全站仪概述

﹌ 001

1.1 全站仪的基本概念

在传统的测量中，人们已经提到了“速测法”，它是指一种从仪器站同时测定某一点的平面位置和高程的方法。有时，这种方法也称作“速测术”（Tachymetry ），而速测仪（Tachy-meter ）就是根据速测法原理而设计的测量仪器。最初速测仪的距离测量是通过光学方法来实现的，我们称这种速测仪为“光学速测仪”。实际上，“光学速测仪”就是指带有视距丝的经纬仪，被测点的平面位置由方向测量及光学视距来确定，而高程则是用三角测量方法来确定。带有“视距丝”的光学速测仪，由于其快速、简易，而在短距离（100 m 以内）、低精度（1∶200～1∶500）的测量中（如碎部点测定中）有其优势，并得到了广泛的应用。

电子测距技术的出现，大大推动了速测仪的发展。用电磁波测距仪代替光学视距经纬仪，使得测程更大、测量时间更短、精度更高。人们将距离由电磁波测距仪测定的速测仪笼统地称为“电子速测仪”（Electronic Tachymeter ）。然而，随着电子测角技术的出现，这一“电子速测仪”的概念又相应地发生了变化，根据测角方法的不同分为半站型电子速测仪和全站型电子速测仪。半站型电子速测仪是指用光学方法测角的电子速测仪，也称之为“测距经纬仪”。这种速测仪出现较早，并且被不断改进，可将光学角度读数通过键盘输入到测距仪，对斜距进行化算，最后得出平距、高差、方向角和坐标差，这些结果都可自动地传输到外部存储器中。全站型电子速测仪则是由电子测角、电子测距、电子计算和数据存储单元等组成的三维坐标测量系统，是测量结果能自动显示，并能与外围设备交换信息的多功能测量仪器。由于全站型电子速测仪较完善地实现了测量和处理过程的电子化和一体化，所以人们也通常称之为全站型电子速测仪或简称全站仪。

全站仪，即全站型电子测距仪（Electronic Total Station ），是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，是集水平角、垂直角、距离（斜距、平距）、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。与光学仪器相比，电子仪器将光学度盘换为光电扫描度盘，将人工光学测微读数代之以自动记录和显示读数，使测角操作简单化，且可避免读数误差的产生。目前，全站仪广泛应用于各类工程项目的勘测、施工和变形监测等工作中，是测量工作的主要仪器。全站仪与光学经纬仪的区别在于度盘读数及显示系统，电子经纬仪的水平度盘和竖直度盘及其读数装置是分别采用编码盘或两

002 ﹌

图1.1 组合式全站仪

个相同的光栅度盘和读数传感器进行角度测量的。根据测角精度可分为0.5″，1″，2″，3″，5″，7″等几个等级。

全站仪的测角系统与传统光学经纬仪测角系统相比较，主要有两个方面的不同：（1）传统的光学度盘被绝对编码度盘或光电增量编码器所代替，用电子细分系统代替了传统的光学测微器。

（2）由传统的观测者判读观测值及手工记录变为观测者直接读数并自动记录。

全站仪的测距系统与一般测距仪基本一致，只是体积更小，通常采用半导体砷化镓发光二极管作为光源。不同厂家生产的不同类型及系列的全站仪，其最大测程和距离测量误差均有较大变化。

全站仪的记录系统又称为电子数据记录器，它是一种存储测量资料的具有特定软件的硬件设备。数据记录器也有许多类型，但基本功能都一样，起着全站仪与电子计算机之间的桥梁作用。它使野外记录工作实现了自动化，减少了记录计算的差错，大大提高了野外作业的效率。全站仪记录系统主要有三种形式：接口式、磁卡式和内存式。

全站仪由电子测角、电子测距、电子计算和数据存储系统等组成，本身就是一个带有特殊功能的计算机控制系统。从总体上看，全站仪由下列两大部分组成：（1）为采集数据而设置的专用设备：主要有电子测角系统、电子测距系统、数据存储系统，还有自动补偿设备等。

（2）过程控制机：主要用于有序地实现上述每一专用设备的功能。过程控制机包括与测量数据相连接的外围设备及进行计算、产生指令的微处理机。

只有上面两大部分有机结合，才能真正地体现“全站”功能，即既要自动完成数据采集，又要自动处理数据和控制整个测量过程。

1.1.1 全站仪的分类

20世纪80年代末、90年代初，人们根据电子

测角系统和电子测距系统的发展不平衡，将全站仪

分成两大类，即积木式和整体式。

全站仪采用了光电扫描测角系统，其类型主要

有编码盘测角系统、光栅盘测角系统及动态（光栅

盘）测角系统等三种。

全站仪按其外观结构可分为两类：

（1）积木型（Modular，又称组合型，图1.1）。

早期的全站仪，大都是积木型结构，即电子速

测仪、电子经纬仪、电子记录器各是一个整体，可

以分离使用，也可以通过电缆或接口把它们组合起来，形成完整的全站仪。可测出

平面距离、高差、方位角和坐标差，这些结果可自动地传输到外部存储器中。其优点是能通过不同的构件进行多样组合，当个别构件损坏时，可以用其他构件代替，具有很强的灵活性。早期的全站仪都采用这种结构。代表产品有日本索佳生产的REDmimi短程测距仪加DT2、DT4或DT5电子经纬仪等。

（2）整体型（Integral，图1.2）。

随着电子测距仪进一步的轻巧化，现代的全站仪大都把测距、测角和记录单元在光学、机械等方面设计成一个不可分割的整体，其中测距仪的发射轴、接收轴和望远镜的视准轴为同轴结构，这对保证较大垂直角条件下的距离测量精度非常有利。它具备全站仪电子测角、电子测距和数据自动记录等基本功能，最显著的特征是能存储数据。有的还可以运行厂家或用户自主开发的机载测量程序（如偏心测量、对边测量、悬高测量等）。代表产品有徕卡TC系列、拓普康GTS-300系列、南方NTS-312等。

图1.2 整体式全站仪

全站仪按测量功能分类，可分成四类：

（1）经典型全站仪（Classical totalstation）。

经典型全站仪也称为常规全站仪，具备全站仪电子测角、电子测距和数据自动记录等基本功能，有的还可以运行厂家或用户自主开发的机载测量程序。其经典代表为徕卡公司的TC系列全站仪。

（2）机动型全站仪（Motorized totalstation）。

在经典全站仪的基础上安装轴系步进电机，可自动驱动全站仪照准部和望远镜的旋转。在计算机的在线控制下，机动型系列全站仪可按计算机给定的方向值自动照准目标，并可实现自动正、倒镜测量。徕卡TCM系列全站仪就是典型的机动型全

﹌ 003

004 ﹌

图1.3 徕卡TS60智能全站仪 站仪。

（3）无合作目标型全站仪（Reflector lesstotalstation ）。

无合作目标型全站仪是指在无反射棱镜的条件下，可对一般的目标直接测距的全站仪。因此，对不便安置反射棱镜的目标进行测量，无合作目标型全站仪具有明显优势。如徕卡TCR 系列全站仪，无合作目标距离测程可达1 000 m ，可广泛用于地籍测量、房产测量和施工测量等。

