利用全站仪进行三角水准测量

1、利用全站仪进行三角水准测量    摘要：随着社会的发展与进步，我们越来越重视利用全站仪的应用，利用全站仪进行三角水准测量对于现实生活中具有重要的意义。本文主要介绍利用全站仪进行三角水准测量的有关内容。 关键词全站仪；测量；高程；系统；设备； Abstract: With the social development and progress, more and more attention to the application of the Total Station, Total Station triangular standard of measu

2、rement has important significance for the real life. This paper describes the use of Total Station triangular leveling. Keywords Total Station; measurement; elevation; system; equipment; 中图分类号：G267文献标识码：A 文章编号： 引言 随着现代科学技术的发展，先进的测量设备日新月异，传统的水准测量进行高程传递受到巷道坡度的限制，普通三角高程测量测量精度较低，在大比例尺测图、井巷贯通等工程中无法满足精度的要

3、求，这种情况下，用全站仪三角水准测量方法，既能提高效率，又能保证质量。全站仪兼有经纬仪和测距仪的优点，且以数字形式提供测量成果，操作简便、性能稳定、数据可通过电子手薄与计算机进行连通等优点，使其在矿山测量中得到了广泛的应用。地面控制测量、地形测量、工程测量、井下测量均可用全站仪进行。 全站仪的概况与组成 全站型电子速测仪简称全站仪，它是一种可以同时进行角度（水平角、竖直角）测量、距离（斜距、平距、高差）测量和数据处理，由机械、光学、电子元件组合而成的测量仪器。由于只需一次安置，仪器便可以完成测站上所有的测量工作，故被称为“全站仪”。 全站仪上半部分包含有测量的四大光电系统，即水平角测量系统、竖

4、直角测量系统、水平补偿系统和测距系统。通过键盘可以输入操作指令、数据和设置参数。以上各系统通过I/O接口接入总线与微处理机联系起来。微处理机（CPU）是全站仪的核心部件，主要有寄存器系列（缓冲寄存器、数据寄存器、指令寄存器）、运算器和控制器组成。微处理机的主要功能是根据键盘指令启动仪器进行测量工作，执行测量过程中的检核和数据传输、处理、显示、储存等工作，保证整个光电测量工作有条不紊地进行。输入输出设备是与外部设备连接的装置（接口），输入输出设备使全站仪能与磁卡和微机等设备交互通讯、传输数据。目前，世界上许多著名的测绘仪器生产厂商均生产有各种型号的全站仪。一）、概况电磁波测距按测程来分，有短程(

5、3km)、中程(315km)和远程(15km)之分。按测距精度来分，有级(5mm)、级(5mm10mm)和级(10mm)。按载波来分，采用微波段的电磁波作为载波的称为微波测距仪；采用光波作为裁波的称为光电测距仪。光电测距仪所使用的光源有激光光源和红外光源(普通光源已淘汰)，采用红外线波段作为载波的称为红外测距仪。由于红外测距仪是以砷化稼(GaAs)发光二极管所发的荧光作为载波源，发出的红外线的强度能随注入电信号的强度而变化，因此它兼有载波源和调制器的双重功能。GaAs发光二极管体积小，亮度高，功耗小，寿命长，且能连续发光，所以红外测距仪获得了更为迅速的发展。本节讨论的就是红外光电测距仪。 全站

6、仪由以下两大部分组成(见图1):采集数据设备:主要有电子测角系统、电子测距系统、还有自动补偿设备等;微处理器:微处理器是全站仪的核心装置，主要由中央处理器，随机储存器和只读存储器等构成，测量时，微处理器根据键盘或程序的指令控制各分系统的测量工作，进行必要的逻辑和数值运算以及数字存储、处理、管理、传输、显示等。 2、全站仪的分类 全站仪采用了光电扫描测角系统，其类型主要有:编码盘测角系统、光栅盘测角系统及动态(光栅盘)测角系统等三种。 2.1全站仪按其外观结构可分为两类 (1)积木式，也称组合式，它是指电子经纬仪和测距仪可以分离开使用，照准部与测距轴不共轴。作业时，测距仪安装在电子经纬仪上，相互

