轨道工程测量课件：全站仪与GNSS技术

全站仪与GNSS技术全站仪使用

一、全站仪(totalstation)的发展

opticaltheodolite—electronictheodoliteSteeltape———EDM二、全站仪的功能介绍

1．角度测量(angleobservation)（1）功能：测水平角（horizontalangle）竖直角(verticalangle)（2）方法：与经纬仪相同。若要测出水平角∠AOB，则：aob

A

OB当精度要求不高时——只需半测回：

瞄准A点——置零（0SET）——瞄准B点，记下水平度盘HR的大小。

aob

A

OB当精度要求高时：——可用测回法步骤同用经纬仪操作，配置度盘时，按“置盘”（HSET）如：配置0002’30”，则按HSET—INPUT“0.0230”-ENT，即可。

提问：测回法操作步骤？A

aob

BO2．距离测量(distancemeasuring)PSM、PPM设置——测距、坐标、放样前。1）棱镜常数（PSM）的设置。一般：

PRISM=0（原配棱镜），-30mm（国产南方棱镜）2）大气改正数（PPM）（乘常数）设置。

输入测量时的气温（TEMP）、气压（PRESS），或经计算后，输入PPM的值。（1）功能：可测量平距、高差和斜距（全站仪镜点至棱镜镜点间高差及斜距）（2）方法：

照准棱镜点，按MEAS。

全站仪(totalstation)反光棱镜(reflector)S=cΔt/2

3．坐标测量(coordinatemeasuring)

（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

2）高程（Z）测量原理

（3）方法

后视点测站点待测量点P1)输入测站X，Y，H，仪器高i，P点棱镜高t。2)瞄准后视点，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MEAS（测量）键。

4、点位放样

(Layout)（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。XY后视点测站点待放样点P（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。XY后视点测站点待放样点P位置当前棱镜位置

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ΔX和横向差值ΔY。

XY后视点测站点当前棱镜位置待放样点PdDdHR3）根据显示的dD、dHR或ΔX、ΔY，

逐渐找到放样点的位置。XY后视点测站点当前棱镜位置待放样点PdDdHRdHR=0000’00”

dHD=0m二、GNSS测量的应用与传统的陆上测量技术相比GNSS具有许多优势传统大地测量技术依赖于测站点至目标点的通视情况一般来说传统方式的距离测量被限制在5Km左右气候因素限制着传统测量的运作。如雾，雨等

传统测量技术的缺陷不受气候条件的限制无须通视要求可进行高精度大地测量能实现全天候测量运作省时省力经济效益明显坐标系统通用应用领域广泛具有竞争力的价格GNSS优势XllVlXllllllllVVVllVlllXlX距离测定原理XllVlXllllVll距离测定原理XllVlXllllllllVVVllVlllXlX距离=传播时间x光速距离测定原理我们必定在以R1为半径的球面的某个点上R1

点位测定原理 GNSS基础教程2个球面相交成一个圆弧点位被限制在一曲线上R1R2点位测定原理 GNSS基础教程3个球面相交成一个点3个距离段可以确定纬度，经度，和高程点的空间位置被确定R1R2R3点位测定原理 GNSS基础教程卫星可被看作是在固定的轨道上运动空中观测目标每颗卫星播发独立的时间码进行距离测量常规GNSS接收仪内置较为廉价的钟，这些钟的计时精度比卫星上内置钟的精度低得多无线电电波以光速传播(距离=光速x时间)点位测定原理4段距离解决了纬度，经度，高程和时间四个未知数这就类似于测边交会问题的解决原理点位确定 GNSS基础教程GNSS的信号结构每个GNSS卫星播发一组信号每组信号包括两个不同频率的载波信号(L1和L2)、两个不同的测距码信号(C/A码调制在L1载波上，P码或Y码同时调制在L1及L2载波上)以及卫星的轨道信息

测距码伪距测定测距伪随机码每一卫星播发一个伪随机测距码信号，该信号大约每1毫秒播发一次接收仪同时复制出一个同样结构的信号并与接收到的卫星信号进行比由信号的延迟时间(dT)推算出卫星至接收仪的距离接收仪时钟应与卫星钟校时 GNSS基础教程

载波相位测距载波相位观测载波L1的波长为19cm，L2的波长为24cm接收仪将接收到的卫星载波信号的相位与其自身产生的参考载波信号的相位进行比较接收仪开机后，相位整周数未知(带有整周模糊度)跟踪卫星时间较长时距离的变化可以测定(整周数保持不变) GNSS基础教程

点位测定

精度10-30m单机定位用于导航，其定位精度大约在10到30m左右 GNSS基础教程GNSS定位的误差源与GNSS卫星有关的因素SA技术人为的降低广播星历精度(ε技术)卫星星历误差卫星钟差卫星信号发射天线相位中心偏差与传播途径有关的因素电离层延迟对流层延迟多路径效应与接收机有关的因素接收机钟差接收机天线相位中心误差接收机软件和硬件造成的误差如何提高GNSS的测量精度?使用差分GNSS技术

差分定位技术在测定流动站的座标时与之相关联的参考站的设置是必须的差分定位削减卫星及接收仪钟的误差影响大气影响削减至最小精度达0.5cm-5mBaselineVectorBA GNSS基础教程伪距差分测量精度可达0.5m-5m此种测量形式一般称为DGNSS基线向量差分定位技术BA GNSS基础教程RTD测量原理图测深仪电脑发射电台GNSS主机基准站移动站GNSS主机接收电台测深仪电脑信标台站移动站GNSS主机信标机测量原理图信标天线如果使用载波差分或同时使用载波差分及伪距差分则定位精度可达5-10mm+1ppm基线向量差分定位技术BA GNSS基础教程

常规GNSS的测量方法，如静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分(Real-