（4）智能型全站仪（Robotic totalstation ）。

在自动化全站仪的基础上，仪器安装自

动目标识别与照准的新功能，因此在自动化

的进程中，全站仪进一步克服了需要人工照

准目标的重大缺陷，实现了全站仪的智能化。

在相关软件的控制下，智能型全站仪在无人

干预的条件下可自动完成多个目标的识别、

照准与测量。因此，智能型全站仪又称为“测

量机器人”，典型的代表有徕卡的TS60型全

站仪等（图1.3）。

全站仪按测距仪测程分类，还可以分为

三类：

（1）短距离测距全站仪。

测程小于 3 km ，一般精度为±（5 mm+5 ppm ）（1 ppm=10 6）

，主要用于普通测量和城市测量。

（2）中测程全站仪。

测程为3～15 km ，一般精度为±（5 mm+2 ppm ），±（2 mm+2 ppm ），通常用于一般等级的控制测量。

（3）长测程全站仪。

测程大于15 km ，一般精度为±（5 mm+1 ppm ），通常用于国家三角网及特级导线的测量。

20世纪90年代以来，全站仪基本上都发展为整体式全站仪。随着计算机技术的不断发展与应用以及用户的特殊要求与其他工业技术的应用，全站仪出现了一个新的发展时期，出现了带内存、防水型、防爆型、电脑型等的全站仪，使得全站仪这一最常规的测量仪器越来越满足各项测绘工作的需求，发挥更大的作用。 1.1.2 全站仪的结构

全站仪几乎可以用在所有的测量领域。电子全站仪由电源部分、测角系统、测

距系统、数据处理部分、通信接口及显示屏、键盘等组成（图1.4）。同电子经纬仪、光学经纬仪相比，全站仪增加了许多特殊部件，因此全站仪具有比其他测角、测距仪器更多的功能，使用也更方便。这些特殊部件构成了全站仪在结构方面独树一帜的特点。

图1.4 全站仪结构原理

1. 同轴望远镜

全站仪的望远镜实现了视准轴、测距光波的发射、接收光轴同轴化。同轴化的基本原理是：在望远物镜与调焦透镜间设置分光棱镜系统，通过该系统实现望远镜的多功能，可瞄准目标，使之成像于十字丝分划板，进行角度测量，同时其测距部分的外光路系统又能使测距部分的光敏二极管发射的调制红外光在经物镜射向反光棱镜后，经同一路径反射回来，再经分光棱镜作用使回光被光电二极管接收；为测距需要，在仪器内部另设一内光路系统，通过分光棱镜系统中的光导纤维将由光敏二极管发射的调制红外光也传送给光电二极管接收，进而由内、外光路调制光的相位差间接计算光的传播时间，计算实测距离。

同轴性使得望远镜一次瞄准即可实现同时测定水平角、垂直角和斜距等全部基本测量要素的测定功能，加之全站仪强大、便捷的数据处理功能，使全站仪使用极其方便。

2. 双轴自动补偿器

作业时若全站仪纵轴倾斜，会引起角度观测的误差，盘左、盘右观测值取中不能使之抵消。而全站仪特有的双轴（或单轴）倾斜自动补偿系统，可对纵轴的倾斜进行监测，并在度盘读数中对因纵轴倾斜造成的测角误差自动加以改正（某些全站仪纵轴最大倾斜可允许至±6′）。也可通过将竖轴倾斜引起角度误差，由微处理器自动

﹌ 005

按竖轴倾斜改正计算式计算，并加入度盘读数中加以改正，使度盘显示读数为正确值，即所谓纵轴倾斜自动补偿。

双轴自动补偿所采用的构造（包括Topcon，Trimble）：使用一水泡（该水泡不是从外部可以看到的，与检验校正中所描述的不是一个水泡）来标定绝对水平面，该水泡中间填充液体，两端是气体。在水泡的上部两侧各放置一发光二极管，而在水泡的下部两侧各放置一光电管，用于接收发光二极管透过水泡发出的光。通过运算电路比较两二极管获得的光的强度。当其处在初始位置，即绝对水平时，将运算值置零。当作业中全站仪器倾斜时，运算电路实时计算出光强的差值，从而换算成倾斜的位移，将此信息传达给控制系统，以决定自动补偿的值。自动补偿的方式除由微处理器计算后修正输出外，还有一种方式即通过步进电动机驱动微型丝杆，对此轴方向上的偏移进行补正，从而使轴时刻保持绝对水平。

3. 键盘

键盘是全站仪在测量时输入操作指令或数据的硬件，全站型仪器的键盘和显示屏均为双面式，便于正、倒镜作业时操作。

4. 存储器

全站仪存储器的作用是将实时采集的测量数据存储起来，再根据需要传送到其他设备如计算机等中，供进一步处理或利用。全站仪的存储器有内存储器和存储卡两种。全站仪内存储器相当于计算机的内存（RAM），存储卡是一种外存储媒体，又称PC卡，作用相当于计算机的磁盘。

5. 通信接口

全站仪可以通过通信接口和通信电缆将内存中存储的数据输入计算机，或将计算机中的数据和信息经通信电缆传输给全站仪，实现双向信息传输。通信接口常用RS-232串口，如今很多仪器也可直接采用USB接口进行双向数据交换。

1.2 全站仪的发展现状及应用前景

全站仪是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，是集水平角、垂直角、距离（斜距、平距）、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。全站仪的发展经历了从组合式即光电测距仪与光学经纬仪组合，或光电测距仪与电子经纬仪组合，到整体式即将光电测距仪的光波发射接收系统的光轴和经纬仪的视准轴组合为同轴的整体式全站仪等几个阶段。

1.2.1 全站仪的发展历史

006 ﹌

全站仪是从光学经纬仪发展而来的。20世纪80年代电子技术飞速发展，电子技术的应用推动了测绘仪器的快速发展。全站仪的产生过程如图1.5所示。

图1.5 全站仪发展过程

全站仪的发展又经历了四个阶段：

（1）普通型的全站仪：这是初期的全站仪，主要是实现测角、测距模块的整体化，仪器除了具有基本的测角和测距功能外，仅有一些简单的功能，如温度、气压改正，斜距平距互换等，软件的配置十分简单。代表仪器有宾得PTS-Ⅲ05全站仪。

（2）功能型的全站仪：这类全站仪相对于普通型全站在功能上有极大的改进和增加，但仪器自身没有内存，测量时要用纸本或电子手簿记录数据。代表仪器有宾得PTS-V2全站仪。

（3）磁卡型的全站仪：该类仪器的突出之处是能用磁卡记录野外观测数据。记录在卡上的测量数据，通过装有卡驱的计算机读取，但数据读取缓慢。代表仪器有索佳SET-2C全站仪。

（4）内存式的全站仪：本类仪器有自带的内存，实现了测量数据记录的自动化。数据传输简单快捷，通过传输软件很快读入电脑。同时软件功能强大，具有特殊的测量功能，如放样、坐标测量等。代表仪器有索佳SET2110全站仪。

1.2.2 全站仪的比较

1. 各厂家历史及技术特点

徕卡：徕卡（Leica）集团公司的前身是瑞士WILD厂，创建于1921年，1987年获得ISO-9001质量认证。1990年，WILD厂、瑞士克恩（Kern）、德国的Leitz及英国的Cambridge合并组建徕卡集团公司。数十年来，徕卡集团公司一直致力于测绘仪器设计与制造，追求精湛工艺和优良质量，今天它的产品已拓展到卫星测量、数字影像处理、信息科学等领域。

蔡司：蔡司公司是德国一家历史悠久的光学仪器制造厂。1846年机械师卡尔?蔡司在德国东部小城揶那开办了一家制造显微镜的工厂，它就是蔡司公司的雏形。经过一百多年的发展，蔡司公司成长为规模宏大、实力雄厚的公司，Zeiss也成为世界

﹌ 007

著名商标。蔡司的主要产品是光学显微镜、电子显微镜、医用眼科及外科手术显微仪器、大地测量仪器、航空摄影测量仪器等。

捷创力：瑞典捷创力是世界上第一家生产光电测距仪的厂家，曾是AGA集团的成员，并用AGA作为产品的商标。后来成为实力雄厚的S-P集团（即诺贝尔集团）的成员，其商标改为Geodimeter。现已被光谱精密仪器有限公司收购。

拓普康：世界著名的光学工业公司之一。1932年诞生，经过70余年的发展，形成了以光学、电子技术为核心，以光、机、电一体化设备为特色的光学先驱产业公司。1960年，拓普康与东芝公司联合，用自己固有的光学机械设计制造的优势，配以东芝公司强大的电子技术，生产了一系列先进的测量、医疗及工业用仪器，1994年获得ISO 9001质量标准认证。几十年来，拓普康的产品不断更新换代，在测量方面已形成了完整的GTS全站仪系列。

