11、什么是全全站儀速測術(shù)與速速測儀全站儀—全站型電子子速測儀測量儀器的的發(fā)展及分分類2§1.1全站儀的概概念速測術(shù)與速速測儀在經(jīng)典測量量中，人們們把快速測測量距離和和方位的方方法稱為速速測法，或或稱速測術(shù)（Tachymetry）。把快速速測量距離離和方位的的儀器稱之之為速測儀(Tachymeter)。3全站儀測量量全站型電子子速測儀是是由電子測測角、電子子測距、電電子計算和和數(shù)據(jù)存儲儲等單元組組成的三維維坐標測量量系統(tǒng)，能能自動顯示示測量結(jié)果果，能與外外圍設(shè)備交交換信息的的多功能測測量儀器。。由于儀器器較完善地地實現(xiàn)了測測量和處理理過程的電電子一體化化，通常稱稱之為全站站型電子速速測儀（ElectronicTotalStation）或簡稱全全站儀。4全站儀由以以下兩大部部分組成：：l）采集數(shù)據(jù)據(jù)設(shè)備：主主要有電子子測角系統(tǒng)統(tǒng)、電子測測距系統(tǒng)、、還有自動動補償設(shè)備備等。2）微處理器器：微處理理器是全站站儀的核心心裝置,主要由中央央處理器,隨機儲存器器和只讀存存儲器等構(gòu)構(gòu)成,測量時,微處理器根根據(jù)鍵盤或或程序的指指令控制各各分系統(tǒng)的的測量工作作,進行必要的的邏輯和數(shù)數(shù)值運算以以及數(shù)字存存儲、處理理、管理、、傳輸、顯顯示等。5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(tǒng)微處理器及軟件全站儀的組組成64.4.3全站儀的分分類積木式（Modular），也稱組合式式，它是指指電子經(jīng)緯緯儀和測距距儀可以分分離開使用用，照準部部與測距軸軸不共軸。。作業(yè)時，，測距儀安安裝在電子子經(jīng)緯儀上上，相互之之間用電纜纜實現(xiàn)數(shù)據(jù)據(jù)通訊，作作業(yè)結(jié)束后后卸下分別別裝箱。這這種儀器可可根據(jù)作業(yè)業(yè)精度要求求，用戶可可以選擇不不同測角、、測距設(shè)備備進行組合合，靈活性性較好。整體式（integrated）也稱集成式式，它是將將電子經(jīng)緯緯儀和測距距儀融為一一體，共用用一個光學學望遠鏡，，使用起來來更方便。。常見的有有日本（SOKKIA）SET系列、拓普普康（TOPOCON）GTS系列、尼康康（NIKON）DTM系列、瑞士士徠卡（LEICA）TPS系列，我國國的NTS和ETD系列。隨著著計算機技技術(shù)的不斷斷發(fā)展與應(yīng)應(yīng)用以及用用戶的特殊殊要求，出出現(xiàn)了帶內(nèi)存、防防水型、防防爆型、電電腦型、馬馬達驅(qū)動型型等等各種類類型的全站站儀，使得得這一最常常規(guī)的測量量儀器越來來越滿足各各項測繪工工作的需求求，發(fā)揮更更大的作用用。7二、徠卡全全站儀新家家族TCx05

System-and

ApplicationFunctionalityAccuracy7"5"3"2"1"0.5"lowPrecisionSeriesBasicSeriesPerformanceSeriesProfessionalSeriesTPS300TPS700TPS1100TPS2000TheodoliteSeriesT100BuildingandConstruction

ApplicationsLand&Engineering

SurveyingSystemsandMonitoringApplicationshigh全站儀系列列4.4.3全站儀的分分類84.4.3全站儀的分分類9一、徠卡卡全站儀發(fā)發(fā)展簡史19821986199119941999TC2000單軸補償彩色組合功功能鍵操作作（DOS方式）T3000雙軸補償彩色組合功功能鍵操作作（DOS方式）TC1610雙軸補償菜單功能鍵鍵操作TPS1000雙軸補償軟功能鍵操操作(圖標操作)自動目標識識別TPS1100雙軸補償軟功能鍵操操作(圖標操作)自動目標識識別無合作目標標測距10二、徠卡全全站儀新家家族徠卡系列全全站儀114.4.4全站儀的特特點〈1〉、儀器操作作簡單，高高效。