全站仪的使用.docx
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全站仪的使用.docx
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全站仪的使用
全站仪的功能介绍
1、角度测量(angleobservation)
(1)功能:
可进行水平角、竖直角的测量。
(2)方法:
与经纬仪相同,若要测出水平角∠AOB,则:
1)当精度要求不高时:
瞄准A点——置零(0SET)——瞄准B点,记下水平度盘HR的大小。
2)当精度要求高时:
——可用测回法(methodofobservationset)。
操作步骤同用经纬仪操作一样,只是配置度盘时,按“置盘”(HSET)。
2、距离测量(distancemeasurement)
PSM、PPM的设置——测距、测坐标、放样前。
1)棱镜常数(PSM)的设置。
一般:
PRISM=0(原配棱镜),-30mm(国产棱镜)
2)大气改正数(PPM)(乘常数)的设置。
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HD、高差VD和斜距SD(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“测量”(MEAS)。
3、坐标测量(coordinatemeasurement)
(1)功能:
可测量目标点的三维坐标(X,Y,H)。
(2)测量原理
若输入:
方位角,测站坐标(,);测得:
水平角和平距。
则有:
方位角:
坐标:
若输入:
测站S高程,测得:
仪器高i,棱镜高v,平距,竖直角,则有:
高程:
(3)方法:
输入测站S(X,Y,H),仪器高i,棱镜高v——瞄准后视点B,将水平度盘读数设置为——瞄准目标棱镜点T,按“测量”,即可显示点T的三维坐标。
4、点位放样(Layout)
(1)功能:
根据设计的待放样点P的坐标,在实地标出P点的平面位置及填挖高度。
(2)放样原理
1)在大致位置立棱镜,测出当前位置的坐标。
2)将当前坐标与待放样点的坐标相比较,得距离差值dD和角度差dHR或纵向差值ΔX和横向差值ΔY。
3)根据显示的dD、dHR或ΔX、ΔY,逐渐找到放样点的位置。
5、程序测量(programs)
(1)数据采集(datacollecting)
(2)坐标放样(layout)
(3)对边测量(MLM)、悬高测量(REM)、面积测量(AREA)、后方交会(RESECTION)等。
(4)数据存储管理。
包括数据的传输、数据文件的操作(改名、删除、查阅)。
§7.2TOPCONGTS-312全站仪使用简介
一、仪器面板外观和功能说明
面板上按键功能如下:
——进入坐标测量模式键。
◢——进入距离测量模式键。
ANG——进入角度测量模式键。
MENU——进入主菜单测量模式键。
ESC——用于中断正在进行的操作,退回到上一级菜单。
POWER——电源开关键
◢◣——光标左右移动键
▲▼——光标上下移动、翻屏键
F1、F2、F3、F4——软功能键,其功能分别对应显示屏上相应位置显示的命令。
显示屏上显示符号的含义:
V——竖盘读数;HR——水平读盘读数(右向计数);HL——水平读盘读数(左向计数);
HD——水平距离;VD——仪器望远镜至棱镜间高差;SD——斜距;*——正在测距;
N——北坐标,x;E——东坐标,y;Z——天顶方向坐标,高程H。
二、全站仪几种测量模式介绍
1、角度测量模式
功能:
按ANG进入,可进行水平角、竖直角测量,倾斜改正开关设置。
第1页F1OSET:
设置水平读数为:
0°00ˊ00"。
F2HOLD:
锁定水平读数。
F3HSET:
设置任意大小的水平读数。
F4P1↓:
进入第2页。
第2页F1TILT:
设置倾斜改正开关。
F2REP:
复测法。
F3V%:
竖直角用百分数显示。
F4P2↓:
进入第3页。
第3页F1H-BZ:
仪器每转动水平角90°时,是否要蜂鸣声。
F2R/L:
右向水平读数HR/左向水平读数HL切换,一般用HR。