索佳：日本索佳株式会社是当今世界闻名的现代化测量仪器公司，其前身为“测机舍”，创建于1920年4月，是日本国内历史上最长、规模最大、专业化程度最高的测量仪器公司，1992年更名为“索佳”。索佳公司自创建以来，紧跟时代步伐，专心致志于测量仪器的研制与开发。1970年，索佳公司积极将现代电子技术全面引入测量仪器的制造中，生产出电子化、智能化的测绘仪器。现在，索佳公司已发展成一个综合性测绘仪器生产厂家，并全面通过了ISO 9001国际质量认证。索佳精湛的技术、精密的工艺、精巧的造型及良好的售后服务深得用户的信赖。

宾得：即旭精密株式会社，是日本东京Asahi光学公司的下属公司，成立于1933年，当时称为富士制作所，1949年易名为富士测量机制株式会社，1979年更名为旭精密株式会社，1994年12月获得国际标准化ISO 9001及日本标准化JISZ-9901的质量认证。宾得公司主要生产PENTAX牌测量仪器。宾得测量仪器性能优越，精致耐用。

尼康：日本尼康公司是世界著名的相机公司，创建于1917年7月25日，由三菱财团（Nitsubishi）投资，合并三个光学仪器厂组成。当时，主要为日本国防部生产军用光学仪器。Nikon的名称由日文“日本”（Nippon）和“光学”（kogakn）组合而成，所以又有人称之为日光公司。尼康公司创建初期，曾聘请几名德国光学技师，并于1932年开始生产尼柯尔（nikkor）镜头。早期产品主要为显微镜、望远镜系列的视觉产品，测量设备和光学测量仪器为辅助产品。但它的测量仪器也非常出色，仪器镜头世界顶尖，其全站仪具有独特的光学系统，简便易用，抗恶劣环境强。

南方：南方公司是目前国内最大的测绘仪器专业公司，是由全国数个分支机构形成集团公司，集科、工、贸于一体。南方测绘仪器公司创立于1989年，经过近20年的发展，如今已有5个分厂，15个分公司，一个软件开发部，一个GPS部，年销售额超过亿元。南方测绘仪器公司大力推广测绘仪器国产化，为我国测绘仪器制造业作出了贡献。

苏州一光：原名第一光学仪器厂，成立于1958年，是国内专业生产测绘仪器的008 ﹌

厂家，江苏省高新技术企业。产品“J2-2光学经纬仪”“DSZ2自动安平水准仪”是客户公认的最优产品。2000年以来，公司进军全站仪市场，在国内推出“全中文全站仪”“OTS免棱镜测距全站仪”等产品，填补了国产全站仪的空白，市场占有率逐年提升。

2. 同精度产品技术指标比较

全站仪主要精度指标包括测距精度和测角精度。测距精度分为固定误差和比例误差。如TOPCONGTS-102N全站仪的标称精度为：测角精度为±2″，测距精度为±（2+2 ppm×D）mm。《全站型电子测速仪》（JJG100—2003）对全站仪准确度等级划分为四个等级（详见表1.1）。

表1.1 全站仪等级划分

精度等级测角标称标准偏差测角标准偏差测距标准误差（mm）

I 0.5″、1″ abs（mβ）≤1″ abs（m d）≤2

Ⅱ 1.5″、2″1″

Ⅲ 3″、5″、6″2″

Ⅳ 10″6″

3. 软件方面的比较

徕卡的软件，以前的是全英文版，现在都汉化了，软件稳定性好，功能齐全，软件的设计思路符合欧洲人习惯。尼康的软件是捷创力提供的，仪器硬件与软件的配置不十分完善。拓普康的软件比较好用，它的各种系列全站仪的软件界面都差不多，菜单显示非常直观，操作简单方便，符合中国测量人员的使用习惯，但内存文件的操作不太理想。宾得的软件很好，设计很合理，但有些型号仪器输入不太方便。索佳软件初期不是很理想，但其新的测量仪器如SET2110等，软件操作很方便，考虑也很周到。南方全站仪软件操作很简单方便，稳定性好，功能在不断增加。苏一光的软件和索佳模式十分相似，简单直观，功能齐全，但稳定性不是很好，与硬件的匹配不完善，反应稍慢，目前在不断升级当中。

4. 使用方面的比较

徕卡全站仪是同级中质量最轻的，同时采用摩擦制动，很顺手，操作很舒服，角度观测不易超限，是让人非常放心的一款仪器。

索佳有用户自定义界面的功能，能提高野外工作效率，大屏幕液晶8行显示，清晰明了。

拓普康各种型号软件都差不多，只要学会了一个就全会了，在地形数据采集方面优势明显。

﹌ 009

尼康的全站仪易学易用，操作简便，性能稳定，有光线导向，放样时很方便。电池原装进口，很耐用，一块可用3～4天，并且返修率低。

0010 ﹌

宾得有温度气压自动探测器，并且是双速螺旋微动，功能强大，但界面不太方便。

南方全站仪功能不多，操作简单易学，一用就会。它的0SET键（置零）与其他仪器不同，需两次操作才能实现，减少了误操作。

苏一光的仪器键盘大，软件与索佳相似，操作十分简单方便，新型功能多，但是性能不够稳定。

5. 总结

（1）欧洲品牌全站仪硬件质量优良，软件成熟稳定，抗恶劣环境能力强，实际精度高于标称精度，使用起来特别放心，但不是按中国人的习惯设计的，而且价格高，没有弹性，适合在大型高精度要求的工程中应用。

（2）日本品牌产品，以拓普康、索佳使用最为广泛，尤以拓普康最受欢迎，它质量稳定，操作简单，抗恶劣环境强，且价格接近国内产品，属于中等产品。

（3）国内产品：近几年出现的品牌很多，市面上能见到的有南方、中海达、苏一光、博飞、欧波等，但硬件不是很稳定，有待进一步提高，适用于中低等工程。目前，全站仪的发展都达到了双轴补偿、激光对中、红外指向、防尘放水以及近距离的免棱镜等技术。国外产品中，拓普康和徕卡最受肯定，国产的首推南方。

1.2.3 全站仪发展的现状及前景分析

发展创造需求，需求指引发展，全站仪作为最常用的测量仪器，从它诞生的那天起，便开始极大地改变着我们的传统作业方式，提高了生产的效率。虽然GPS技术在大地测量领域已广泛应用，但在测绘领域中全站仪依然发挥着极其重要的作用，因为它有着GPS接收机所不具备的一些优点。如价格相对较低、不需对天通视、选点和布点灵活、带状地形及隐蔽地区适用性强、精度高、数据处理能力强大等。

全站仪早期的发展主要体现在硬件设备上，如减轻质量、减小体积等；中期的发展主要体现在软件功能上，如水平距离换算、自动补偿改正、加常数乘常数的改正等；现今的发展则是全方位的，如全自动、智能型。因此，全站仪正朝着全自动、多功能、开放性、智能型、标准化方向发展，它将在地形测量、工程测量、工业测量、建筑施工测量和变形观测等领域中发挥越来越重要的作用。全站仪未来主要有以下几个发展方向：

1. 全站仪自动补偿功能

在测量工作中，整平是必不可少的，随着仪器的发展，全站仪的补偿功能越来越完善，原本必须先粗平再精平，先看圆水准气泡再看长水准气泡，经过反复几次才能把仪器整平。现在不少仪器已经用一个圆水准气泡完全代替整平，只要气泡居中，仪器就能完成整平，其他的用仪器本身的电子气泡补偿，其精度完全可以掌握，比起原本的整平方法无论在时间上、效率上还是精度上都有很大的提高。

