全站型電子速測儀簡稱全站儀,它是一種可以同時進(jìn)行角度(水平角、豎直角)測量、距離(斜距、平距、高差)測量和數(shù)據(jù)處理,由機(jī)械、光學(xué)、電子元件組合而成的測量儀器。由于只需一次安置,儀器便可以完成測站上所有的測量工作,故被稱為“全站儀”。
全站儀上半部分包含有測量的四大光電系統(tǒng),即水平角測量系統(tǒng)、豎直角測量系統(tǒng)、水平補(bǔ)償系統(tǒng)和測距系統(tǒng)。通過鍵盤可以輸入操作指令、數(shù)據(jù)和設(shè)置參數(shù)。以上各系統(tǒng)通過I/O接口接入總線與微處理機(jī)聯(lián)系起來。
微處理機(jī)(CPU)是全站儀的核心部件,主要有寄存器系列(緩沖寄存器、數(shù)據(jù)寄存器、指令寄存器)、運算器和控制器組成。微處理機(jī)的主要功能是根據(jù)鍵盤指令啟動儀器進(jìn)行測量工作,執(zhí)行測量過程中的檢核和數(shù)據(jù)傳輸、處理、顯示、儲存等工作,保證整個光電測量工作有條不紊地進(jìn)行。輸入輸出設(shè)備是與外部設(shè)備連接的裝置(接口),輸入輸出設(shè)備使全站儀能與磁卡和微機(jī)等設(shè)備交互通訊、傳輸數(shù)據(jù)。
目前,世界上許多著名的測繪儀器生產(chǎn)廠商均生產(chǎn)有各種型號的全站儀。不同型號的全站儀,其具體操作方法會有較大的差異。下面簡要介紹全站儀的基本操作與使用方法。
(一)全站儀的操作與使用
1.全站儀的基本操作與使用方法
(1)測量前的準(zhǔn)備工作
1)電池的安裝(注意:測量前電池需充足電)
①把電池盒底部的導(dǎo)塊插入裝電池的導(dǎo)孔。
②按電池盒的頂部直至聽到“咔嚓”響聲。
③向下按解鎖鈕,取出電池。
2)儀器的安置。
①在實驗場地上選擇一點,作為測站,另外兩點作為觀測點。
②將全站儀安置于點,對中、整平。
③在兩點分別安置棱鏡。
3)豎直度盤和水平度盤指標(biāo)的設(shè)置。
①豎直度盤指標(biāo)設(shè)置。
松開豎直度盤制動鈕,將望遠(yuǎn)鏡縱轉(zhuǎn)一周(望遠(yuǎn)鏡處于盤左,當(dāng)物鏡穿過水平面時),豎直度盤指標(biāo)即已設(shè)置。隨即聽見一聲鳴響,并顯示出豎直角。
②水平度盤指標(biāo)設(shè)置。
松開水平制動螺旋,旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部360,水平度盤指標(biāo)即自動設(shè)置。隨即一聲鳴響,同時顯示水平角。至此,豎直度盤和水平度盤指標(biāo)已設(shè)置完畢。注意:每當(dāng)打開儀器電源時,必須重新設(shè)置和的指標(biāo)。
4)調(diào)焦與照準(zhǔn)目標(biāo)。
操作步驟與一般經(jīng)緯儀相同,注意消除視差。
(2)角度測量
1)首先從顯示屏上確定是否處于角度測量模式,如果不是,則按操作轉(zhuǎn)換為距離模式。
2)盤左瞄準(zhǔn)左目標(biāo)A,按置零鍵,使水平度盤讀數(shù)顯示為0°00′00〃,順時針旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部,瞄準(zhǔn)右目標(biāo)B,讀取顯示讀數(shù)。
3)同樣方法可以進(jìn)行盤右觀測。
4)如果測豎直角,可在讀取水平度盤的同時讀取豎盤的顯示讀數(shù)。
(3)距離測量
1)設(shè)置棱鏡常數(shù)
測距前須將棱鏡常數(shù)輸入儀器中,儀器會自動對所測距離進(jìn)行改正。
2)設(shè)置大氣改正值或氣溫、氣壓值
光在大氣中的傳播速度會隨大氣的溫度和氣壓而變化,15℃和760mmHg是儀器設(shè)置的一個標(biāo)準(zhǔn)值,此時的大氣改正為0ppm。實測時,可輸入溫度和氣壓值,全站儀會自動計算大氣改正值(也可直接輸入大氣改正值),并對測距結(jié)果進(jìn)行改正。
3)量儀器高、棱鏡高并輸入全站儀。
4)距離測量
照準(zhǔn)目標(biāo)棱鏡中心,按測距鍵,距離測量開始,測距完成時顯示斜距、平距、高差。HD為水平距離,VD為傾斜距離。
全站儀的測距模式有精測模式、跟蹤模式、粗測模式三種。精測模式是最常用的測距模式,測量時間約2.5S,最小顯示單位1mm;跟蹤模式,常用于跟蹤移動目標(biāo)或放樣時連續(xù)測距,最小顯示一般為25px,每次測距時間約0.3S;粗測模式,測量時間約0.7S,最小顯示單位25px或1mm。在距離測量或坐標(biāo)測量時,可按測距模式(MODE)鍵選擇不同的測距模式。
應(yīng)注意,有些型號的全站儀在距離測量時不能設(shè)定儀器高和棱鏡高,顯示的高差值是全站儀橫軸中心與棱鏡中心的高差。
(4)坐標(biāo)測量
1)設(shè)定測站點的三維坐標(biāo)。
2)設(shè)定后視點的坐標(biāo)或設(shè)定后視方向的水平度盤讀數(shù)為其方位角。當(dāng)設(shè)定后視點的坐標(biāo)時,全站儀會自動計算后視方向的方位角,并設(shè)定后視方向的水平度盤讀數(shù)為其方位角。
3)設(shè)置棱鏡常數(shù)。
4)設(shè)置大氣改正值或氣溫、氣壓值。
5)量儀器高、棱鏡高并輸入全站儀。
6)照準(zhǔn)目標(biāo)棱鏡,按坐標(biāo)測量鍵,全站儀開始測距并計算顯示測點的三維坐標(biāo)
(二)使用誤區(qū):
近段時間收到部分用戶說全站儀測距不準(zhǔn)(幾十米的距離居然差上了一個厘米),誤差大等問題,但是經(jīng)我們認(rèn)真檢測后又一點問題都沒有。其實這并不是全站儀的問題,主要是一些使用方法不當(dāng)造成的?,F(xiàn)在我就把近期一些錯誤的使用方法以及不正確的校正方法列出來,供大家參考:
問:在坐標(biāo)測量的時候為什么“設(shè)置方位角”沒有用?
