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文檔簡介

1、了解全站儀的分類、等級、主要技術指標;掌握全站儀的基本操作,測角、測邊、測三維坐標和三維坐標放樣的原理和操作方法;了解全站儀的對邊測量、懸高測量、面積測量等方法。重點:全站儀的基本操作,測角、測邊、測三維坐標和三維坐標放樣的原理和操作方法。難點:全站儀測三維坐標和三維坐標放樣的原理和操作方法。教學方法:采取演示法教學。講解拓普康全站儀使用,在課堂上每講一項功能后,利用多媒體課室的優(yōu)點,現(xiàn)場演示一次,并將操作過程通過投影儀投影到屏幕上,起到直觀、形象的效果,使學生能迅速掌握全站儀的使用。§ 7.1 全站儀(total station)的功能介紹隨著科學技術的不斷發(fā)展,由光電測距儀,電子

2、經(jīng)緯儀,微處理儀及數(shù)據(jù)記錄裝置融為一體的電子速測儀(簡稱全站儀)正日臻成熟,逐步普及。這標志著測繪儀器的研究水平制造技術、科技含量、適用性程度等,都達到了一個新的階段。全站儀是指能自動地測量角度和距離,并能按一定程序和格式將測量數(shù)據(jù)傳送給相應的數(shù)據(jù)采集器。全站儀自動化程度高,功能多,精度好,通過配置適當?shù)慕涌?,可使野外采集的測量數(shù)據(jù)直接進入計算機進行數(shù)據(jù)處理或進入自動化繪圖系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的方法相比,省去了大量的中間人工操作環(huán)節(jié),使勞動效率和經(jīng)濟效益明顯提高,同時也避免了人工操作,記錄等過程中差錯率較高的缺陷。全站儀的廠家很多,主要的廠家及相應生產(chǎn)的全站儀系列有:瑞士徠卡公司生產(chǎn)的 TC 系列全站

3、儀;日本 TOPCN (拓普康)公司生產(chǎn)的 GTS 系列;索佳公司生產(chǎn)的 SET 系列;賓得公司生產(chǎn)的 PCS 系列;尼康公司生產(chǎn)的 DMT 系列及瑞典捷創(chuàng)力公司生產(chǎn)的 GDM 系列全站儀。我國南方測繪儀器公司 90 年代生產(chǎn)的 NTS 系列全站儀填補了我國的空白,正以嶄新的面貌走向國內(nèi)國際市場。全站儀的工作特點:1、能同時測角、測距并自動記錄測量數(shù)據(jù);2、設有各種野外應用程序,能在測量現(xiàn)場得到歸算結果;3、能實現(xiàn)數(shù)據(jù)流;一、TOPCON 全站儀構造簡介圖1為賓得全站儀 PTS-V2 ,圖2為尼康 C-100 全站儀,圖3為智能全站儀GTS-710,圖4為蔡司Elta R系列工程全站儀,圖5為

4、徠卡TPS1100系列智能全站儀。二、全站儀的功能介紹1、角度測量(angle observation)(1)功能:可進行水平角、豎直角的測量。(2)方法:與經(jīng)緯儀相同,若要測出水平角 AOB ,則:1)當精度要求不高時:瞄準 A 點置零( 0 SET )瞄準 B 點,記下水平度盤 HR 的大小。2)當精度要求高時: 可用測回法( method of observation set )。操作步驟同用經(jīng)緯儀操作一樣,只是配置度盤時,按“置盤”( H SET )。2、距離測量( distance measurement )PSM 、PPM 的設置 測距、測坐標、放樣前。1)棱鏡常數(shù)(PSM )的設

5、置。一般: PRISM=0 (原配棱鏡),-30mm (國產(chǎn)棱鏡)2)大氣改正數(shù)( PPM )(乘常數(shù))的設置。輸入測量時的氣溫( TEMP )、氣壓( PRESS ),或經(jīng)計算后,輸入 PPM 的值。(1)功能:可測量平距 HD 、高差 VD 和斜距 SD (全站儀鏡點至棱鏡鏡點間高差及斜距)(2)方法:照準棱鏡點,按“測量”( MEAS )。3、坐標測量( coordinate measurement )(1)功能:可測量目標點的三維坐標( X , Y , H )。(2)測量原理若輸入:方位角,測站坐標(,);測得:水平角和平距。則有:方位角:坐標:若輸入:測站 S 高程,測得:儀器高 i