010 ﹌

﹌ 011

图1.7 徕卡超站仪

2. 全站仪测量自动化

实时自动跟踪、处理和接收计算机控制新式结构的全站仪，仪器中安装有驱动仪器水平方向360°、望远镜竖直方向360°旋转的伺服电机，用这种类型的全站仪可以实现无人值守观测、自动放样、自动检测三轴误差、自动寻找和跟踪目标。因此，在变形观测、动态定位及在一些对人体有害的环境中应用，将具有无可比拟的优越性。图1.6为拓普康测量机器人。

图1.6 拓普康测量机器人

3. 全站仪与GPS 的合作

伴随工程质量要求的不断提高，单一使用

GPS 接收机或全站仪已经难以满足实际测量工作

的需要，这样就会在同一工程中同时采用两种仪

器，联合应用，但由于GPS 与全站仪的开发完全

基于不同的思路，两者数据直接共享几乎是不可

能实现的。因此，要求全站仪与GPS 有机结合成

为一套设备，便于突破传统的作业模式，实现真

正意义上的“联合作业”（例如利用GPS 接收机

获取单点绝对坐标，得出已知点坐标，然后在适

合的地方设站，可解决定向、未知点坐标，利用

相应的软件可直接成图和进行各类工程测量），实

现优势互补，真正摆脱传统测量方法的束缚。图

1.7为徕卡超站仪。 4. 影像全站仪

将数码相机和全站仪有机结合用于三维建模的测绘仪器，实现工程测量与数字

近景测量相结合，利用相应的三维建模软件，能对地形、建筑物、文物等对象快速生成高精度可测量的三维数字表面模型。图1.8为全站仪数字三维建模。

图1.8 全站仪数字三维建模

5. 实现数据共享

由于对仪器实时作业的要求，“内业”的“外业化”便显得十分必要。过去从外业到内业再到外业的工作过程，将被一次性的外业工作所替代，而这种效率的提高，需要以仪器间数据的共享为基础。这种数据共享主要是指全站仪和其他类型的仪器（如GPS接收机、数字水准仪）之间的数据交流。通过不同仪器之间的数据交流，从而减少内业、外业之间的衔接，提高测量工作的自动化水平。

全站仪的广泛使用，在很大程度上节省了作业时间，提高了测量精度，因此全站仪的发展势在必行，要朝着更高的方向发展，了解全站仪的结构原理、全站仪的重点发展方向是非常必要的。随着计算机技术的不断发展与应用以及用户的特殊要求与其他工业技术的应用，全站仪出现了一个新的发展时期，出现了带内存、防水型、防爆型、电脑型等等的全站仪。目前精度较高的全站仪：测角精度（一测回方向标准偏差）0.5 s，测距精度0.5 mm+1 ppm。利用AT（Auto Targets Recognition，自动目标识别）功能，白天和黑夜（无须照明）都可以工作。全站仪已经达到非常高的角度和距离测量精度，既可人工操作也可自动操作，既可远距离遥控运行也可在机载应用程序控制下使用，可使用在精密工程测量、变形监测、无容许限差的机械引导控制等应用领域。全站仪这一最常规的测量仪器将越来越满足各项测绘工作的需求，并发挥更大的作用。

012 ﹌

﹌ 013

全站仪的结构和工作原理

全站仪的结构和工作原理目录 全站仪概述第一节 第二节全站仪的发展现状及前景 第三节第三节电子经纬仪 第四节电磁波测距仪 第五节全站仪的操作 第六节全站仪的检定和检验 第七节全站仪的使用与维护

专业文档供参考，如有帮助请下载。． 第一节全站仪概述 一、全站仪概述 全站仪，即全站型电子速测仪（Electronic Total Station）。是一种集光、机械、电子部件为一体的高技术测量仪器，是集水平角、垂直角、距离(斜距、平距)、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。因其一次安置仪器就可完成该测站上全部测量工作，所以称之为全站仪。因全站仪具有多功能、高效率的特性，目前几乎可以用在所有的测量领域。 全站仪是人们在角度测量自动化的过程中应用而生的，各类电子经纬仪在各种测绘作业中起着巨大的作用。 全站仪的发展经历了从组合式即光电测距仪与光学经纬仪组合，或光电测距仪与电子经纬仪组合，到整体式即将光电测距仪的光波发射接收系统的光轴和经纬仪的视准轴组合为同轴的整体式全 站仪等几个阶段。 最初速测仪的距离测量是通过光学方法来实现的，我们称这种速测仪为“光学速测仪”。实际上，“光学速测仪”就是指带有视距丝的经纬仪，被测点的平面位置由方向测量及光学视距来确定，而高程则是用三角测量方法来确定的。带有“视距丝”的光学速测仪，由于其快速、简易，而在短距离（100米以内）、低精度（1/200(1/500）的测量中，如碎部点测定中，有其优势，得 到了广泛的应用。 随着电子测距技术的出现，大大地推动了速测仪的发展。用电磁波测距仪代替光学视距经纬仪，使得测程更大、测量时间更短、精度更高。人们将距离由电磁波测距仪测定的速测仪笼统地称之为“电子速测仪”（Electronic Tachymeter）。 随着电子测角技术的出现。这一“电子速测仪”的概念又相应地发生了变化，根据测角方法的不同分为半站型电子速测仪和全站型电子速测仪。半站型电子速测仪是指用光学方法测角的电子速测仪，也有称之为“测距经纬仪”。这种速测仪出现较早，并且进行了不断的改进，可将光学角度读数通过键盘输入到测距仪，对斜距进行化算，最后得出平距、高差、方向角和坐标差，这些结果都可自动地传输到外部存储器中。全站型电子速测仪则是由电子测角、电子测距、电子计算和数据存储单元等组成的三维坐标测量系统，测量结果能自动显示，并能与外围设备交换信息的多功能测量仪器。由于全站型电子速测仪较完善地实现了测量和处理过程的电子化和一体化，所以人们也通常称之为全站型电子速测仪或简称全站仪。 近年来，随着微电子技术、电子计算技术、电子记录技术的迅速发展和广泛应用，全世界众多测绘仪器制造厂家不断推出各种型号的全站仪，以满足各类用户各种用途的需要。特别是新一代的智能型全站仪，不仅测量速度快、精度高，还内置有微处理器和存储器，以及功能强大的系统软件和丰富多彩应用程序，可实现设计、计算、放样等许多高级功能，将全站仪的发展推向了一个崭新的阶段。

全站仪的结构和工作原理

全站仪的结构和工作原理 目录 第一节全站仪概述 第二节全站仪的发展现状及前景第三节第三节电子经纬仪 第四节电磁波测距仪 第五节全站仪的操作 第六节全站仪的检定和检验第七节全站仪的使用与维护

第一节全站仪概述 一、全站仪概述 全站仪，即全站型电子速测仪（Electronic Total Station）。是一种集光、机械、电子部件为一体的高技术测量仪器，是集水平角、垂直角、距离(斜距、平距)、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。因其一次安置仪器就可完成该测站上全部测量工作，所以称之为全站仪。因全站仪具有多功能、高效率的特性，目前几乎可以用在所有的测量领域。 全站仪是人们在角度测量自动化的过程中应用而生的，各类电子经纬仪在各种测绘作业中起着巨大的作用。 全站仪的发展经历了从组合式即光电测距仪与光学经纬仪组合，或光电测距仪与电子经纬仪组合，到整体式即将光电测距仪的光波发射接收系统的光轴和经纬仪的视准轴组合为同轴的整体式全站仪等几个阶段。最初速测仪的距离测量是通过光学方法来实现的，我们称这种速测仪为“仪”。实际上，“光学速测仪”就是指带有视距丝的经纬仪，被测点的平面位置由方向测量及光学视距来确定，而高程则是用三角测量方法来确定的。带有“视距丝”的光学速测仪，由于其