全站站儀具有現(xiàn)現(xiàn)代測量工工作所需的的所有功能能。〈2〉、快速安置置：簡單地地整平和對對中后，儀儀器一開機機后便可工工作。儀器器具有專門門的動態(tài)角角掃描系統(tǒng)統(tǒng)，因此無無需初始化化。關(guān)機后后，仍會保保留水平和和垂直度盤盤的方向值值。電子““氣泡”有有圖示顯示示并能使儀儀器始終保保持精密置置平。〈3〉、適應(yīng)性強強：全站儀儀是為適應(yīng)應(yīng)惡劣環(huán)境境操作所制制造的儀器器。它們經(jīng)經(jīng)受過全面面的測試以以便適應(yīng)各各種作業(yè)條條件，例如如，雨天、、潮濕、沖沖撞、塵土土和高溫等等，因此，，它們能在在最苛刻的的環(huán)境下完完成作業(yè)任任務(wù)。〈4〉、全站儀設(shè)設(shè)有雙向傾傾斜補償器器,可以自動對對水平和豎豎直方向進進行修正,以消除豎軸軸傾斜誤差差的影響。。還可進行行地球曲率率改正、折折光誤差以以及溫度、、氣壓改正正。〈5〉、控制面板板具有人機機對話功能能。控制面面板由鍵盤盤和主,副顯示窗組組成。除照照準以外的的各種測量量功能和參參數(shù)均可通通過鍵盤來來實現(xiàn),儀器的兩側(cè)側(cè)均有控制制面板,操作十分方方便。〈6〉、具有雙向向通訊功能能,可將測量數(shù)數(shù)據(jù)傳輸給給電子手簿簿或外部計計算機,也可接受電子子手簿和外外部計算機機的指令和和數(shù)據(jù)。12§1.2全站儀的發(fā)發(fā)展歷史與與趨勢機械經(jīng)緯儀儀光光學經(jīng)緯儀儀全全站儀全站儀與經(jīng)經(jīng)緯儀相比比13全站儀與經(jīng)經(jīng)緯儀相比比具有以下下優(yōu)點:1、測測量量結(jié)結(jié)果果自自動動記記錄錄在在"電子子手手簿簿"中,減少少了了讀讀數(shù)數(shù)的的錯錯誤誤和和記記錄錄的的粗粗差差,提高高了了功功效效。。2、利利用用全全站站儀儀中中的的微微處處理理器器,通過過傳傳感感器器可可以以自自動動的的改改正正儀儀器器軸軸系系誤誤差差,提高高測測量量精精度度;3、距距離離改改正正,高差差計計算算和和坐坐標標計計算算在在儀儀器器上上自自動動完完成成,減少少了了內(nèi)內(nèi)業(yè)業(yè)計計算算工工作作量量;4、角角度度測測量量中中自自動動掃掃描描整整個個度度盤盤,并求求出出平平均均值值作作為為結(jié)結(jié)果果,消除除了了度度盤盤的的刻刻劃誤誤差差和和偏偏心心差差。。14三、、徠徠卡卡全全站站儀儀—新技技術(shù)術(shù)的的領(lǐng)領(lǐng)導(dǎo)導(dǎo)先先驅(qū)驅(qū)（一））度度盤盤的的電電子子化化讀讀數(shù)數(shù)電子子度度盤盤讀讀數(shù)數(shù)系系統(tǒng)統(tǒng)把操操作作者者從從繁繁重重的的度度盤盤人人工工讀讀數(shù)數(shù)中中解解脫脫出出來來。。不但但提提高高了了效效率率，，還還大大大大降降低低了了誤誤讀讀的的機機率率。。15三、、徠徠卡卡全全站站儀儀—新技技術(shù)術(shù)的的領(lǐng)領(lǐng)導(dǎo)導(dǎo)先先驅(qū)驅(qū)（二））三三軸軸誤誤差差的的自自動動補補償償與與改改正正液體體補補償償器器有效效的的軸軸系系自自動動補補償償與與改改正正，，是是實實現(xiàn)現(xiàn)高高精精度度測測角角的的有有力力保保證證。。16三、、徠徠卡卡全全站站儀儀—新技技術(shù)術(shù)的的領(lǐng)領(lǐng)導(dǎo)導(dǎo)先先驅(qū)驅(qū)（三））目目標標的的自自動動識識別別與與照照準準自動動目目標標識識別別并驅(qū)驅(qū)動動軸軸系系照照準準目目標標，，把把測測量量員員從從全全站站儀儀測測量量工工作作中中最最為為繁繁重重一一項項操操作作———人工工照照準準目目標標中解解脫脫出出來來，，使使測測量量員員可可以以遠遠離離測測站站。。從此此，，全全站站儀儀的的“自自動動化化””又上上了了一一個個新新的的臺臺階階。。17三、、徠徠卡卡全全站站儀儀—新技技術(shù)術(shù)的的領(lǐng)領(lǐng)導(dǎo)導(dǎo)先先驅(qū)驅(qū)（四四））全站站儀儀的的無無合合作作目目標標測測距距有的的時時候候，，在在目目標標點點上上要要擺擺反反射射棱棱鏡鏡是是比比較較麻麻煩煩的的，，甚甚至至是是不不可可能能的的，，此此時時要要測測距距怎怎么么辦辦呢呢？？