6、 ,棱鏡高 v ,平距,豎直角,則有:高程:(3)方法:輸入測站 S ( X , Y ,H ),儀器高 i ,棱鏡高 v 瞄準后視點 B ,將水平度盤讀數(shù)設置為瞄準目標棱鏡點 T ,按“測量”,即可顯示點 T 的三維坐標。4、點位放樣 (Layout)(1)功能:根據(jù)設計的待放樣點 P 的坐標,在實地標出 P 點的平面位置及填挖高度。(2)放樣原理1)在大致位置立棱鏡,測出當前位置的坐標。2)將當前坐標與待放樣點的坐標相比較,得距離差值 dD 和角度差 dHR 或縱向差值 X 和橫向差值 Y 。3)根據(jù)顯示的 dD 、dHR 或X 、Y ,逐漸找到放樣點的位置。5、程序測量( programs

7、 )(1)數(shù)據(jù)采集 (data collecting)(2)坐標放樣 (layout)(3)對邊測量(MLM)、懸高測量(REM)、面積測量(AREA)、后方交會(RESECTION) 等。(4)數(shù)據(jù)存儲管理。包括數(shù)據(jù)的傳輸、數(shù)據(jù)文件的操作(改名、刪除、查閱)。§ 7.2 TOPCON GTS-312 全站儀使用簡介一、儀器面板外觀和功能說明面板上按鍵功能如下:進入坐標測量模式鍵。 進入距離測量模式鍵。ANG 進入角度測量模式鍵。MENU 進入主菜單測量模式鍵。ESC 用于中斷正在進行的操作,退回到上一級菜單。POWER 電源開關鍵 光標左右移動鍵 光標上下移動、翻屏鍵F1 、 F2

8、 、 F3 、 F4 軟功能鍵,其功能分別對應顯示屏上相應位置顯示的命令。顯示屏上顯示符號的含義:V 豎盤讀數(shù);HR 水平讀盤讀數(shù)(右向計數(shù));HL 水平讀盤讀數(shù)(左向計數(shù));HD 水平距離; VD 儀器望遠鏡至棱鏡間高差; SD 斜距; * 正在測距;N 北坐標,x ; E 東坐標,y ; Z 天頂方向坐標,高程H 。二、全站儀幾種測量模式介紹1、角度測量模式功能:按 ANG 進入,可進行水平角、豎直角測量,傾斜改正開關設置。第 1 頁F1 OSET :設置水平讀數(shù)為:0°0000"。F2 HOLD :鎖定水平讀數(shù)。F3 HSET :設置任意大小的水平讀數(shù)。F4 P1:

9、進入第 2 頁。第 2 頁F1 TILT :設置傾斜改正開關。F2 REP : 復測法。F3 V% : 豎直角用百分數(shù)顯示。F4 P2: 進入第 3 頁。第 3 頁F1 H-BZ :儀器每轉(zhuǎn)動水平角 90°時,是否要蜂鳴聲。F2 R/L :右向水平讀數(shù) HR/ 左向水平讀數(shù) HL 切換,一般用 HR 。F3 CMPS :天頂距 V/ 豎直角 CMPS 的切換,一般取 V 。F4 P3:進入第 1 頁。2、距離測量模式功能:按 進入,可進行水平角、豎直角、斜距、平距、高差測量及 PSM 、 PPM 、距離單位等設置。第 1 頁F1 MEAS :進行測量。F2 MODE :設置測量模式,

10、 Fine/coarse/tragcking(精測/粗測/跟蹤)。F3 S/A : 設置棱鏡常數(shù)改正值( PSM )、大氣改正值( PPM )。F4 P1 :進入第 2 頁。第 2 頁F1 OFSET :偏心測量方式。F2 SO :距離放樣測量方式。F3 m/f/i :距離單位米 / 英尺 / 英寸的切換。F4 P2: 進入第 1 頁。3、坐標測量模式功能:按進入,可進行坐標( N , E , H )、水平角、豎直角、斜距測量及 PSM 、 PPM 、距離單位等設置。第 1 頁F1 MEAS :進行測量。F2 MODE :設置測量模式, Fine/Coarse/Tracking 。F3 S/A