快速、简易，而在短距离（100米以内）、低精度（1/200(1/500）的测量中，如碎部点测定中，有其优势，得到了广泛的应用。 随着电子测距技术的出现，大大地推动了速测仪的发展。用电磁波测距仪代替光学视距经纬仪，使得测程更大、测量时间更短、精度更高。人们将距离由电磁波测距仪测定的速测仪笼统地称之为“电子速测仪”（Electronic Tachymeter）。 随着电子测角技术的出现。这一“电子速测仪”的概念又相应地发生了变化，根据测角方法的不同分为半站型电子速测仪和全站型电子速测仪。半站型电子速测仪是指用光学方法测角的电子速测仪，也有称之为“测距经纬仪”。这种速测仪出现较早，并且进行了不断的改进，可将读数通过键盘输入到测距仪，对斜距进行化算，最后得出平距、高差、方向角和坐标差，这些结果都可自动地传输到外部存储器中。全站型电子速测仪则是由电子测角、电子测距、电子计算和数据存储单元等组成的三维坐标测量系统，测量结果能自动显示，并能与外围设备交换信息的多功能测量仪器。由于全站型电子速测仪较完善地实现了测量和处理过程的电子化和一体化，所以人们也通常称之为全站型电子速测仪或简称全站仪。

全站仪的使用

全站仪的使用 全站仪的使用 内容：了解全站仪的分类、等级、主要技术指标；掌握全站仪的基本操作，测角、测边、测三维坐标和三维坐标放样的原理和操作方法；了解全站仪的对边测量、悬高测量、面积测量等方法。 重点：全站仪的基本操作，测角、测边、测三维坐标和三维坐标放样的原理和操作方法。 难点：全站仪测三维坐标和三维坐标放样的原理和操作方法。 教学方法：采取演示法教学。讲解拓普康全站仪使用，在课堂上每讲一项功能后，利用多媒体课室的优点，现场演示一次，并将操作过程通过投影仪投影到屏幕上，起到直观、形象的效果，使学生能迅速掌握全站仪的使用。 § 7.1 全站仪（total station）的功能介绍 随着科学技术的不断发展，由光电测距仪，电子经纬仪，微处理仪及数据记录装置融为一体的电子速测仪（简称全站仪）正日臻成熟，逐步普及。这标志着测绘仪器的研究水平制造技术、科技含量、适用性程度等，都达到了一个新的阶段。全站仪是指能自动地测量角度和距离，并能按一定程序和格式将测量数据传送给相应的数据采集器。全站仪自动化程度高，功能多，精度好，通过配置适当的接口，可使野外采集的测量数据直接进入计算机进行数据处理或进入自动化绘图系统。与传统的方法相比，省去了大量的中间人工操作环节，使劳动效率和经济效益明显提高，同时也避免了人工操作，记录等过程中差错率较高的缺陷。 全站仪的厂家很多，主要的厂家及相应生产的全站仪系列有：瑞士徕卡公司生产的 TC 系列全站仪；日本 TOPCN （拓普康）公司生产的 GTS 系列；索佳公司生产的 SET 系列；宾得公司生产的 PCS 系列；尼康公司生产的 DMT 系列及瑞典捷创力公司生产的 GDM 系列全站仪。我国南方测绘仪器公司 90 年代生产的NTS 系列全站仪填补了我国的空白，正以崭新的面貌走向国内国际市场。 全站仪的工作特点： 1、能同时测角、测距并自动记录测量数据； 2、设有各种野外应用程序，能在测量现场得到归算结果；

各种全站仪使用大全

各种全站仪使用 内容：了解全站仪的分类、等级、主要技术指标；掌握全站仪的基本操作，测角、测边、测三维坐标和三维坐标放样的原理和操作方法；了解全站仪的对边测量、悬高测量、面积测量等方法。 重点：全站仪的基本操作，测角、测边、测三维坐标和三维坐标放样的原理和操作方法。 难点：全站仪测三维坐标和三维坐标放样的原理和操作方法。 教学方法：采取演示法教学。讲解拓普康全站仪使用，在课堂上每讲一项功能后，利用多媒体课室的优点，现场演示一次，并将操作过程通过投影仪投影到屏幕上，起到直观、形象的效果，使学生能迅速掌握全站仪的使用。 § 7.1 全站仪（total station）的功能介绍 随着科学技术的不断发展，由光电测距仪，电子经纬仪，微处理仪及数据记录装置融为一体的电子速测仪（简称全站仪）正日臻成熟，逐步普及。这标志着测绘仪器的研究水平制造技术、科技含量、适用性程度等，都达到了一个新的阶段。全站仪是指能自动地测量角度和距离，并能按一定程序和格式将测量数据传送给相应的数据采集器。全站仪自动化程度高，功能多，精度好，通过配置适当的接口，可使野外采集的测量数据直接进入计算机进行数据处理或进入自动化绘图系统。与传统的方法相比，省去了大量的中间人工操作环节，使劳动效率和经济效益明显提高，同时也避免了人工操作，记录等过程中差错率较高的缺陷。 全站仪的厂家很多，主要的厂家及相应生产的全站仪系列有：瑞士徕卡公司生产的 TC 系列全站仪；日本 TOPCN （拓普康）公司生产的 GTS 系列；索佳公司生产的 SET 系列；宾得公司生产的 PCS 系列；尼康公司生产的 DMT 系列及瑞典捷创力公司生产的 GDM 系列全站仪。我国南方测绘仪器公司 90 年代生产的NTS 系列全站仪填补了我国的空白，正以崭新的面貌走向国内国际市场。 全站仪的工作特点： 1、能同时测角、测距并自动记录测量数据； 2、设有各种野外应用程序，能在测量现场得到归算结果； 3、能实现数据流； 一、TOPCON 全站仪构造简介

全站仪的结构和工作原理

全站仪的结构和工作原理 寸录 第一节全站仪概述 第二节全站仪的发展现状及前景 第三节第三节电子经纬仪 第四节电磁波测距仪 第五节全站仪的操作 第六节全站仪的检定和检验 第七节全站仪的使用与维护

