全站仪构造原理及使用技巧

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1、全站仪构造原理及使用技巧摘要：全站仪是全站型电子速测仪的简称，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”。关键词：光速值、棱镜常数、ha+i-t、abstract:thetotalstationisastationelectronicspeedmeasuringdevicereferredto,itisaangle(horizontalangle,verticalangle)measurement,thedistance(

2、slantrange,horizontaldistance,heightdifference)measurementanddataprocessingmeasuringinstrumentsmadebythemechanical,optical,andelectroniccomponentcombination.asingleplacement,theinstrumentwillbeabletocompleteallthesurveyworkonthestation,itwasknownasthe“totalstation”.keywords:valueofthespeedofl

3、ight,prismconstant,ha+i-t中图分类号：f407.63文献标识码：a文章编号：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

4、（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。（一）全站仪的主要分类：电磁波测距按测程来分，有短程(＜3km)、中程(3—15km)和远程(＞15km)之分。按测距精度来分，有ⅰ级(5mm)、ⅱ级(5mm—10mm)和ⅲ级(＞10mm)。按载波来分，采用微波段的电磁波作为载波的称为微波测距仪；采用光波作为裁波的称为光电测距仪。光电测距仪所使用的光源有激光光源和红外光源(普通光源已淘汰)，采用红外线波段作为载波的称为红外测距仪。由于红外测距仪是以砷化稼(gaas)发光二极管所发的荧光作为载波源，

5、发出的红外线的强度能随注入电信号的强度而变化，因此它兼有载波源和调制器的双重功能。gaas发光二极管体积小，亮度高，功耗小，寿命长，且能连续发光，所以红外测距仪获得了更为迅速的发展。本节讨论的就是红外光电测距仪。（二）、测距原理欲测定a、b两点间的距离d，安置仪器于a点，安置反射镜于b点。仪器发射的光束由a至b，经反射镜反射后又返回到仪器。设光速c为已知，如果光束在待测距离d上往返传播的时间。已知，则距离d可由下式求出式中c＝c。／n，c。为真空中的光速值，其值为299792458m／s,n为大气折射率，它与测距仪所用光源的波长，测线上的气温t,气压p和湿度e有关。测定距离的精度

6、，主要取决于测定时间的精度，例如要求保证±lcm的测距精度，时间测定要求准确到6．7×10—lls，这是难以做到的。因此，大多采用间接测定法来测定。间接测定的方法有下列两种：1．脉冲式测距由测距仪的发射系统发出光脉冲，经被测目标反射后，再由测距仪的接收系统接收，测出这一光脉冲往返所需时间间隔()的钟脉冲的个数以求得距离d。由于计数器的频率一殷为300mhz(300×106hz)，测距精度为o.5m，精度较低。2．相位式测距由测距仪的发射系统发出一种连续的调制光波，测出该调制光波在测线上往返传播所产生的相依移，以测定距离d。红外光电测距仪一般都采用相位测距法。在砷化镕(gaas)发

7、光二极管上加了频率为f的交变电压(即注入交变电流)后，它发出的光强就随注入的交变电流呈正弦变化，这种光称为调制光。测距仪在a点发出的调制光在待测距离上传播，经反射镜反射后被接收器所接收，然后用相位计将发射信号与接受信号进行相位比较，由显示器显出调制光在待测距离往、返传播所引起的相位移φ。（三）全站仪的常规操作与使用不同型号的全站仪，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。1.全站仪的基本操作与使用方法1）水平角测量（1）按角度测量键，使全站仪处于角度