F3CMPS:
天顶距V/竖直角CMPS的切换,一般取V。
F4P3↓:
进入第1页。
2、距离测量模式
功能:
按◢进入,可进行水平角、竖直角、斜距、平距、高差测量及PSM、PPM、距离单位等设置。
第1页F1MEAS:
进行测量。
F2MODE:
设置测量模式,Fine/coarse/tragcking(精测/粗测/跟踪)。
F3S/A:
设置棱镜常数改正值(PSM)、大气改正值(PPM)。
F4P1↓:
进入第2页。
第2页F1OFSET:
偏心测量方式。
F2SO:
距离放样测量方式。
F3m/f/i:
距离单位米/英尺/英寸的切换。
F4P2↓:
进入第1页。
3、坐标测量模式
功能:
按进入,可进行坐标(N,E,H)、水平角、竖直角、斜距测量及PSM、PPM、距离单位等设置。
第1页F1MEAS:
进行测量。
F2MODE:
设置测量模式,Fine/Coarse/Tracking。
F3S/A:
设置棱镜改正值(PSM),大气改正值(PPM)常数。
F4P1↓:
进入第2页。
第2页F1R.HT:
输入棱镜高。
F2INS.HT:
输入仪器高。
F3OCC:
输入测站坐标。
F4P2↓:
进入第3页。
第3页F1OFSET:
偏心测量方式。
F2———
F3m/f/i:
距离单位米/英尺/英寸切换。
F4P3↓:
进入第1页。
4、主菜单模式
功能:
按MENU进入,可进行数据采集、坐标放样、程序执行、内存管理(数据文件编辑、传输及查询)、参数设置等。
三、全站仪功能简介
测量前,要进行如下设置——按◢或,进入距离测量或坐标测量模式,再按第1页的S/A(F3)。
1、棱镜常数PRISM的设置——进口棱镜多为0,国产棱镜多为-30mm。
(具体见说明书)
2、大气改正值PPM的设置——按“T-P”,分别在“TEMP.”和“PRES.”栏,输入测量时的气温、气压。
(或者按照说明书中的公式计算出PPM值后,按“PPM”直接输入)。
说明:
PRISM、PPM设置后,在没有新设置前,仪器将保存现有设置。
(一)角度测量
按ANG键,进入测角模式(开机后默认的模式),其水平角、竖直角的测量方法与经纬仪操作方法基本相同。
照准目标后,记录下仪器显示的水平度盘读数HR和竖直度盘读数V。
(二)距离测量
先按◢键,进入测距模式,瞄准棱镜后,按F1(MEAS),记录下仪器测站点至棱镜点间的平距HD、镜头与镜头间的斜距SD和镜头与镜头间的高差VD。
(三)坐标测量
1、按ANG键,进入测角模式,瞄准后视点A。
2、按HSET,输入测站O至后视点A的坐标方位角。
如:
输入65.4839,即输入了。
3、按键,进入坐标测量模式。
按P↓,进入第2页。
4、按OCC,分别在N、E、Z输入测站坐标(X0,Y0,H0)。
5、按P↓,进入第2页,在INS.HT栏,输入仪器高。
6、按P↓,进入第2页,在R.HT栏,输入B点处的棱镜高。
7、瞄准待测量点B,按MEAS,得B点的(XB,YB,HB)。
(四)零星点的坐标放样(不使用文件)
1、按MENU,进入主菜单测量模式。
2、按LAYOUT,进入放样程序,再按SKP,略过使用文件。
3、按OOC.PT(F1),再按NEZ,输入测站O点的坐标(X0,Y0,H0);并在INS.HT一栏,输入仪器高。
4、按BACKSIGHT(F2),再按NE/AZ,输入后视点A的坐标(xA,yA);若不知A点坐标而已知坐标方位角,则可再按AZ,在HR项输入的值。
瞄准A点,按YES。
5、按LAYOUT(F3),再按NEZ,输入待放样点B的坐标(xB,yB,HB)及测杆单棱镜的镜高后,按ANGLE(F1)。
使用水平制动和水平微动螺旋,使显示的dHR=0°00ˊ00",即找到了OB方向,指挥持测杆单棱镜者移动位置,使棱镜位于OB方向上。
6、按DIST,进行测量,根据显示的dHD来指挥持棱镜者沿OB方向移动,若dHD为正,则向O点方向移动;反之若dHD为负,则向远处移动,直至dHD=0时,立棱镜点即为B点的平面位置。
7、其所显示的dZ值即为立棱镜点处的填挖高度,正为挖,负为填。