現(xiàn)在在有有同軸軸型型的全全站站儀儀，，可可以以無合合作作目目標標測測距距，即所所謂謂的的““測測站站””單單人人測測量量系系統(tǒng)統(tǒng)。。18三、、徠徠卡卡全全站站儀儀—新技技術(shù)術(shù)的的領(lǐng)領(lǐng)導(dǎo)導(dǎo)先先驅(qū)驅(qū)（五五））全站站儀儀的的自自動動控控制制遠離離測測站站的的幾幾種種測測量量操操作作方方式式：：（1）計計算算機機在在線線控控制制GeoCOM方式式（2）機機載載軟軟件件控控制制GeoBASIC方式式（3）Modem控制制鏡站站方方式式19三、、徠徠卡卡全全站站儀儀—新技技術(shù)術(shù)領(lǐng)領(lǐng)導(dǎo)導(dǎo)先先驅(qū)驅(qū)（六））超超站站儀儀徠卡GLPS：精確自動定位位和定向的儀儀器。全站儀（激光光測距）陀螺儀GPS20四、全站儀的的發(fā)展趨勢——測量機器人的的來臨！1、度盤讀數(shù)自自動化！2、目標照準自自動化！3、基座安平自自動化！4、儀器對中自自動化？5、儀高量取自自動化？21四、全站儀的的發(fā)展趨勢——全站儀的本地地化！產(chǎn)自瑞士的全全球第一臺具具有完全中文文概念的徠卡卡全站儀：TPS400哇噻！！！22§2.1全站儀的基本本結(jié)構(gòu)—軟件部分SYSTEMstartupsimplemeasurementCODINGFUNCTIONSMENUPROGRAMSEDMSETUP全站儀功能菜菜單23全站儀功能菜菜單全站儀系統(tǒng)啟動SETUP設(shè)置RECORD記錄數(shù)據(jù)PROG應(yīng)用程序XFER文件傳輸EDIT編輯文件JOB創(chuàng)建作業(yè)打開作業(yè)刪除作業(yè)SYSOPTN系統(tǒng)設(shè)置JOBOPTN作業(yè)設(shè)置SCALE比例因子EMP/PRES溫度/氣壓測量程序放樣程序?qū)厹y量懸高測量面積計算自由設(shè)站交會定點導(dǎo)線測量坐標反算導(dǎo)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(shù)據(jù)卡PORT設(shè)置通訊參數(shù)RAW編輯觀測值POINTS編輯坐標數(shù)據(jù)PTLIB編輯控制點CODE編碼編輯……OCCPT測站點輸入后方交會測站高程測定BKSPT輸入后視點BSOBS記錄后視觀測角FSOBS記錄后視觀測值SSOBS點到線測量……X-SECT記錄斷面測量24§3.1徠卡全站儀系系統(tǒng)軟件與應(yīng)應(yīng)用程序庫SYSTEMSTARTUP(goandmeasure)MENUDataManagementSystemSettingsCalibrationsFUNCTIONSIR<=>RLRECLaserpointerOn/OffTrackingModeOn/Off3D-OffsetCheckTieREMHeightDeleteLastRecordPROGRAMSSurveyingSettingOutTieDistanceAreaEDMDistancerelatedparametersandsettingsLaserPlummet+IntensityTubularElectronicLevelSETUPCoding“QuickCoding”25§2.3全站儀測角原原理全站儀的測角原理靜態(tài)度盤測角動態(tài)度盤測角編碼度盤測角光柵度盤測角26一、編碼度盤盤測角原理扇區(qū)型碼盤條碼型碼盤27二、編碼度盤盤與光柵度盤盤測角特點比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(guān)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(fù)雜簡單28三、電子測角角中的軸系補補償與改正新型液態(tài)雙軸軸自動補償系系統(tǒng)補償：（1）垂直軸傾傾斜對垂直度盤讀數(shù)的影影響（2）垂直軸傾傾斜對水平度盤讀數(shù)的影影響29三、電子測角角中的軸系補補償與改正軸系改正：（1）視準軸誤誤差（C）的改正（2）垂直度盤盤指標差（I）的改正（3）水平軸傾傾斜誤差（i）的改正30三、電子測角角中的軸系補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—垂直度盤指標標差，L—補償器零點指指標差，C—視準差k—水平軸傾斜對對水平角的影影響，T—垂直軸傾斜對對水平角的影影響軸系補償與改改正開關(guān)的不不同設(shè)置對測測角的影響31四、自動目標標識別與照準準自動目標識別別的類型：1）配合式目標標識別；2）自主式目標標識別。