第一节 全站仪概述 一、 全站仪概述 全站仪，即全站型电子速测仪( Electronic Total Station )。是一种集光、机械、 电子部件为一体的高技术测量仪器，是集水平角、垂直角、距离 (斜距、平距 ) 、高差测量功 能于一体的测绘仪器系统。 因其一次安置仪器就可完成该测站上全部测量工作， 所以称之为 全站仪。 因全站仪具有多功能、高效率的特性，目前几乎可以用在所有的测量领域。 全站仪是人们在角度测量自动化的过程中应用而生的， 各类电子经纬仪在各种测绘作业中起 着巨大的作用。 全站仪的发展经历了从组合式即光电测距仪与光学经纬仪组合， 或光电测距仪与电子经纬仪 组合，到整体式即将光电测距仪的光波发射接收系统的光轴和经纬仪的视准轴组合为同轴的 整体式全站仪等几个阶段。 最初速测仪的距离测量是通过光学方法来实现的， 际上，“光学速测仪” 就是指带有视距丝的经纬仪， 距来确定，而高程则是用三角测量方法来确定的。 快速、简易，而在短距离( 100 米以内)、低精度 定中，有其优势，得到了广泛的应用。 随着电子测距技术的出现，大大地推动了速测仪的发展。用电磁波测距仪代替光学视 距经纬仪， 使得测程更大、测量时间更短、精度更高。人们将距离由电磁波测距仪测定的速 测仪笼统地称之为“电子速测仪”( Electronic Tachymeter )。 随着电子测角技术的出现。 这一“电子速测仪”的概念又相应地发生了变化，根据测 角方法的不同分为半站型电子速测仪和全站型电子速测仪。 半站型电子速测仪是指用光学方 法测角的电子速测仪，也有称之为“测距经纬仪”。这种速测仪出现较早，并且进行了不断 的改进，可将光学角度 读数通过键盘输入到测距仪， 对斜距进行化算， 最后得出平距、 高差、 方向角和坐标差， 这些结果都可自动地传输到外部存储器中。 全站型电子速测仪则是由电子 测角、电子测距、 电子计算和数据存储单元等组成的三维坐标测量系统， 测量结果能自动显 示，并能与外围设备交换信息的多功能测量仪器。 由于全站型电子速测仪较完善地实现了测 量和处理过程的电子化和一体化，所以人们也通常称之为全站型电子速测仪或简称全站仪。 近年来，随着微电子技术、电子计算技术、电子记录技术的迅速发展和广泛应用，全 世界众多测绘仪器制造厂家不断推出各种型号的全站仪，以满足各类用户各种用途的需要。 特别是新一代的智能型全站仪， 不仅测量速度快、 精度高，还内置有微处理器和存储器，以 及功能强大的系统软件和丰富多彩应用程序， 可实现设计、计算、 放样等许多高级功能，将 全站仪的发展推向了一个崭新的阶段。 二、 全站仪的分类 全站仪采用了光电扫描测角系统，其类型主要有：编码盘测角系统、光栅盘测角系 统及动态（光 栅盘）测角系统等三种 。 全站仪按结构组成分为组合式 （Modular ）全站仪 （测距单元与电子经纬仪既可组合 又可分 离，两者通过专用的电缆和接口装置连接）和整体式（ Integrated ）全站仪（测角、 测距和微处理器单元与仪器的光学、 机械系统融为一体不可分离， 且经纬仪的视准轴和测距 仪的发射轴、接收轴三轴共线。 全站仪按功能分为普通全站仪（能够测角、测距和计算坐标、 高差）、智能型全站 仪（具 有内置或可扩充的系统软件和工具软件，具有自动安平和补偿设备） 、自动跟踪式全 站仪等。最近十余年来， 随着制造工艺、 微电子技术和计算机技术的发展， 世界上各个主要 测量仪器制造厂商出产的全站仪大都属于新一代的集成式智能型全站仪。 我们称这种速测仪为 “光学速测 仪” 。实 被测点的平面位置由方向测量及光学视 带有“视距丝”的光学速测仪，由于其 ( 1/200(1/500 )的测量中，如碎部点测

内容了解全站仪的分类等级主要技术指标掌握全站仪的基本操作

内容：了解全站仪的分类、等级、主要技术指标；掌握全站仪的基本操作，测角、测边、测三维坐标和三维坐标放样的原理和操作方法；了解全站仪的对边测量、悬高测量、面积测量等方法。 重点：全站仪的基本操作，测角、测边、测三维坐标和三维坐标放样的原理和操作方法。 难点：全站仪测三维坐标和三维坐标放样的原理和操作方法。 教学方法：采取演示法教学。讲解拓普康全站仪使用，在课堂上每讲一项功能后，利用多媒体课室的优点，现场演示一次，并将操作过程通过投影仪投影到屏幕上，起到直观、形象的效果，使学生能迅速掌握全站仪的使用。 § 7.1 全站仪（total station）的功能介绍 随着科学技术的不断发展，由光电测距仪，电子经纬仪，微处理仪及数据记录装置融为一体的电子速测仪（简称全站仪）正日臻成熟，逐步普及。这标志着测绘仪器的研究水平制造技术、科技含量、适用性程度等，都达到了一个新的阶段。全站仪是指能自动地测量角度和距离，并能按一定程序和格式将测量数据传送给相应的数据采集器。全站仪自动化程度高，功能多，精度好，通过配置适当的接口，可使野外采集的测量数据直接进入计算机进行数据处理或进入自动化绘图系统。与传统的方法相比，省去了大量的中间人工操作环节，使劳动效率和经济效益明显提高，同时也避免了人工操作，记录等过程中差错率较高的缺陷。 全站仪的厂家很多，主要的厂家及相应生产的全站仪系列有：瑞士徕卡公司生产的 TC 系列全站仪；日本 TOPCN （拓普康）公司生产的 GTS 系列；索佳公司生产的 SET 系列；宾得公司生产的 PCS 系列；尼康公司生产的 DMT 系列及瑞典捷创力公司生产的 GDM 系列全站仪。我国南方测绘仪器公司 90 年代生产的NTS 系列全站仪填补了我国的空白，正以崭新的面貌走向国内国际市场。 全站仪的工作特点： 1、能同时测角、测距并自动记录测量数据； 2、设有各种野外应用程序，能在测量现场得到归算结果； 3、能实现数据流； 一、TOPCON 全站仪构造简介 图1为宾得全站仪 PTS-V2 ，图2为尼康 C-100 全站仪，图3为智能全站仪GTS-710，图4为蔡司Elta R系列工程全站仪，图5为徕卡TPS1100系列智能全

全站仪基本知识与使用方法

全站仪，即全站型电子速测仪（Electronic TotalStation）。是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，是集水平角、垂直角、距离(斜距、平距)、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。因其一次安置仪器就可完成该测站上全部测量工作，所以称之为全站仪。广泛用于地上大型建筑和地下隧道施工等精密工程测量或变形监测领域。【原理】全站仪是一种集光、机、电为一体的新型测角仪器，与光学经纬仪比较电子经纬仪将光学度盘换为光电扫描度盘，将人工光学测微读数代之以自动记录和显示读数，使测角操作简单化，且可避免读数误差的产生。电子经纬仪的自动记录、储存、计算功能，以及数据通讯功能，进一步提高了测量作业的自动化程度。 全站仪与光学经纬仪区别在于度盘读数及显示系统，电子经纬仪的水平度盘和竖直度盘及其读数装置是分别采用两个相同的光栅度盘（或编码盘）和读数传感器进行角度测量的。根据测角精度可分为0.5″，1″，2″，3″，5″，10″等几个等级， 【简史】 全站仪是人们在角度测量自动化的过程中应用而生的，各类电子经纬仪在各种测绘作业中起着巨大的作用。 全站仪的发展经历了从组合式即光电测距仪与光学经纬仪组合，或光电测距仪与电子经纬仪组合，到整体式即将光电测距仪的光波发射接收系统的光轴和经纬仪的视准轴组合为同轴的整体式全站仪等几个阶段。 最初速测仪的距离测量是通过光学方法来实现的，我们称这种速测仪为“光学速测仪”。实际上，“光学速测仪”就是指带有视距丝的经纬仪，被测点的平面位置由方向测量及光学视距来确定，而高程则是用三角测量方法来确定的。 带有“视距丝”的光学速测仪，由于其快速、简易，而在短距离（100米以内）、低精度（1/200(1/500）的测量中，如碎部点测定中，有其优势，得到了广泛的应用。 随着电子测距技术的出现，大大地推动了速测仪的发展。用电磁波测距仪代替光学视距经纬仪，使得测程更大、测量时间更短、精度更高。人们将距离由电磁波测距仪测定的速测仪笼统地称之为“电子速测仪”（ElectronicTachymeter）。 然而，随着电子测角技术的出现。这一“电子速测仪”的概念又相应地发生了变化，根据测角方法的不同分为半站型电子速测仪和全站型电子速测仪。半站型电子速测仪是指用光学方法测角的电子速测仪，也有称之为“测距经纬仪”。这种速测仪出现较早，并且进行了不断的改进，可将光学角度读数通过键盘输入到测距仪，对斜距进行化算，最后得出平距、高差、方向角和坐标差，这些结果都可自动地传输到外部存储器中。全站型电子速测仪则是由电子测角、电子测距、电子计算和数据存储单元等组成的三维坐标测量系统，测量结果能自动显示，并能与外围设备交换信息的多功能测量仪器。由于全站型电子速测仪较完善地实现了测量和处理过程的电子化和一体化，所以人们也通常称之为全站型电子速测仪或简称全站仪。 20世纪八十年代末，人们根据电子测角系统和电子测距系统的发展不平衡，将全

