1、11.1 全站儀的概念 1、什么是全站儀 速測術與速測儀 全站儀 全站型電子速測儀 4.4 全站儀測量21.1 全站儀的概念 速測術與速測儀 在經典測量中，人們把快速測量距離和方位的方法稱為速測法，或稱速測術（Tachymetry）。把快速測量距離和方位的儀器稱之為速測儀(Tachymeter)。 34.4 全站儀測量 全站型電子速測儀是由電子測角、電子測距、電子計算和數據存儲等單元組成的三維坐標測量系統，能自動顯示測量結果，能與外圍設備交換信息的多功能測量儀器。由于儀器較完善地實現了測量和處理過程的電子一體化，通常稱之為全站型電子速測儀（Electronic Total Station）或簡

2、稱全站儀。4全站儀由以下兩大部分組成： l）采集數據設備：主要有電子測角系統、電子測距系統、還有自動補償設備等。 2）微處理器：微處理器是全站儀的核心裝置,主要由中央處理器,隨機儲存器和只讀存儲器等構成,測量時,微處理器根據鍵盤或程序的指令控制各分系統的測量工作,進行必要的邏輯和數值運算以及數字存儲、處理、管理、傳輸、顯示等。52.1 全站儀的基本結構硬件部分顯 示 器鍵 盤只讀存儲器隨機存儲器輸入/輸出I/O單元微處理器水平角測量單元垂直角測量單元距離測量單元自動補償單元光電測量系統微處理器及軟件全站儀的組成 64.4.3全站儀的分類全站儀的分類積木式積木式（Modular），也稱組合式，它

3、是指電子經緯儀和測距儀可以分離開使用，照準部與測距軸不共軸。作業時，測距儀安裝在電子經緯儀上，相互之間用電纜實現數據通訊，作業結束后卸下分別裝箱。這種儀器可根據作業精度要求，用戶可以選擇不同測角、測距設備進行組合，靈活性較好。整體式（整體式（integrated），也稱集成式，它是將電子經緯儀和測距儀融為一體，共用一個光學望遠鏡，使用起來更方便。 常見的有日本（SOKKIA）SET系列、拓普康（TOPOCON）GTS系列、尼康（NIKON）DTM系列、瑞士徠卡（LEICA）TPS系列，我國的NTS和ETD系列。隨著計算機技術的不斷發展與應用以及用戶的特殊要求，出現了帶內存、防水型、防爆型、電腦

4、型、馬達驅帶內存、防水型、防爆型、電腦型、馬達驅動型動型等等各種類型的全站儀，使得這一最常規的測量儀器越來越滿足各項測繪工作的需求，發揮更大的作用。 7二、徠卡全站儀新家族 TCx05 System- andApplication FunctionalityAccuracy7 5 3 2 1 0.5 low PrecisionSeriesBasic SeriesPerformance SeriesProfessional SeriesTPS300TPS700TPS1100 TPS2000 Theodolite SeriesT100Building and ConstructionApplica

5、tionsLand & EngineeringSurveyingSystems and Monitoring Applicationshigh 全站儀系列4.4.3全站儀的分類全站儀的分類8Geosyst em s303040405050徠卡徠卡 TPS TPS 產品范圍產品范圍 系統系統- - 和應用功能和應用功能精度7 5 3 2 1 0.5 強弱精密系列精密系列工程系列工程系列實用系列實用系列專業系列專業系列TPS300TPS700TPS1100TPS2000基本型系列基本型系列TPS100工程型傳統測量系統應用TPS5000TPS400TPS4004.4.3全站儀的分類全站儀的

6、分類9一、 徠卡全站儀發展簡史 1982 1986 1991 1994 1999 TC2000單軸補償彩色組合功能鍵操作（DOS方式） T3000雙軸補償彩色組合功能鍵操作（DOS方式） TC1610雙軸補償菜單功能鍵操作 TPS1000雙軸補償軟功能鍵操作(圖標操作)自動目標識別 TPS1100雙軸補償軟功能鍵操作(圖標操作)自動目標識別 無合作目標 測距10二、徠卡全站儀新家族 75321.510.5PrecisionTCA1100TCA1800TCA2003SeriesTC1800TC2003TCRA1105 TCRA1103 TCRA1102 TCRA1101TCA1105TCA110