8、按NEXT——反复5、6两步,放样下一个点C。
1.1直线上各中桩坐标计算
当需要放样的P点位于直线上时,有两种情况:
位于YZ(HZ)之间和ZY(ZH)之间,或者位于公路QD和ZH(ZY)之间,其计算方法相同,公式如下:
式中为该段直线的起点(可以是YZ,HZ,或QD)坐标
为要求的P点与该段直线起点的桩号差(距离)
1.2单圆曲线上各中桩坐标计算当需要放样P点位于单圆曲线上时,其坐标计算如下:
式中为ZY点坐标,为圆曲线半径
为P点与ZY点的桩号差(弧长)
当路线左转时,取“-”,反之取“+”
1.3带缓和曲线的圆曲线上各中桩坐标计算
当P点位于带缓和曲线的圆曲线时,又分为以下三种情况:
1.3.1ZH到HY段
式中
为ZH点坐标
为P点与ZH点桩号差,为缓和曲线长
当路线左转时,取“-”,反之取“+”
1.3.2HY到YH段
式中为HY点坐标
为P点与ZH点桩号差,为缓和曲线长
当路线左转时,取“-”,反之取“+”
1.3.3YH到HZ段
式中,
为HZ点坐标,为HZ点与P点的桩号差
当路线左转时,取“+”,反之取“-”
1.4复曲线上各中桩坐标计算
1.4.1
当复曲线中间不设缓和曲线时,采用以下方法进行计算:
对于第一缓和曲线、第一段圆曲线以及第二缓和曲线,分别用公式(3)、公式(4)和公式(5)计算;对于第二段圆曲线,用公式
(2)计算,计算时将公式
(2)中的
换成,分别为第一圆曲线和第一缓和曲线长度,左转取“-”,右转取“+”。
1.4.2当复曲线中间有缓和曲线时,即构成卵型曲线。
如图2,缓和曲线AB的长度为,A、B点的曲率半径分别为和,为缓和曲线上曲率为零的点,AB段内任意点的坐标从
点推算。
对于这种曲线来讲,主要是计算中间缓和曲线上各点的坐标,而两侧的圆曲线和缓和曲线的计算方法与前述内容相同,此处不再细述。
则,
式中,为第一、第二缓和曲线长度。
为大圆,小圆半径。
1.4.2.1当时
如图2(a),设A点(YH1)的坐标为(),由公式(4)计算得到,切线方位角用下式计算:
式中,为半径为的圆曲线的曲线长。
点的坐标为:
式中,
的切线方位角
1.4.2.2当时
如图2(b),点的坐标
式中,
的切线方位角
1.4.2.3内任意点坐标
计算出点的坐标及切线方位角后,当时,用公式(3)计算上任意点坐标;当时,用公式(5)计算,式中为中间缓和曲线上计算点至
点的曲线长,相应换成。
2.公路横断面上各点坐标计算
当要放样的点P位于中线以外时,则应位于某中桩的横断方向上,此时P点所对应中桩的坐标可由前述方法计算,此处视为已知,记作
P点到其所对应中装的距离D也应为已知,同时P点位于左幅或是右幅也应已知。
这里仅列出需放样的点位于直线、圆曲线及缓和曲线上的情况,当需放样点位于复曲线或卵型曲线上时,计算方法与此类似,只是须把相应方位角进行转换,此处不再详述。
2.1P点对应的中桩位于直线上时:
式中,http:
//www.gongcheng.org为P点对应中桩的坐标
P点位于左幅时,取“-”,反之取“+”
本节其余符号与前述相同
2.2P点对应的中桩位于单圆曲线上时
式中,第一个“±”号,路线左转取“-”,右转取“+”
第二个“±”号,P点位于左幅时,取“-”,反之取“+”
2.3P点对应的中桩位于带缓和曲线的圆曲线上时,2.4分三种情况:
2.3.1ZH到HY段
式中为ZH点坐标
为P点对应的中桩与ZH点桩号差,为缓和曲线长
第一个“±”号,路线左转取“-”,右转取“+”了第二个“±”号,P点位于左幅时,取“-”,反之取“+”
2.3.2HY到YH段
式中为HY点坐标为P点对应的中桩与HY点桩号差,为缓和曲线长
前两个“±”号,路线左转取“-”,右转取“+”
第三个“±”号,P点位于左幅时,取“-”,反之取“+”
2.3.3YH到HZ段
式中为HZ点坐标
为HZ点桩号与P点对应的中桩桩号差,为缓和曲线长
第一个“±”号,路线左转取“+”,右转取“-”
第二个“±”号,P点位于左幅时,取“-”,反之取“+”
3计算示例
已知JD9(2006,2007),JD10(2250,3140),JD11(1865,4250)JD10里程K16+062.25,