全站仪使用教程 全站仪型号规格

全站仪使用教程全站仪型号规格 全站仪即全站型电子测距仪，是集光、机、电为一体的高技术测量仪器。它集水平角、垂直角、距离（斜距、平距）、高差测量功能于一体，使测角操作简单化，可以准确方便高效完成多种测量工作，且可避免读数误差的产生，在控制测量、地形测量、地籍与房产测量、施工放样、工业测量及近海定位等广泛应用。一、全站仪是什么全站仪，即全站型电子测距仪（Electronic Total Station），是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，是集水平角、垂直角、距离（斜距、平距）、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。与光学经纬仪比较电子经纬仪将光学度盘换为光电扫描度盘，将人工光学测微读数代之以自动记录和显示读数，使测角操作简单化，且可避免读数误差的产生。因其一次安置仪器就可完成该测站上全部测量工作，所以称之为全站仪。广泛用于地上大型建筑和地下隧道施工等精密工程测量或变形监测领域。全站仪能自动地测量角度和距离，并能按一定程序和格式将测量数据传送给相应的数据采集器。全站仪自动化程度高，功能多，精度好，通过配置适当的接口，可使野外采集的测量数据直接进入计算机进行数据处理或进入自动化绘图系 统二、全站仪原理全站仪工作原理全站仪主要由测角系统、测距系统、数据处理系统及通讯接口、键盘、电源等部分构

成，其中，测角系统用于完成测角功能；测距系统用于完成测距功能；数据处理系统用于完成对数据的自动记录功能；通讯接口用于将内存与计算机连接起来，实现双向信息传输；键盘用于在测量过程中输入数据或操作指令；电源用于给全站仪提供工作所需能量。除此之外，全站仪还可根据需要接入同轴望远镜、双轴自动补偿系统等辅助设施，以增加其可完成功能。全站仪测距原理1、电子测距技术电子测距的基本原理是利用电磁波在空气中传播的速度为已知这一 特性，测定电磁波在被测距离上往返传播的时间来求得距离值。但是，这种直接测距的方法实现起来非常困难，当我们要求较高的测量精度时，对测量时间的要求很高，这在实践过程中是非常困难的。因此，在实际的测距过程中可以根据此原理采取改进的方法进行测距。在实际过程中主要用两种方法，脉冲法和相位法。2、电子测角技术电子测角，即角度测量的数字化，也就是自动数字显示角度测量结果，其实质是用一套角码转换系统来代替传统的光学读数系统。目前，这套转换系统有两类：一类是采用光栅度盘的所谓“增量法”测角；一类是采用编码度盘的所谓“绝对法”测角三、全站仪分类按其外观结构分1、积木型（Modular，又称组合型）早期的全站仪，大都是积木型结构，即电子速测仪、电子经纬仪、电子记录器各是一个整体，可以分离使用，也可以通过电缆或接口把它们组合起来，形成完整的全站仪。2、

了解全站仪的分类

了解全站仪的分类、等级、主要技术指标；掌握全站仪的基本操作，测角、测边、测三维坐标和三维坐标放样的原理和操作方法；了解全站仪的对边测量、悬高测量、面积测量等方法。 重点：全站仪的基本操作，测角、测边、测三维坐标和三维坐标放样的原理和操作方法。 难点：全站仪测三维坐标和三维坐标放样的原理和操作方法。 教学方法：采取演示法教学。讲解拓普康全站仪使用，在课堂上每讲一项功能后，利用多媒体课室的优点，现场演示一次，并将操作过程通过投影仪投影到屏幕上，起到直观、形象的效果，使学生能迅速掌握全站仪的使用。 § 7.1 全站仪（total station）的功能介绍 随着科学技术的不断发展，由光电测距仪，电子经纬仪，微处理仪及数据记录装置融为一体的电子速测仪（简称全站仪）正日臻成熟，逐步普及。这标志着测绘仪器的研究水平制造技术、科技含量、适用性程度等，都达到了一个新的阶段。全站仪是指能自动地测量角度和距离，并能按一定程序和格式将测量数据传送给相应的数据采集器。全站仪自动化程度高，功能多，精度好，通过配置适当的接口，可使野外采集的测量数据直接进入计算机进行数据处理或进入自动化绘图系统。与传统的方法相比，省去了大量的中间人工操作环节，使劳动效率和经济效益明显提高，同时也避免了人工操作，记录等过程中差错率较高的缺陷。 全站仪的厂家很多，主要的厂家及相应生产的全站仪系列有：瑞士徕卡公司生产 的TC 系列全站仪；日本TOPCN （拓普康）公司生产的GTS 系列；索佳公司生产的SET 系列；宾得公司生产的PCS 系列；尼康公司生产的DMT 系列及瑞典捷创力公司生产的GDM 系列全站仪。我国南方测绘仪器公司90 年代生产的NTS 系列全站仪填补了我国的空白，正以崭新的面貌走向国内国际市 场。 全站仪的工作特点： 1、能同时测角、测距并自动记录测量数据； 2、设有各种野外应用程序，能在测量现场得到归算结果； 3、能实现数据流； 一、TOPCON 全站仪构造简介

全站仪的基本组成

全站仪的基本组成 全站仪，即全站型电子速测仪，是由电子测角、电子测距、电子计算和数据存储单元等组成的三维坐标测量系统，测量结果能自动显示，并能与外转设备交换住处的多功能测量仪器。由于全站型电子速测仪较完善地实现了测量和处理过程的电子化和一体化，所以人们也通常称之为全站型电子速测仪或简称全站仪。 从总体上看，全站仪有下列两大部分组成： （1）为采集数据而设置的专用设备：主要有电子测角系统，电子测距系统，数据存储系统，还有自动补偿设备等。 （2）过程控制机：主要用于有序地实现上述每一专用设备的功能。过程控制机包括与测量数据相联接的外转设备及进行计算、产生指令的微处理机。 3、全站仪保管的注意事项 3.1仪器的保管由专人负责，每天现场使用完毕带回办公室；不得放在现场工具箱内。 3.2 仪器箱内应保持干燥，要防潮防水并及时更换干燥剂。仪器必须放置专门架上或固定位置。 3.3 仪器长期不用时，应以一月左右定期取出通风防霉并通电驱潮，以保持仪器良好的工作状态。 3.4 仪器放置要整齐，不得倒置。 4、使用时应注意事项： 4.1 开工前应检查仪器箱背带及提手是否牢固。 4.2 开箱后提取仪器前，要看准仪器在箱内放置的方式和位置，装卸仪器时，必须握住提手，将仪器从仪器箱取出或装入仪器箱时，请握住仪器提手和底座，不可握住显示单元的下部。切不可拿仪器的镜筒，否则会影响内部固定部件，从而降低仪器的精度。应握住仪器的基座部分，或双手握住望远镜支架的下部。仪器用毕，先盖上物镜罩，并擦去表面的灰尘。装箱时各部位要放置妥帖，合上箱盖时应无障碍。 4.3 在太阳光照射下观测仪器，应给仪器打伞，并带上遮阳罩，以免影响观测精度。在杂乱环境下测量，仪器要有专人守护。当仪器架设在光滑的表面时，要用细绳（或细铅丝）将三脚架三个脚联起来，以防滑倒。 4.4当架设仪器在三脚架上时，尽可能用木制三脚架，因为使用金属三脚架可能会产生振动，从而影响测量精度。