7、3TCA1102TCA1101ProfessionalTCRM1105 TCRM1103 TCRM1102 TCRM1101SeriesTCM1105TCM1103TCM1102TCM1101TCR1105TCR1103TCR1102TCR1101TC1105TC1103TC1102TC1101PerformanceTCR705TCR703TCR702SeriesTC705TC703TC702BasicTCR307TCR305TCR303SeriesTC307TC305TC303T SeriesT107T105T/TM1100T/TM1800徠卡系列全站儀114.4.4 全站儀的特點1、儀器操

8、作簡單，高效。全站儀具有現代測量工作所需的所有功能。 2、快速安置：簡單地整平和對中后，儀器一開機后便可工作。儀器具有專門的動態角掃描系統，因此無需初始化。關機后，仍會保留水平和垂直度盤的方向值。電子“氣泡”有圖示顯示并能使儀器始終保持精密置平。 3、適應性強：全站儀是為適應惡劣環境操作所制造的儀器。它們經受過全面的測試以便適應各種作業條件，例如，雨天、潮濕、沖撞、塵土和高溫等，因此，它們能在最苛刻的環境下完成作業任務。、全站儀設有雙向傾斜補償器,可以自動對水平和豎直方向進行修正,以消除豎軸傾斜誤差的影響。還可進行地球曲率改正、折光誤差以及溫度、氣壓改正。 、控制面板具有人機對話功能。控制面板

9、由鍵盤和主,副顯示窗組成。除照準以外的各種測量功能和參數均可通過鍵盤來實現,儀器的兩側均有控制面板,操作十分方便。 、具有雙向通訊功能,可將測量數據傳輸給電子手簿或外部計算機,也可接受電子手簿和外部計算機的指令和數據。 121.2 全站儀的發展歷史與趨勢 機械經緯儀 光學經緯儀 全站儀全站儀與經緯儀相比 ？13全站儀與經緯儀相比具有以下優點: 1、測量結果自動記錄在電子手簿中,減少了讀數的錯誤和記錄的粗差,提高了功效。 2、利用全站儀中的微處理器,通過傳感器可以自動的改正儀器軸系誤差,提高測量精度;3、距離改正,高差計算和坐標計算在儀器上自動完成,減少了內業計算工作量;4、角度測量中自動掃描整

10、個度盤,并求出平均值作為結果,消除了度盤的刻 劃誤差和偏心差。 14三、徠卡全站儀新技術的領導先驅 （一） 度盤的電子化讀數 電子度盤讀數系統 把操作者從繁重的度盤人工讀數中解脫出來。 不但提高了效率，還大大降低了誤讀的機率。15三、徠卡全站儀新技術的領導先驅 （二）三軸誤差的自動補償與改正 液體補償器 有效的軸系自動補償與改正，是實現高精度測角的有力保證。16三、徠卡全站儀新技術的領導先驅 （三）目標的自動識別與照準 自動目標識別并驅動軸系照準目標，把測量員從全站儀測量工作中最為繁重一項操作人工照準目標中解脫出來，使測量員可以遠離測站。 從此，全站儀的“自動化”又上了一個新的臺階。17三、徠

11、卡全站儀新技術的領導先驅 （四）全站儀的無合作目標測距 有的時候，在目標點上要擺反射棱鏡是比較麻煩的，甚至是不可能的，此時要測距怎么辦呢？ 現在有同軸型的全站儀，可以無合作目標測距，即所謂的“測站”單人測量系統。18三、徠卡全站儀新技術的領導先驅 （五）全站儀的自動控制 遠離測站的幾種測量操作方式： （1）計算機在線控制 GeoCOM 方式 （2）機載軟件控制 GeoBASIC 方式 （3） Modem控制 鏡站方式19三、徠卡全站儀新技術領導先驅 （六）超站儀徠卡 GLPS：精確自動定位和定向的儀器。 n 全站儀（激光測距）n 陀螺儀n GPS20四、全站儀的發展趨勢 測量機器人的來臨！1

12、1、度盤讀數自動化！、度盤讀數自動化！2 2、目標照準自動化！、目標照準自動化！3 3、基座安平自動化！、基座安平自動化！4 4、儀器對中自動化？、儀器對中自動化？5 5、儀高量取自動化？、儀高量取自動化？21四、全站儀的發展趨勢 全站儀的本地化！ 產自瑞士的全球第一臺具有完全中文概念的徠卡全站儀：TPS400 哇噻！哇噻！222.1 全站儀的基本結構軟件部分SYSTEMstartup simple measurementCODINGFUNCTIONSMENUPROGRAMSEDMSETUP全站儀功能菜單全站儀功能菜單 23全站儀功能菜單全站儀功能菜單 全站儀系統啟動全站儀系統啟動SETUP設