求:
各主点坐标;K15+400K15+900K16+700中桩及左侧距中桩7.5m处点的坐标
解:
A9,10=77°50′47.56〃D9,10=1158.976m
A10,11=109°07′44.19〃D10,11=1174.872m
路线转角=31°16′56.63各曲线要素值经计算为
mm3°26′15.89〃
mm
由于JD10里程为K16+062.25,所以各主点里程为ZHK15+211.897HYK15+511.897YHK16+576.849
HZK16+876.849QZK16+044.373
各主点坐标计算如下:
ZH点由公式
(1)
77°50′47.56〃代入,得
X=2070.975Y=2308.706
HY点由公式(3)
77°50′47.56〃代入,得
X=2128.247Y=2603.140
YH点由公式(4)
77°50′47.56〃代入,得
X=2063.949Y=3658.101
HZ点由公式
(1)
109°07′44.19〃代入,得
X=1971.343Y=3943.399
YH点由公式(5)
109°07′44.19〃代入,得
X=2063.949Y=3658.101
与公式(4)计算结果相同
K15+400位于ZH到HY段
中桩坐标X=2109.128Y=2492.894
左侧7.5mX=2116.495Y=2491.488
K15+900位于HY到YH段
中桩坐标X=2157.104Y=2989.778
左侧7.5mX=2164.604Y=2989.801
K16+700位于YH到HZ段
中桩坐标X=2028.132Y=3775.919
左侧7.5mX=2020.996Y=3773.610
4.结束语
综上所述,放样点的坐标计算问题是实际工程中的最基本问题,采用本文所述的计算方法,计算结果比较准确和迅速。
全站仪使用方法步骤
2009-04-1219:
07
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。
不同型号的全站仪,其具体操作方法会有较大的差异。
下面简要介绍全站仪的基本操作与使用方法。
(一)全站仪的操作与使用
1.全站仪的基本操作与使用方法
(1)测量前的准备工作
1)电池的安装(注意:
测量前电池需充足电)
①把电池盒底部的导块插入装电池的导孔。
②按电池盒的顶部直至听到“咔嚓”响声。
③向下按解锁钮,取出电池。
2)仪器的安置。
①在实验场地上选择一点,作为测站,另外两点作为观测点。
②将全站仪安置于点,对中、整平。
③在两点分别安置棱镜。
3)竖直度盘和水平度盘指标的设置。
①竖直度盘指标设置。
松开竖直度盘制动钮,将望远镜纵转一周(望远镜处于盘左,当物镜穿过水平面时),竖直度盘指标即已设置。
随即听见一声鸣响,并显示出竖直角。
②水平度盘指标设置。
松开水平制动螺旋,旋转照准部360,水平度盘指标即自动设置。
随即一声鸣响,同时显示水平角。
至此,竖直度盘和水平度盘指标已设置完毕。
注意:
每当打开仪器电源时,必须重新设置和的指标。
4)调焦与照准目标。
操作步骤与一般经纬仪相同,注意消除视差。
(2)角度测量
1)首先从显示屏上确定是否处于角度测量模式,如果不是,则按操作转换为距离模式。
2)盘左瞄准左目标A,按置零键,使水平度盘读数显示为0°00′00〃,顺时针旋转照准部,瞄准右目标B,读取显示读数。
3)同样方法可以进行盘右观测。
4)如果测竖直角,可在读取水平度盘的同时读取竖盘的显示读数。
(3)距离测量
1)设置棱镜常数
测距前须将棱镜常数输入仪器中,仪器会自动对所测距离进行改正。
2)设置大气改正值或气温、气压值
光在大气中的传播速度会随大气的温度和气压而变化,15℃和760mmHg是仪器设置的一个标准值,此时的大气改正为0ppm。
实测时,可输入温度和气压值,全站仪会自动计算大气改正值(也可直接输入大气改正值),并对测距结果进行改正。
3)量仪器高、棱镜高并输入全站仪。
4)距离测量
照准目标棱镜中心,按测距键,距离测量开始,测距完成时显示斜距、平距、高差。