徠卡ATR自動目標照準準：1）搜索過程；；2）目標照準過過程；3）測量過程。。32§2.4全站儀的數(shù)據(jù)據(jù)通訊1．電源2．空3．地4．數(shù)據(jù)接收（（TH_RXD）5．數(shù)據(jù)發(fā)送(TH_TXD)注：經(jīng)緯儀插插座徠卡全站儀聯(lián)聯(lián)機通訊接口口定義33§2.4全站儀的數(shù)據(jù)據(jù)通訊例：GIS8數(shù)據(jù)記錄格式式11....+00000D1921.022+1664182622.022+0963502331..00+0000664958..16+00000344徠卡全站儀數(shù)數(shù)據(jù)記錄結(jié)構(gòu)構(gòu)：由若干數(shù)據(jù)塊組成；數(shù)據(jù)塊中包含含若干字；每字都由字索引開頭。34§2.5徠卡全站儀的的技術(shù)特點之一：創(chuàng)創(chuàng)新的概念具有微機概念念的全站儀不斷升級的操操作系統(tǒng)豐富的應(yīng)用軟軟件35§2.5徠卡全站儀的的技術(shù)特點之二：先進的的技術(shù)（1）世界最好的機機械軸系無極微動螺旋旋驅(qū)動36§2.5徠卡全站儀的的技術(shù)特點之二：先進的的技術(shù)（2）動態(tài)頻率校準準技術(shù)激光無合作目目標的相位法法測距37§2.5徠卡全站儀的的技術(shù)特點之二：先進的的技術(shù)（3）無需零位探測測的絕對編碼碼測角徠卡獨特的軸軸系補償與改改正系統(tǒng)智能型目標自自動識別38§2.5徠卡全站儀的的技術(shù)特點之三：開放的的思維與其它設(shè)備的的開放性——數(shù)據(jù)格式的兼兼容對用戶的開放放性——強大的自主開開發(fā)工具開放的測量世世界OpenSurveyingWorld39§3.2機載軟件開發(fā)發(fā)工具—GeoBASIC應(yīng)用程序開發(fā)發(fā)過程原程序編寫原程序編譯仿真試運行LeicasurveyOffice(上載)*.gba/*.len40§3.2在線控制軟件件開發(fā)工具—GeoCOM特點：1、開發(fā)的軟件件在PC機中運行2、開發(fā)環(huán)境借借助VB、VC等。41§3.2在線控制軟件件開發(fā)工具—GeoCOM開發(fā)環(huán)境的配配置（VB例）把GeoCOM中的“Geocom32.lib”復(fù)制到計算機機操作系統(tǒng)windows9的system的目錄下；把GeoCOM中“Stubs32.bas”添加到VB開發(fā)環(huán)境的“工程”主菜單下的“添加模塊”之中。42第四全站儀測量系系統(tǒng)應(yīng)用舉例例章全站儀儀測量系統(tǒng)的的開發(fā)與應(yīng)用用§4.4.1大型油罐容積標定定系統(tǒng)§4.4.2地下頂管施工工自動引導(dǎo)測測量系統(tǒng)§4.4.3自動變形監(jiān)測測系統(tǒng)—ADMS43§4.1大型油罐容積標定定系統(tǒng)系統(tǒng)主要設(shè)備備：1、徠卡TCRM/TCRA系列全站儀2、機載水平平平行斷面測量量軟件3、容積標定后后處理軟件4、便攜式計算算機依據(jù)標準：國際ISO7507-4和國標GB/T13235.3標準全站儀測量系系統(tǒng)應(yīng)用舉例例大型油罐容積標定定系統(tǒng)全站儀測量系系統(tǒng)的開發(fā)與與應(yīng)用44現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集集：在GeoBASIC開發(fā)的機載軟軟件“Hz-Profile””控制下，全過程全自動動數(shù)據(jù)采集。