7、之间用电缆实现数据通讯.作业结束后卸下分别装箱。这种仪器可根据作业精度要求，用户可以选择不同测角、测距设备进行组合，灵活性较好。 (2)整体式，也称集成式，它是将电子经纬仪和测距仪融为一体，共用一个光学望远镜，使用起来更方便。 常见的有日本(SOKKIA )SET系列、拓普康(TOPOCON)GTS系列、尼康(NIKON)DTM系列、瑞士徕卡(LEICA )TPS系列，我国的NTS和ETD系列。随着计算机技术的不断发展与应用以及用户的特殊要求，出现了带内存、防水型、防爆型、电脑型、马达驱动型等等各种类型的全站仪，使得这一最常规的测量仪器越来越满足各项测绘工作的需求，发挥更大的作用。 2.2全站

8、仪按测量功能可分成四类 (1)经典型全站仪。经典型全 站仪也称为常规全站仪，它具备全站仪电子测角、电子测距和数据自动记录等基本功能，有的还可以运行厂家或用户自主开发的机载测量程序。其经典代表为徕卡公司的TC系列全站仪; (2)机动型全站仪。在经典全站仪的基础上安装轴系步进电机，可自动驱动全站仪照准部和望远镜的旋转。在计算机的在线控制下，机动型系列全站仪可按计算机给定的方向值自动照准目标，并可实现自动正、倒镜测量。徕卡TCM系列全站仪就是典型的机动型全站仪; (3)无合作目标性全站仪。无合作目标型全站仪是指在无反射棱镜的条件下，可对一般的目标直接测距的全站仪。因此，对不便安置反射棱镜的目标进行测

9、量，无合作目标型全站仪具有明显优势。如徕卡TCR系列全站仪，无合作目标距离测程可达200m，可广泛用于地籍测量，房产测量和施工测量等; (4)智能型全站仪。在机动化全站仪的基础上，仪器安装自动目标识别与照准的新功能，因此在自动化的进程中，全站仪进一步克服了需要人工照准目标的重大缺陷，实现了全站仪的智能化。在相关软件的控制下，智能型全站仪在无人干预的条件下可自动完成多个目标的识别、照准与测量，因此，智能型全站仪又称为“测量机器人”典型的代表有徕卡的TCA型全站仪等。 利用全站仪进行水准测量 全站仪三角水准测量以几何水准测量的作业方法进行高程传递它属于光电测距三角高程的范畴，但不是一般光电测距三角

10、高程。全站仪三角水准测量是将全站仪像水准仪一样的任意置点，而不是将它置在已知点上，同时又不量取仪器高和棱镜高的情况下，利用全站仪自身提供的高程测量和测设功能，如图2所示全站仪就是利用三角高程测量原理测定待定点的高程。图2所示，欲测定点A和点B的高差hAB。 式中:如iA ,iBAB点镜高； 以上LA,LB仪器至佃各点的斜距； 垂直角； K一大气垂直折光系数； R 地球平均曲率半径; 4、应用实例 以义络矿为例，由于煤层倾角大，平均坡度在300以上，每个采区设计的绞车坡坡度也在300左右，绞车坡高程测量要求精度高，用普通水准测量设站多，劳动强度大，影响施工时间长，误差大;三角高程测量测量精度低，

11、有时满足不了生产要求;而用全站仪测水准比较方便。例如测量38000采区绞车坡高差，用尼康DTM一502系列全站仪，仪器标称精度为2”,测距精度为2×10-6，采用了支水准路线测址的方法，从绞车坡上平台测里到下平台H往=-191.343 m，再到纹车坡下平台测量到上平台h反=十191.357 m,设置3站,a=3,高程闭合差为fh=往测十反测=14 mm, 3等水准允许高差闭合差:平地为Fh=40L，山地为Fh=12n=20.8 mm(L为水准路线的长度，。为测站数)，允许高差闭合差为20.8mm，达到3等水准测量的精度。 结束语 在矿山侧量建设和施工中，传统的水准测量由于巷道坡度限制，工作效率低，施测难度大，为此提出全站仪水准测量法，大大提高矿山测量工作效率和人员效率。 参考文献 1 .姬婧 宿 敬 业浅析应用全站仪测量高程的方法J矿业 程 ，2011(2) 2 .王均豪全站仪测量技术在工程测量放样中的实际应用 J新农村 ，201l(3) 3 .李红炜 张维鹏全站仪测量原理及平差方法的研究J城市建设：下 旬 ，2011(1) 4