11、 :設置棱鏡改正值( PSM ),大氣改正值( PPM )常數(shù)。F4 P1:進入第 2 頁。第 2 頁F1 R.HT :輸入棱鏡高。F2 INS.HT :輸入儀器高。F3 OCC :輸入測站坐標。F4 P2:進入第 3 頁。第 3 頁F1 OFSET :偏心測量方式。F2 F3 m/f/i: 距離單位米 / 英尺 / 英寸切換。F4 P3:進入第 1 頁。4、主菜單模式功能:按 MENU 進入,可進行數(shù)據(jù)采集、坐標放樣、程序執(zhí)行、內(nèi)存管理(數(shù)據(jù)文件編輯、傳輸及查詢)、參數(shù)設置等。三、全站儀功能簡介測量前,要進行如下設置按 或,進入距離測量或坐標測量模式,再按第 1 頁的 S/A ( F3 )。

12、1、棱鏡常數(shù) PRISM 的設置進口棱鏡多為 0 ,國產(chǎn)棱鏡多為-30mm。(具體見說明書)2、大氣改正值 PPM 的設置按“ T-P ”,分別在“ TEMP. ”和“ PRES. ” 欄,輸入測量時的氣溫、氣壓。(或者按照說明書中的公式計算出 PPM 值后,按“ PPM ”直接輸入)。說明: PRISM 、 PPM 設置后,在沒有新設置前,儀器將保存現(xiàn)有設置。(一)角度測量按 ANG 鍵,進入測角模式(開機后默認的模式),其水平角、豎直角的測量方法與經(jīng)緯儀操作方法基本相同。照準目標后,記錄下儀器顯示的水平度盤讀數(shù) HR 和豎直度盤讀數(shù) V 。(二)距離測量先按 鍵,進入測距模式,瞄準棱鏡后,

13、按 F1 ( MEAS ),記錄下儀器測站點至棱鏡點間的平距 HD 、鏡頭與鏡頭間的斜距 SD 和鏡頭與鏡頭間的高差 VD 。(三)坐標測量1、按 ANG 鍵,進入測角模式,瞄準后視點 A 。2、按 HSET ,輸入測站 O 至后視點 A 的坐標方位角。如:輸入 65.4839 ,即輸入了。3、按鍵, 進入坐標測量模式。按 P, 進入第 2 頁。4、按 OCC ,分別在 N 、 E 、 Z 輸入測站坐標( X0 ,Y0 ,H0 )。5、按 P,進入第 2 頁,在 INS.HT 欄,輸入儀器高。6、按 P,進入第 2 頁,在 R.HT 欄,輸入 B 點處的棱鏡高。7、瞄準待測量點 B ,按 ME

14、AS ,得 B 點的( XB ,YB ,HB )。(四)零星點的坐標放樣(不使用文件)1、按 MENU ,進入主菜單測量模式。2、按 LAYOUT ,進入放樣程序,再按 SKP ,略過使用文件。3、按 OOC.PT ( F1 ),再按 NEZ ,輸入測站 O 點的坐標( X0 ,Y0 ,H0 );并在 INS.HT 一欄,輸入儀器高。4、按 BACKSIGHT ( F2 ),再按 NE/AZ ,輸入后視點 A 的坐標( xA , yA );若不知 A 點坐標而已知坐標方位角,則可再按 AZ ,在 HR 項輸入的值。瞄準 A 點,按 YES 。5、按 LAYOUT ( F3 ),再按 NEZ ,

15、輸入待放樣點 B 的坐標( xB , yB,HB )及測桿單棱鏡的鏡高后,按 ANGLE( F1 )。使用水平制動和水平微動螺旋,使顯示的 dHR=0°0000",即找到了 OB 方向,指揮持測桿單棱鏡者移動位置,使棱鏡位于 OB 方向上。6、按 DIST ,進行測量,根據(jù)顯示的 dHD 來指揮持棱鏡者沿 OB 方向移動,若 dHD 為正,則向 O 點方向移動;反之若 dHD 為負,則向遠處移動,直至 dHD=0 時,立棱鏡點即為 B 點的平面位置。7、其所顯示的 dZ 值即為立棱鏡點處的填挖高度,正為挖,負為填。8、按 NEXT 反復 5 、6 兩步,放樣下一個點 C 。

