工程测量----科维TKS-202R全站仪使用

1、全站仪是电子测角、光电测距、微处理器、 机载软件组合智能光电测量仪器 1 全站仪电子测角原理 三种测角系统编码度盘、光栅度盘、动态测角,全站仪测量,1) 编码度盘 玻璃圆盘，刻划n个同心圆环 每个同心圆环码道，n码道数 外环码道圆环2n等分透光、不透光相间扇形区编码 一个编码包含圆心角 =3602n(角度分辨率) 编码度盘可分辨的最小角度,向圆心方向，其余n1个码道圆环分别被等分 2n-1，2n-2, 21个编码 作用确定当前方向位于外环码道的绝对位置 n=4时，24=16，角度分辨率=36016=22o30 向圆心方向，其余3个码道编码数依次为23=8，22=4，21=2 每码道安置发光二极

2、管，对称侧安置光敏二极管 发光管光线通过透光编码被光敏二极管接收逻辑0 光线被不透光编码遮挡逻辑1 获得该方向的二进制代码,4码道编码度盘=22o30，精度太低 提高码道数减小 如，n=16，=360216=0o0019.78 度盘半径不变增加码道数n减小码道径向宽度 拓普康GTS-105N全站仪R=35.5mm n=16，求出=2.22mm，太小 多码道编码度盘不易达到较高测角精度 现常用单码道编码度盘 度盘外环刻划无重复码段二进制编码 发光管照射编码度盘 接收管获取度盘位置编码信息 送微处理器译码为实际角值并送屏幕显示。,2) 光栅度盘 玻璃圆盘径向均匀刻划交替透明/不透明辐射状条纹 指示

3、光栅密度与度盘光栅相同，刻线倾斜一小角 出现明暗相间的条纹莫尔条纹 指示光栅固定,光栅度盘随照准部转动,形成莫尔条纹,照准部转动一条刻线 莫尔条纹向上或下移动一周期 光敏二极管产生正弦规律变化电信号 整形电信号成矩形脉冲信号 对矩形脉冲信号计数求得度盘旋转角值 译码器化算为度、分、秒送屏幕显示。,倾角与相邻明暗条纹间距w的关系w=d/ =20，w=172d，纹距w比栅距d大172倍 细分纹距w 提高测角精度,2 全站仪概述 1) 三同轴望远镜 望远镜视准轴、测距发射光轴、接收光轴,2) 键盘 面板按键输入指令操作 按键硬键，软键 硬键一个固定功能，兼有第二、第三功能 软键操作机载软件菜单，功能

4、显示于屏幕底部,3) 数据存储与通讯 闪存内存,存储24000个点的测量数据与坐标数据 一个RS232C串行通讯接口 专用数据线与PC机COM口或USB口连接 数据通讯软件TKS-COM 实现全站仪与PC机双向数据传输。,RS232接口,4) 电子补偿器 竖轴倾斜量视准轴CC(X轴)横轴HH(Y轴) 电子补偿器单轴补偿(CC),双轴补偿(CC与HH) 液体补偿器补偿范围3,3 科维TKS-202R无棱镜测距(200m)全站仪,数字/字符键盘，绝对编码度盘 一测回方向观测中误差2 电子管水准器单轴补偿器范围3 测程2.3km(单棱镜),200m(无棱镜) 测距误差2mm+2ppm,BT-L1A锂

5、离子充电电池 电压：7.4V 容量：3000mAh 一块充满电的电池 可连续测距7小时 或连续测角20小时 一块电池充满电 需要3小时。,科维TKS-202R全站仪操作面板,科维TKS-202R全站仪开/关机界面,TKS-202R键盘功能表,TKS-202R“角度/距离/坐标/星键”模式菜单总图,棱镜与基座,棱镜对中杆,4 科维TKS-202R全站仪的设置 可在星键模式,参数组1,参数组2下设置TKS-202R 1) 星键 按 键进入星键模式,再按 键翻页菜单 按 键退出星键菜单。 星键1页菜单 提高对比度, 降低对比度,“星键”模式设置棱镜测距常数，气象参数,2) 数字/字符键 按 键执行“

6、数据采集”命令 自动进入字符输入模式 新建内存文件名QH506的方法：,按 键输入字母Q,按 键输入字母H 按 键输入负号,按 键切换为数字输入模式 按 键输入数字506,3) 校正模式 按住 键不放,按 键开机, 屏幕显示“校正模式”菜单后,放开 键,有3个命令。,(1) 竖角零基准 盘左/盘右观测一个与望远镜同高的清晰目标 求出竖盘指标差,仪器根据测得的竖盘指标差 自动校准竖盘指标,使校准后的竖盘指标差为零。 (2) 仪器常数 将检测求出的棱镜测距加常数,无棱镜测距加常数 乘常数输入到仪器内存中供测距时自动改正。 (3) 频率检测模式 物镜端发射精测尺连续调制光 将便携式频率计的接收探头置