13、置RECORD記錄數據PROG應用程序XFER文件傳輸EDIT編輯文件JOB創建作業打開作業刪除作業SYSOPTN系統設置JOB OPTN作業設置SCALE比例因子EMP/PRES溫度/氣壓測量程序放樣程序對邊測量懸高測量面積計算自由設站交會定點導線測量坐標反算導線平差SEND下載文件RECEIVE上裝文件PRINT打印文件至串行口至并行口至數據卡PORT設置通訊參數RAW編輯觀測值POINTS編輯坐標數據PTLIB編輯控制點CODE編碼編輯OCC PT測站點輸入 后方交會 測站高程測定BKS PT輸入后視點BSOBS記錄后視觀測角FS OBS記錄后視觀測值SS OBS點到線測量X-SECT記

14、錄斷面測量24 3.1 徠卡全站儀系統軟件與應用程序庫SYSTEM STARTUP(go and measure)MENUData ManagementSystemSettingsCalibrationsFUNCTIONSIR RLRECLaserpointer On/OffTracking Mode On/Off3D-OffsetCheck TieREM HeightDelete Last RecordPROGRAMSSurveying Setting OutTie DistanceAreaEDMDistancerelatedparametersand settingsLaser Plumm

15、et+IntensityTubular ElectronicLevelSETUPCoding“Quick Coding”252.3 全站儀測角原理全站儀的測角原理靜態度盤測角動態度盤測角編碼度盤測角光柵度盤測角26 一、編碼度盤測角原理 扇區型碼盤 條碼型碼盤27二、編碼度盤與光柵度盤測角特點比較比較項目編碼度盤光柵度盤測角方式絕對式增量式關機后角度信息保留不保留誤差與躁聲不積累積累制造工藝復雜簡單28三、電子測角中的軸系補償與改正 新型液態雙軸自動補償系統補償：（1） 垂直軸傾斜對垂直度盤讀數的影響 （2） 垂直軸傾斜對水平度盤讀數的影響29三、電子測角中的軸系補償與改正 軸系改正： （1）

16、 視準軸誤差（C）的改正（2） 垂直度盤指標差（I）的改正 （3） 水平軸傾斜誤差（i）的改正 30三、電子測角中的軸系補償與改正補償改正垂直角水平角基準線ononV+i+LHz+C+k+T鉛垂線onoffV+i+LHz鉛垂線offonV+iHz+C+k垂直軸offoffV+iHz垂直軸i 垂直度盤指標差， L 補償器零點指標差， C 視準差k 水平軸傾斜對水平角的影響，T 垂直軸傾斜對水平角的影響 軸系補償與改正開關的不同設置對測角的影響31四、自動目標識別與照準自動目標識別的類型： 1）配合式目標識別； 2）自主式目標識別。 徠卡ATR自動目標照準： 1）搜索過程； 2）目標照準過程； 3

17、）測量過程。 32 2.4 全站儀的數據通訊1電源2空3地4數據接收（TH_RXD）5數據發送 (TH_TXD)注：經緯儀插座徠卡全站儀聯機通訊接口定義33 2.4 全站儀的數據通訊例：GIS8數據記錄格式11.+00000D1921.022+16641826 22.022+09635023 31.00+00006649 58.16+00000344徠卡全站儀數據記錄結構： 由若干數據塊組成； 數據塊中包含若干字； 每字都由字索引開頭。34 2.5 徠卡全站儀的技術特點之一 ：創新的概念 具有微機概念的全站儀 不斷升級的操作系統 豐富的應用軟件35 2.5 徠卡全站儀的技術特點之二：先進的技術

18、（1） 世界最好的機械軸系無極微動螺旋驅動 36 2.5 徠卡全站儀的技術特點之二：先進的技術（2） 動態頻率校準技術 激光無合作目標的相位法測距37 2.5 徠卡全站儀的技術特點之二：先進的技術（3） 無需零位探測的絕對編碼測角 徠卡獨特的軸系補償與改正系統 智能型目標自動識別 38 2.5 徠卡全站儀的技術特點之三：開放的思維 與其它設備的開放性與其它設備的開放性 數據格式的兼容數據格式的兼容 對用戶的開放性對用戶的開放性 強大的自主開發工具強大的自主開發工具 開放的測量世界開放的測量世界Open Surveying World393.2 機載軟件開發工具 GeoBASIC 應用程序開發過