大型油罐容積標定定系統(tǒng)全站儀測量系系統(tǒng)的開發(fā)與與應(yīng)用45全站儀測量系系統(tǒng)應(yīng)用舉例例地下頂管施工工自動引導(dǎo)測測量系統(tǒng)頂管施工示意意圖46全站儀控制箱T1β1AS1β2T2S2β3T3S3β4T4S4P計算機控制箱AC220V儀器站信號控制箱工業(yè)用計算機機地下頂管施工工自動引導(dǎo)測測量系統(tǒng)管施工自動引引導(dǎo)測量系統(tǒng)統(tǒng)47全站儀測量系系統(tǒng)應(yīng)用舉例例自動變形監(jiān)測測系統(tǒng)—ADMS章全站儀儀測量系統(tǒng)的的開發(fā)與應(yīng)用用3自動變形監(jiān)測測系統(tǒng)—ADMSADMS（AutomaticDeformationMonitoringSystem）自動變形監(jiān)監(jiān)測軟件是在在學習、消化化、吸收瑞士士Leica公司研制的自自動極坐標測測量系統(tǒng)APSWin（AutomaticPolarSystemforWindows）的基礎(chǔ)上，，通過實際的的工程應(yīng)用，，并結(jié)合國內(nèi)內(nèi)用戶的實際際需求，研制制出的本地化的智能型自動變形監(jiān)測測中文軟件。。48§4.3自動變形監(jiān)測測系統(tǒng)—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(jiān)測站控制機房基巖上變形體ADMS系統(tǒng)配置圖全站儀測量系系統(tǒng)應(yīng)用舉例例自動變形監(jiān)測測系統(tǒng)—ADMS章全站儀儀測量系統(tǒng)的的開發(fā)與應(yīng)用用3自動變形監(jiān)測測系統(tǒng)—ADMS49§4.3自動變形監(jiān)測測系統(tǒng)—ADMSADMS自動測量界面面全站儀測量系系統(tǒng)應(yīng)用舉例例自動變形監(jiān)測測系統(tǒng)—ADMS章50§4.4全站儀測量系系統(tǒng)應(yīng)用舉例例1、大壩及邊坡監(jiān)測全站儀測量系系統(tǒng)應(yīng)用舉例例自動變形監(jiān)測測系統(tǒng)—ADMS章全站儀儀測量系統(tǒng)的的開發(fā)與應(yīng)用用3自動變形監(jiān)測測系統(tǒng)—ADMS513、地鐵形變監(jiān)監(jiān)測2、大橋變形監(jiān)監(jiān)測§4.4全站儀測量系系統(tǒng)應(yīng)用舉例例全站儀測量系系統(tǒng)應(yīng)用舉例例自動變形監(jiān)測測系統(tǒng)—ADMS章全站儀儀測量系統(tǒng)的的開發(fā)與應(yīng)用用3自動變形監(jiān)測測系統(tǒng)—ADMS52ELECTRONICTOTALSTATIONS-AISI1TheAISIisanelectronictheodoliteusedtomeasurehorizontalandverticalanglesanddistances.Itrepresentsthesemeasurementsonadisplaypanelandcanconcurrentlytransferthemtoaportabledata-recordingunit(DRU).TheDRUcanthentransferthedatatoanexternalmicroprocessorforprinting,plotting,andfurtherrefinementbysurveyingsoftware.53AISIDESCRIPTION2.TheAISIhastwomodes—aconstruction-surveymodewitharangeof2kilometersandatopographic-surveymodewitharangeof7kilometers.TheAISImountsonstandardmilitarytripodsandconsistsofthefollowingmodularsubassemblies