7、于仪器物镜前 可测出仪器的精测尺调制频率。,仪器出厂时,工厂已对全站仪进行过严格检测 检测求出的每台仪器 棱镜测距加常数/无棱镜测距加常数/乘常数 已输入到仪器内存中 同时注记于仪器U形支架右侧电池盒一边。 仪器编号为8K0811的机身U形支架右侧电池盒一边 “P:21.2mm”，“NP:20.0mm”,编号8K0811仪器出厂检测并已内置的 棱镜测距加常数P/无棱镜测距加常数NP,4) 参数组2 按住 键不放,按 键开机, 屏幕显示“参数组2”菜单后,放开 键,有3个命令,5.5 科维TKS-202R全站仪的角度、距离、坐标模式 仪器出厂设置的开机模式为“角度模式” 在参数组2下的“模式设置

8、/开机模式”“测角” 1) 角度模式 按 键开机,约5秒钟后进入角度模式界面或按 键 有3页软键菜单,按 键循环翻页。,(1) 角度模式P1页软键菜单 (置零)键:设置当前望远镜视准轴方向的 水平度盘读数为0o0000”。,(锁定)键:锁定水平度盘读数值 假设已将全站仪安置在C点 将CB方向的方位角设置为9o0756”的方法,旋转全站仪照准部,当水平度盘读数接近9o时 旋紧水平固定螺旋,旋转水平微动螺旋 使水平度盘读数为9o0756” 在角度模式P1页菜单 按 键锁定水平度盘读数 使望远镜瞄准后视点B，按 (是)键。,(置盘)键：将水平度盘读数设置为输入值。 使望远镜瞄准后视点B 按 键。 执

9、行“置盘”命令设置后视方位角 比执行“锁定”命令简单。,(2) 角度模式P2页软键菜单 (补偿)键：打开或关闭电子补偿器。 它与星键2页软键菜单,按 键调出界面相同 完成设置后按 键退出界面。,(复测)键：将仪器作为复测经纬仪使用。 复测经纬仪主要用于地下或黑暗环境中的 水平角测量,现已很少使用。 (V%)键：使屏幕显示的竖盘读数 在天顶距与坡度之间切换。 tan(90o89o1201”)=1.4%,(3) 角度模式P3页软键菜单 (H-蜂鸣)键：打开或关闭水平角蜂鸣声。 水平角蜂鸣声为“是”时,旋转照准部 当水平度盘读数接近0o/90o/180o/270o时发出蜂鸣声 执行该命令设置的水平角

10、蜂鸣声,关机后不保存。 仪器出厂设置的“H-蜂鸣”为“关” 如要在开机时自动设置为“开” 应在参数组2将“其它设置/水平角蜂鸣”设置为“开”。,(R/L)键：使水平度盘读数在 右旋(Right)与左旋(Left)之间切换 右旋等价于水平度盘为顺时针注记 左旋等价于水平度盘为逆时针注记 同一个方向的“右旋角+左旋角=360o” 。,(竖角)键：使竖盘读数在天顶距与竖直角之间切换 90o89o1201=0o4759”,2) 距离模式 按 键进入距离模式并自动测量目标点的距离 它有P1，P2两页软键菜单，按 键循环翻页。,(1) 距离模式P1页软键菜单 (测量)键：按设置的距离模式测距。 屏幕第3行

11、显示实测的斜距(SD)值 完成测距后,按 键切换显示平距(HD)，垂距(VD)。,(模式)键：设置距离模式为“精测”,“粗测”,“跟踪” 当设置为“跟踪”模式时,仪器将连续测距 且屏幕显示的距离值只到cm位 “粗测”模式的距离显示位可在“参数组1”界面下设置。,(S/A)键：设置音响模式。 设置棱镜测距加常数,乘常数PPM 输入温度气压计算气象比例改正数ppm。,(2) 距离模式P2页软键菜单 (偏心)键：角度偏心,距离偏心,平面偏心,圆柱偏心。, 角度偏心 仪器安置在测站点O 目标点P不便于安置棱镜时 在P点附近的P点安置棱镜 要求OP=OP 执行“角度偏心”命令 先测量P点的距离 再瞄准P