19、程原程序編寫原程序編譯仿真試運行 Leica survey Office (上載)*.gba / *.len 403.2 在線控制軟件開發工具 GeoCOM特 點：1、開發的軟件在PC機中運行2、開發環境借助VB、VC等。413.2 在線控制軟件開發工具 GeoCOM開發環境的配置（VB例）把GeoCOM中的“Geocom32.lib”復制到計算機操作系統windows9的system的目錄下；把GeoCOM中“Stubs32.bas”添加到VB開發環境的“工程”主菜單下的“添加模塊”之中。 42 第四全站儀測量系統應用舉例章 全站儀測量系統的開發與應用4.4.1 大型油罐容積標定系統油罐容積

20、標定系統 4.4.2 地下頂管施工自動引導測量系統4.4.3 自動變形監測系統系統 ADMS ADMS 43 4.1 大型油罐容積標定系統油罐容積標定系統 系統主要設備： 1、徠卡TCRM/TCRA系列全站儀 2、機載水平平行斷面測量軟件 3、容積標定后處理軟件 4、便攜式計算機 依據標準： 國際ISO7507-4和國標GB/T13235.3標準 全站儀測量系統應用舉例 大型油罐容積標定系統油罐容積標定系統 全站儀測量系統的開發與應用44 現場數據采集： 在GeoBASIC開發的機載軟件“Hz-Profile”控制下，全過程全自動數據采集。大型油罐容積標定系統油罐容積標定系統 全站儀測量系統的

21、開發與應用45全站儀測量系統應用舉例地下頂管施工自動引導測量系統頂管施工示意圖46全站儀控制箱T11AS12T2S23T3S34T4S4P計算機控制箱AC 220V 儀器站 信號控制箱 工業用計算機地下頂管施工自動引導測量系統管施工自動引導測量系統47 全站儀測量系統應用舉例自動變形監測系統系統 ADMSADMS章 全站儀測量系統的開發與應用3 自動變形監測系統系統ADMS ADMS（Automatic Deformation Monitoring System）自動變形監測軟件是在學習、消化、吸收瑞士Leica公司研制的自動極坐標測量系統APSWin（Automatic Polar Syst

22、em for Windows）的基礎上，通過實際的工程應用，并結合國內用戶的實際需求，研制出的本地化的智能型自動變形監測中文軟件。48 4.3 自動變形監測系統系統ADMS 自動全站儀 通訊及供電 控制計算機 基準點1 基準點2 基準點n 變形點1 變形點m 監測站控制機房基巖上變形體ADMS系統配置圖 全站儀測量系統應用舉例自動變形監測系統系統 ADMSADMS章 全站儀測量系統的開發與應用3 自動變形監測系統系統ADMS 49 4.3 自動變形監測系統系統ADMS ADMS 自動測量界面 全站儀測量系統應用舉例自動變形監測系統系統 ADMSADMS章50 4.4 全站儀測量系統應用舉例 1

23、、大壩及邊坡監測 全站儀測量系統應用舉例自動變形監測系統系統 ADMSADMS章 全站儀測量系統的開發與應用3 自動變形監測系統系統ADMS 513、地鐵形變監測2、大橋變形監測 4.4 全站儀測量系統應用舉例 全站儀測量系統應用舉例自動變形監測系統系統 ADMSADMS章 全站儀測量系統的開發與應用3 自動變形監測系統系統ADMS 52ELECTRONIC TOTAL STATIONS - AISIELECTRONIC TOTAL STATIONS - AISI 1 The AISI is an electronic theodolite used to measure horizontal

24、 and vertical angles and distances. It represents these measurements on a display panel and can concurrently transfer them to a portable data-recording unit (DRU). The DRU can then transfer the data to an external microprocessor for printing, plotting, and further refinement by surveying software.53

25、AISI DESCRIPTION2.The AISI has two modesa construction-survey mode with a range of 2 kilometers and a topographic-survey mode with a range of 7 kilometers. The AISI mounts on standard military tripods and consists of the following modular subassemblies:An electronic theodolite (a digital, automatic

26、angle- and distance-reading/recording instrument with an electronic display/control panel).A DRU (an external memory device for storing data from the theodolite). 543 . T h e A I S I i n t e r f a c e s w i t h microprocessors, printers, and plotters. It transfers digital data directly from its DRU (via a cable