从基于DOS的编程到Windows编程，软件包功能更加强大，界面更加丰富多彩。(2)通过格式转换和各种绘图软件界面实现自动绘图。(3)随着液晶显示技术的进一步发展，未来全站仪显示屏将不仅显示文字，还将显示图形。全站仪软件包将能够在现场实时绘制工作草图，使自动数据采集和辅助测绘能够同时进行，从而成为未来野外测量作业的先进作业模式。(4)综合测量系统的建立作为内外部作业的重要组成部分，已成为全站仪软件包开发的延续。如索亚的“综合测绘系统”、徕卡的“开放测量世界”、南方测绘的“中国科学院南方内外业综合测绘软件”和北京光学仪器厂的“BGSS”综合测绘系统。24、第三节全站仪测角原理全站仪测角原理(仍使用刻度盘，从刻度盘上获取电信号，然后将电信号转换成数字并显示角度值)电子测角刻度盘主要有三种形式：编码刻度盘、光栅刻度盘、动态姿态刻度盘。因此，电子测角也有编码测角、光栅测角和动态测角的形式。第四节全站仪测距原理世界上第一台测距仪是由瑞典AGA公司于1947年制造的。该厂生产的AGA-8激光测距仪被认为是第一代测距仪的代表。这种仪器的最大射程一般为20-60公里。1954年由南非研制并于1957年正式生产的微波测距仪也是第一代测距仪。在良好的条件下，最大测距仪可达60-80公里。尽管第一代测距仪具有很高的测距精度，但它体积大、重量重、价格昂贵。20世纪60年代中期，电子产品的小型化和小型发光二极管的成功开发为第二代测距仪的设计提供了条件。第二代测距仪是一种小型便携式仪器，功耗低，操作简单，但最大距离较短，一般为0.5-5公里，距离精度为(2-10)毫米(0.5-5) ppm)。相干激光引入光波测距仪后，产生了第三代测距仪。这种仪器很轻，耗电少，阅读方便。最大测距仪可达5 60公里，精度高达(5毫米lppm)。目前，测距仪正朝着小型化、自动化和多功能的方向发展。20世纪80年代中期，中国发展了第一台电磁w1.测距仪的距离测量测距仪一次测量的最长距离称为测距仪的距离测量。一般认为：(1)短距离测距仪测量范围在5公里以内；(2)中程测距仪测量范围5-30公里；(3)远程测距仪测量距离超过30公里。2.测距仪的测距精度测距仪的测距精度是仪器的重要技术指标之一。测距仪的测距精度为：(3-10)纵向测距中值误差，毫米；a-固定误差，mm；b-比例误差；d-距离，公里。测距测距仪的基本原理是通过测量光波在被测距离上来回传播的时间来计算被测距离。光电测距仪安装在A点，反射棱镜安装在B点。测距仪发出的光波被反射棱镜反射后，被测距仪接收，并测量光波在A点