12、点方向 多次按 键切换 屏幕依次显示测站至P点的 平距HD,垂距VD,斜距SD 多次按 键切换 屏幕依次显示P点的N,E,Z坐标。, 距离偏心 目标点P不便于安置棱镜时 在P点附近的P点安置棱镜 执行“距离偏心”命令 先测量P点的距离 输入P相对于P的2个偏距 (左右偏距,右偏为正 前后偏距,后偏为正) 再瞄准P点方向 多次按 键切换 屏幕依次显示测站至P点的 平距HD,垂距VD,斜距SD 多次按 键切换 屏幕依次显示P点的N,E,Z坐标。, 平面偏心 执行“平面偏心”命令 依次瞄准平面上不在一条直线 的任意三点P1，P2，P3测距 再瞄准P点方向 多次按 键切换 屏幕依次显示测站至P点的 平

13、距HD,垂距VD,斜距SD 多次按 键切换 屏幕依次显示P点的N,E,Z坐标。, 圆柱偏心 设P为圆柱的圆心 P1为直线OP与圆弧的交点 P2,P3分别为圆柱直径左右端点 执行“圆柱偏心”命令 先瞄准P1点测量 再瞄准P2点测量,按 (设置)键 再瞄准P3点测量,按 (设置)键 屏幕显示测站至圆心P的HR/HD 多次按 键切换 屏幕依次显示测站至P点的 平距HD,垂距VD,斜距SD 多次按 键切换 屏幕依次显示P点的N,E,Z坐标。,(放样)键：放样平距,垂距,斜距。 放样平距=5.704m的操作步骤： 执行“放样”命令,按 (平距)键 输入待放样平距值5.704,使望远镜瞄准棱镜。,按 (E

14、NT)键测距,屏幕显示实测斜距值 按 键切换屏幕显示 dHD=实测平距设计平距 按 键为显示棱镜点的N,E,Z坐标。,(NP/P)键：使反射器在“棱镜/无棱镜”之间切换。 它与星键1页软键菜单同名命令的功能相同 该设置在关机后不保存 关机后重新开机,自动恢复反射器类型为“棱镜”。,3) 坐标模式 按 键进入坐标模式并自动测量目标点的三维坐标 它有P1,P2,P3三页软键菜单，按 键循环翻页。,(1) 坐标模式P1页软键菜单 (测量)键：按设置的距离模式测距 并显示镜站点N,E,Z坐标。 (模式)键：设置距离模式为“精测”,“跟踪”,“粗测” (S/A)键：设置音响模式。 (2) 坐标模式P2页

15、软键菜单 (镜高)键：输入棱镜高。 (仪高)键：输入仪器高。 (测站)键：输入测站点N,E,Z坐标。 (3) 坐标模式P3页软键菜单 (偏心)键：与距离模式下的偏心命令相同。 (NP/P)键：使反射器类型在“棱镜/无棱镜”之间切换,使用坐标模式测量目标点三维坐标之前 应先设置测站与后视定向,坐标模式只能设置测站 后视定向可在角度模式,将后视方向水平盘读数 设置为后视方位角。设已将全站仪安置在C点 仪器高为1.456m,算出CB后视方位角为9o0756” 棱镜高为1.52m。,使望远镜瞄准B点的标志,按 键进入角度模式 按 (置盘)键，按 键 完成后视方位角的设置。 按 键进入坐标模式,按 键翻

16、页到2页软键菜单 按 (测站)键，输入C点的三维坐标 按 (ENT)键返回2页软键菜单 按 (仪高)键，输入仪器高1.456 按 (镜高)键，输入镜高1.52,6 科维TKS-202R全站仪的菜单模式 按 键进入菜单模式 有2页软键菜单，按 键循环翻页。,菜单模式菜单总图,1) 数据采集 测量并存储碎部点的测量数据与坐标数据 水平盘读数,竖盘读数,斜距存入测量文件 碎部点N,E,Z坐标存入坐标文件 执行“数据采集”命令,需先输入或选择文件名 按 (输入)键为输入新文件名(最多10位字符) 按 (调用)键为从内存文件名列表选择已有文件名,完成文件名选择后,进入“数据采集”菜单(2页),(1) 设

17、置 在“数据采集2/2”菜单执行“设置”命令 在“参数设置1/2”菜单 设置“平距/斜距”平距；“测量顺序”单次。,设置“坐标自动计算”开 在“参数设置2/2”菜单 设置“数据确认”是。,(2) 测站点输入 在“数据采集1/2”菜单执行“测站点输入”命令 输入测站点名C,编码(可不输),仪器高1.456,按 (坐标)键输入测站点C三维坐标 按 (记录)键将输入的测站点坐标存入坐标文件,(3) 后视 在“数据采集1/2”菜单执行“后视”命令 输入后视点名B,镜高1.52,按 (NE/AZ)键,按 (输入)键输入后视点平面坐标 使望远镜瞄准后视点棱镜 按 (测量)键,按 (斜距)键,按 (是)键。