HD为水平距离,VD为倾斜距离。
全站仪的测距模式有精测模式、跟踪模式、粗测模式三种。
精测模式是最常用的测距模式,测量时间约2.5S,最小显示单位1mm;跟踪模式,常用于跟踪移动目标或放样时连续测距,最小显示一般为1cm,每次测距时间约0.3S;粗测模式,测量时间约0.7S,最小显示单位1cm或1mm。
在距离测量或坐标测量时,可按测距模式(MODE)键选择不同的测距模式。
应注意,有些型号的全站仪在距离测量时不能设定仪器高和棱镜高,显示的高差值是全站仪横轴中心与棱镜中心的高差。
(3)坐标测量
1)设定测站点的三维坐标。
2)设定后视点的坐标或设定后视方向的水平度盘读数为其方位角。
当设定后视点的坐标时,全站仪会自动计算后视方向的方位角,并设定后视方向的水平度盘读数为其方位角。
3)设置棱镜常数。
4)设置大气改正值或气温、气压值。
5)量仪器高、棱镜高并输入全站仪。
6)照准目标棱镜,按坐标测量键,全站仪开始测距并计算显示测点的三维坐标
(二)使用误区:
近段时间收到部分用户说全站仪测距不准(几十米的距离居然差上了一个厘米),误差大等问题,但是经我们认真检测后又一点问题都没有。
其实这并不是全站仪的问题,主要是一些使用方法不当造成的。
现在我就把近期一些错误的使用方法以及不正确的校正方法列出来,供大家参考:
问:
在坐标测量的时候为什么“设置方位角”没有用?
答:
请先确认你的全站仪是否完全整平,当全站仪在没有完全整平(换句话说就是出现“补偿超限”)的情况下,是不能设置的,这是一个程序对全站仪的保护。
因为如果你设置了方位角,测得的数据也是不准确的,这个可以避免出现不必要的错误。
处理方法:
精确整平全站仪后再进行设置。
问:
我在野外i角不准了是否可以用检测水准仪的方法来检测全站呢?
答:
用校正水准仪i角的方法来校正全站仪i角是不行的。
如果你用校正水准仪十字丝的方法来校正全站仪十字丝,那你这台全站仪将不能正常使用。
因为你一旦动了全站的十字丝,那么这台全站的三轴(三轴包括:
发射轴,接收轴,视准轴)必须重调。
因为全站仪的三轴一旦不共轴则会出现照准棱镜中心不测距的故障。
处理方法:
如果有条件最好能在校正台上精平全站仪后进行i角校正。
如果在野外先精平全站仪后找到远处一个固定物(楼房上的天线或者避雷针等),也可以进行i角校正。
步骤是:
开机-ESC-配置-仪器参数设置-垂直角过零基准设置-盘左照准目标-按是-再盘右照准目标-按是。
问:
为什么全站仪测量出来的距离比我用尺子量的距离短(长)?
答:
其实用这种方法判断全站仪测距有问题是不科学的,因为你用尺子量,第一可能尺子存在误差,第二人为误差,你用尺子量100m就可能差了几个毫米,甚至厘米。
但是全站仪的精度是2+2PPM,就是说测1000m也就才4毫米的误差,因此肯定不能以尺子来衡量全站仪。
处理方法:
1.将全站仪拿到仪器鉴定中心通过基线来校正。
2.找另外一台全站仪(所有指标均合格)使用比测的方法来对全站仪进行调整。
3.在野外的时候,在没有其他全站仪的情况下,可以通过以下方法检测:
首先选一平坦场地在A点安置并整平全站仪,用竖丝仔细在地面标定同一直线上间隔约50m的A、B点和B、C点,并准确对中地安置反射棱镜。
然后全站仪设置了温度与气压数据后,精确测出AB、AC的平距。
再在B点安置全站仪并准确对中,精确测出BC的平距。
可以得出全站仪测距常数:
K=AC-(AB+BC),K值应接近或等于O,若|K|>5mm,则要进行校正。
校正:
经严格检验证实仪器常数K不接近于0已发生变化,用户如果需进行校正,将仪器加常数按综合常数K值进行设置。
应注意的两点:
1、应使用仪器的竖丝进行定向,严格使A、B、C三点在同一直线上。
B点地面要有牢固清晰的对中标记。
2、B点棱镜中心与仪器中心是否重合一致,是保证检测精度的重要环节,因此,最好在B点用三脚架和两者能通用的基座,如用三爪式棱镜连接器及基座互换时,三脚架和基座保持固定不动,仅换棱镜和仪器的基座以上部分,可减少不重合误差。
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