16、§ 7.3 全站儀使用的注意事項與維護一、全站儀保管的注意事項1、 儀器的保管由專人負責,每天現(xiàn)場使用完畢帶回辦公室;不得放在現(xiàn)場工具箱內(nèi)。2、儀器箱內(nèi)應保持干燥,要防潮防水并及時更換干燥劑。儀器須放置專門架上或固定位置。3、儀器長期不用時,應一月左右定期通風防霉并通電驅(qū)潮,以保持儀器良好的工作狀態(tài)。4、儀器放置要整齊,不得倒置。二、使用時應注意事項1、開工前應檢查儀器箱背帶及提手是否牢固。2、開箱后提取儀器前,要看準儀器在箱內(nèi)放置的方式和位置,裝卸儀器時,必須握住提手,將儀器從儀器箱取出或裝入儀器箱時,請握住儀器提手和底座,不可握住顯示單元的下部。切不可拿儀器的鏡筒,否則會影響內(nèi)部

17、固定部件,從而降低儀器的精度。應握住儀器的基座部分,或雙手握住望遠鏡支架的下部。儀器用畢,先蓋上物鏡罩,并擦去表面的灰塵。裝箱時各部位要放置妥帖,合上箱蓋時應無障礙。3、在太陽光照射下觀測儀器,應給儀器打傘,并帶上遮陽罩,以免影響觀測精度。在雜亂環(huán)境下測量,儀器要有專人守護。當儀器架設在光滑的表面時,要用細繩(或細鉛絲)將三腳架三個腳聯(lián)起來,以防滑倒。4、當架設儀器在三腳架上時,盡可能用木制三腳架,因為使用金屬三腳架可能會產(chǎn)生振動,從而影響測量精度。5、當測站之間距離較遠,搬站時應將儀器卸下,裝箱后背著走。行走前要檢查儀器箱是否鎖好,檢查安全帶是否系好。當測站之間距離較近,搬站時可將儀器連同三

18、腳架一起靠在肩上,但儀器要盡量保持直立放置。6、搬站之前,應檢查儀器與腳架的連接是否牢固,搬運時,應把制動螺旋略微關住,使儀器在搬站過程中不致晃動。7、儀器任何部分發(fā)生故障,不勉強使用,應立即檢修,否則會加劇儀器的損壞程度。8、元件應保持清潔,如沾染灰沙必須用毛刷或柔軟的擦鏡紙擦掉。禁止用手指撫摸儀器的任何光學元件表面。清潔儀器透鏡表面時,請先用干凈的毛刷掃去灰塵,再用干凈的無線棉布沾酒精由透鏡中心向外一圈圈的輕輕擦拭。除去儀器箱上的灰塵時切不可作用任何稀釋劑或汽油,而應用干凈的布塊沾中性洗滌劑擦洗。9、濕環(huán)境中工作,作業(yè)結束,要用軟布擦干儀器表面的水分及灰塵后裝箱。回到辦公室后立即開箱取出儀器放于干燥處,徹底涼干后再裝箱內(nèi)。10、冬天室內(nèi)、室外溫差較大時,儀器搬出室外或搬入室內(nèi),應隔一段時間后才能開箱。三、電池的使用全站儀的電池是全站儀最重要的部件之一,現(xiàn)在全站儀所配備的電池一般為 Ni-MH( 鎳氫電池 ) 和 Ni-Cd( 鎳鎘電池 ) ,電池的好壞、電量的多少決定了外業(yè)時間的長短。1、建議在電源打開期間不要將電池取出,因為此時存儲數(shù)據(jù)可能會丟失,因此在電源關閉后再裝入或取出電池。2、可充電池可以反復充電使用,但是如果在電池還存有剩余電量的狀態(tài)下充電,則會縮短電池的工作時間,此時,電池的電壓可通過刷新予以復原,從而改善作業(yè)時間,充足電的電池放電時

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