18、,后视定向的作用是将测站点C后视点B的 水平度盘读数设置为CB的方位角9o0756” 有下列三种方法： 执行“NE/AZ”, “输入”命令,输入B点的平面坐标。 执行“NE/AZ”,“AZ”命令,输入方位角9o0756”。 执行“NE/AZ”,“调用”命令 在当前坐标文件中调用B点的坐标。,执行“数据采集”命令测量碎部点坐标之前 一般先将测区已知点坐标上传到仪器坐标文件 此时,测站点与后视点坐标均可从已知坐标文件调用 应先执行“数据采集2/2”菜单下的“选择文件”命令 选择已知坐标文件为当前文件 完成“测站点输入”与“后视”命令操作后 再执行“选择文件”命令,恢复前已输入文件为当前文件,(4)

19、 前视/侧视 在“数据采集1/2”菜单执行“前视/侧视”命令 输入碎部点名P1,镜高1.52 使望远镜瞄准P1点棱镜,执行“测量”,“坐标”命令 按 (是)键将测得的碎部点坐标存入当前坐标文件 点名自动变为P2,此后只需按 (同前)键。,2) 存储管理 按 键,进入“存储管理”菜单 有3页菜单，按 键循环翻页。,(1) 存储管理1/3菜单 文件状态 查阅仪器内存已有测量文件与坐标文件个数 文件存储的测量数据与坐标数据个数。, 查找 查阅仪器内存所选测量文件(M)内的数据 或坐标文件(C)内的数据。, 文件维护 在所选测量文件(M)或坐标文件(C)更名/查找/删除 “/M”字符开头测量(Meas

20、ure)文件 “/C”字符开头坐标(Coordinate)文件 其后的数字文件中的数据个数 测量文件“*”数据采集模式选定文件 坐标文件“*”放样模式选定文件 “”数据采集模式选定的文件 “&”放样与数据采集模式选定文件。,(2) 存储管理2/3菜单 在所选坐标文件(C)输入点的坐标,删除指定点的坐标 向编码库输入编码。 “点名”与“编码”最多允许输入10位字符 N,E,Z坐标整数位最多输入8位数字(不含负号),(3) 存储管理3/3菜单 数据通讯 “PC机TKS-202R”数据传输上传(限坐标文件) “TKS-202RPC机”数据传输下载或下传。 下载的数据内容可以是坐标文件或测量文件。 数

21、据通讯前,应用数据线连接PC机与全站仪的通讯口,CE-203数据线连接PC机COM口,UTS-232数据线连接PC机USB口,提示： CE-203串口数据线通讯时 通讯软件串口号应设为1PC机的COM1口 UTS-232数据线通讯时 设置通讯软件串口号与UTS-232所插USB串口号相同 在Windsow中查询UTS-232所插USB串口号方法,“系统属性”对话框/“硬件”选项卡/“设备管理器”,查询UTS-232所插USB串口号(图中为COM2),(3) 存储管理3/3菜单 a.通讯设置 四个通讯参数“波特率”,“字符/校验”,“停止位”,“协议” 设置全站仪通讯参数与PC机通讯软件TKS-

22、COM相同,设置“停止位”与“协议”,b.接收数据 仪器接收由通讯软件TKS-COM发送的“坐标数据” 在TKS-COM文本区按规定格式输入 有编码字符坐标行数据“点名,y,x,H,编码” 无编码字符坐标行数据“点名,y,x,H,”,鼠标左键单击通讯软件TKS-COM工具栏上传图标 设置通讯参数与全站仪相同 先启动全站仪接收坐标数据,再左键单击 按钮。,上传坐标数据到全站仪内存文件120501的操作过程,c.发送数据 数据采集的测量文件或坐标文件发送到TKS-COM软件,鼠标左键单击通讯软件TKS-COM工具栏下载图标 设置通讯参数与全站仪相同 先左键单击 按钮启动接收数据 再启动全站仪发送数据。,使用南方CASS下载TKS-202R全站仪坐标文件 执行CASS下拉菜单“数据读取全站仪数据”命令 在弹出的“全站仪内存数据转换”对话框设置如下,生成的“120502.dat”坐标文件可用于CASS展点,d.初始化 “文件区”命令删除全部测量文件和坐标文件 “编码库”命令删除编码库数据 “所有数据”命令删除全部文件和编码库。,3) 放样 按 键,进入“选择文件”界面 完成放样坐标文件选择后,进入“放样1/2”菜单。,(1) 测站点输入 从内存坐标文件120501“调用”C点为测站点 输入测站仪器高1.456m。,(2) 后视 从内