答:請先確認(rèn)你的全站儀是否完全整平,當(dāng)全站儀在沒有完全整平(換句話說就是出現(xiàn)“補(bǔ)償超限”)的情況下,是不能設(shè)置的,這是一個程序?qū)θ緝x的保護(hù)。因為如果你設(shè)置了方位角,測得的數(shù)據(jù)也是不準(zhǔn)確的,這個可以避免出現(xiàn)不必要的錯誤。
處理方法:精確整平全站儀后再進(jìn)行設(shè)置。
問:我在野外i角不準(zhǔn)了是否可以用檢測水準(zhǔn)儀的方法來檢測全站呢?
答:用校正水準(zhǔn)儀i角的方法來校正全站儀i角是不行的。如果你用校正水準(zhǔn)儀十字絲的方法來校正全站儀十字絲,那你這臺全站儀將不能正常使用。因為你一旦動了全站的十字絲,那么這臺全站的三軸(三軸包括:發(fā)射軸,接收軸,視準(zhǔn)軸)必須重調(diào)。因為全站儀的三軸一旦不共軸則會出現(xiàn)照準(zhǔn)棱鏡中心不測距的故障。
處理方法:如果有條件最好能在校正臺上精平全站儀后進(jìn)行i角校正。如果在野外先精平全站儀后找到遠(yuǎn)處一個固定物(樓房上的天線或者避雷針等),也可以進(jìn)行i角校正。步驟是:開機(jī)-ESC-配置-儀器參數(shù)設(shè)置-垂直角過零基準(zhǔn)設(shè)置-盤左照準(zhǔn)目標(biāo)-按是-再盤右照準(zhǔn)目標(biāo)-按是。
問:為什么全站儀測量出來的距離比我用尺子量的距離短(長)?
答:其實用這種方法判斷全站儀測距有問題是不科學(xué)的,因為你用尺子量,第一可能尺子存在誤差,第二人為誤差,你用尺子量100m就可能差了幾個毫米,甚至厘米。但是全站儀的精度是2+2PPM,就是說測1000m也就才4毫米的誤差,因此肯定不能以尺子來衡量全站儀。
處理方法:1.將全站儀拿到儀器鑒定中心通過基線來校正。2.找另外一臺全站儀(所有指標(biāo)均合格)使用比測的方法來對全站儀進(jìn)行調(diào)整。3.在野外的時候,在沒有其他全站儀的情況下,可以通過以下方法檢測:首先選一平坦場地在A點安置并整平全站儀,用豎絲仔細(xì)在地面標(biāo)定同一直線上間隔約50m的A、B點和B、C點,并準(zhǔn)確對中地安置反射棱鏡。然后全站儀設(shè)置了溫度與氣壓數(shù)據(jù)后,精確測出AB、AC的平距。再在B點安置全站儀并準(zhǔn)確對中,精確測出BC的平距??梢缘贸鋈緝x測距常數(shù):K=AC-(AB+BC),K值應(yīng)接近或等于O,若|K|>5mm,則要進(jìn)行校正。
校正:
經(jīng)嚴(yán)格檢驗證實儀器常數(shù)K不接近于0已發(fā)生變化,用戶如果需進(jìn)行校正,將儀器加常數(shù)按綜合常數(shù)K值進(jìn)行設(shè)置。
應(yīng)注意的兩點:
1、應(yīng)使用儀器的豎絲進(jìn)行定向,嚴(yán)格使A、B、C三點在同一直線上。B點地面要有牢固清晰的對中標(biāo)記。
2、B點棱鏡中心與儀器中心是否重合一致,是保證檢測精度的重要環(huán)節(jié),因此,最好在B點用三腳架和兩者能通用的基座,如用三爪式棱鏡連接器及基座互換時,三腳架和基座保持固定不動,僅換棱鏡和儀器的基座以上部分,可減少不重合誤差。
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