全站仪及其检校

全站仪及其检校 徕卡是瑞士产的高精度全站仪，其中以TPS1000系列中的2003（1+1ppm)是目前世界上精度最高的一款全制动全站仪，但是，一般建筑上用不上，只有在一些高精度的机械测量和高速铁路才会用到。而其1200系列就比较广泛的运用在建筑中其中的1201是一款不错的仪器，其精度为2+2ppm（好像是，我也记不太清楚）当然，这些仪器都比较贵，因为，它们带马达，其价格一般都在20万以上。如果不带马达就比较便宜。当然，徕卡不止这几种些列，我只是简单介绍一下他们最好的两种些列。 【简介】 全站仪，即全站型电子速测仪（Electronic Total Station）。是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，是集水平角、垂直角、距离(斜距、平距)、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。因其一次安置仪器就可完成该测站上全部测量工作，所以称之为全站仪。广泛用于地上大型建筑和地下隧道施工等精密工程测量或变形监测领域。 【原理】 全站仪是一种集光、机、电为一体的新型测角仪器，与光学经纬仪比较电子经纬仪将光学度盘换为光电扫描度盘，将人工光学测微读数代之以自动记录和显示读数，使测角操作简单化，且可避免读数误差的产生。电子经纬仪的自动记录、储存、计算功能，以及数据通讯功能，进一步提高了测量作业的自动化程度。 全站仪与光学经纬仪区别在于度盘读数及显示系统，电子经纬仪的水平度盘和竖直度盘及其读数装置是分别采用两个相同的光栅度盘（或编码盘）和读数传感器进行角度测量的。根据测角精度可分为0.5″，1″，2″，3″，5″，10″等几个等级， 【简史】 全站仪是人们在角度测量自动化的过程中应用而生的，各类电子经纬仪在各种测绘作业中起着巨大的作用。 全站仪的发展经历了从组合式即光电测距仪与光学经纬仪组合，或光电测距仪与电子经纬仪组合，到整体式即将光电测距仪的光波发射接收系统的光轴和经纬仪的视准轴组合为同轴的整体式全站仪等几个阶段。 最初速测仪的距离测量是通过光学方法来实现的，我们称这种速测仪为“光学速测仪”。实际上，“光学速测仪”就是指带有视距丝的经纬仪，被测点的平面位置由方向测量及光学视距来确定，而高程则是用三角测量方法来确定的。 带有“视距丝”的光学速测仪，由于其快速、简易，而在短距离（100米以内）、低精度（1/200(1/500）的测量中，如碎部点测定中，有其优势，得到了广泛的应用。 随着电子测距技术的出现，大大地推动了速测仪的发展。用电磁波测距仪代替光学视距经纬仪，使得测程更大、测量时间更短、精度更高。人们将距离由电磁波测距仪测定的速测仪笼统地称之为“电子速测仪”（Electronic Tachymeter）。 然而，随着电子测角技术的出现。这一“电子速测仪”的概念又相应地发生了变化，根据测角方法的不同分为半站型电子速测仪和全站型电子速测仪。半站型电子速测仪是指用光学方法测角的电子速测仪，也有称之为“测距经纬仪”。这种速测仪出现较早，并且进行了不断的改进，可将光学角度读数通过键盘输入到测距仪，对斜距进行化算，最后得出平距、高差、方向角和坐标差，这些结果都可自动地传输到外部存储器中。全站型电子速测仪则是由电子测角、电子测距、电子计算和数据存储单元等组成的三维坐标测量系统，测量结果能自动显示，并能与外围设备交换信息的多功能测量仪器。由于全站型电子速测仪较完善地实

全站仪操作步骤及方法修订稿

全站仪操作步骤及方法 WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-

全站仪操作步骤： 1.架好仪器，对中整平。 2.开机→按MENU键→F3（存储管理）→F4（翻页）→F1（输入坐标）→F1（输入）输入一个文件名，如：File，回车后输入点名如A，回车后输入坐标（N，E，Z），输入完后回车输入第二个点名如B，回车后输入坐标（N，E，Z），回车后进入输第三个点界面，这时按两次ESC退出到“数据采集”界面。 3.按F1（数据采集）→F1（输入）输入刚才的文件名File，→F1（输入测站点） →F4（测站）→F2（调用）找到A，回车，检查屏幕显示的坐标是否正确，是则按F3（是）→输入仪高（如米），按F3（记录）→F3（是）。这时返回到了数据采集界面。 4.全站仪照准后视点，按F2（输入后视点）→F4（后视）→F2（调用）找到B点，F4（回车）→F3（是）→F3（测量）→F1（角度）。这时返回到了数据采集界面。按F3（测量），输入点号，输入镜高→F3（测量）→F3（坐标），将测得的坐标与后视点的坐标比较，若不一样则检查问题所在，若一样或误差不大则可以进行没量了，按F4（设置）以保存刚才所测的数据（按ESC则不保存）。 5.照准前视按F4（同前），测得坐标后按F4（设置）以保存 中国3S吧 全站仪概述 随着现代科学技术的发展和计算机的广泛应用，一种集测距装置、测角装置和微处理器为一体的新型测量仪器应运而生。这种能自动测量和计算，并通过电子手簿或直接实现自动记录、存储和输出的测量仪器，称为全站型电子速测仪，简称全站仪。全站型电子速测仪是数字测图中常用的数据采集设备。全站仪分为分体式和整体式两类。分体式全站仪的照准头和电子经纬仪不是一个整体，进行作业时将照准头安装在电子经纬仪上，作业结束后卸下来分开装箱；整体式全站仪是分体式全站仪的进一步发展，照准头和电子经纬仪的望远镜结合在一起，形成一个整体，使用起来更为方便。对于基本性能相同的各种类型的全站仪，其外部可视部件基本相同。全站仪主要由五个系统组成：控制系统、测角系统、测距系统、记录系统和通讯系统。全站仪组成及各系统间关系见图。 专业的3S站 图全站仪组成及各系统间关系示意图 控制系统是全站仪的核心，主要由微处理机、键盘、显示器、存储卡、制动和微动旋钮、控制模块和通讯接口等软硬件组成。根据要求，通过键盘（面板）可以进行各种控制操作。如：参数预置，选择显示和记录模式，进行存贮卡格式化，建立或选择工作文件，数据输入输出，确定测量模式等。 全站仪的测角系统与传统光学经纬仪测角系统相比较，主要有两个方面的不同： （1）传统的光学度盘被绝对编码度盘或光电增量编码器所代替，用电子细分系统代替了传统的光学测微器；

全站仪简编码类别符号及含义及独立地物

简编码类别符号及含义 符号及其含义 类型 坎类（曲）K(U)+数（0-陡砍，1-加固陡砍，2-斜坡，3-加固斜坡，4-垄，5-陡崖，6-干沟） 线类（曲）X（Q ）+数（0-实线，1-内部道路，2-小路，3-大车路，4-建筑公路，5-地类界，6-乡、镇界，7-县、县级市界，8-地区、地级市 界，9-省界线） 栅类W+数（0，1-线宽为0.5m的围墙，2-栅栏，3-铁丝网，4-篱笆，5-活树篱笆，6-不依比例围墙，不拟合，7-不依比例围墙，拟合）铁路类T+数【0-标准铁路（大比例尺），1-标（小），2-窄鬼铁路（大），3-窄（小），4-轻轨铁路（大），5-轻（小），6-缆车道（大），7- 缆车道（小）8-架空索道，9-过河电缆】 电力线类D+数（0-电线塔，1-高压线，2-低压线，3-通信线） 房屋类F+数（0-坚固房，1-普通房屋，2-一般房屋，3-建筑中房，4-破坏房，5-棚房，6-简易房） 管线类G+数【0-架空（大），1-架空（小），2-地面上的，3-地下的，4-有管堤】 植被土质拟合边界B+数（0-旱地，1-水稻，2-菜地，3-天然草地，4-

有林地，5-行树，6-狭长灌木林，7-盐碱地，8-沙地，9-花圃） 不拟合同上H+数（） 圆形物Y+数（0-半径，1-直径两端点，2-圆周三点） 平行体P+【X(0~9)，Q（0~9)，K(0~6)，U(0~6)……】 控制点C+数（0-图根点，1-埋石图根点，2-导线点，3-小三角点，4-三角点，5-土堆伤的三角点，6-土堆上的小三角点，7-天文点，8-水准 点，9-界址点） 以下是独立地物 符号类别编码及名称 水系设施 A00 水文站 A01 停泊场 A02 航行灯塔 A03 航行灯柱 A04 航行灯船A05 左航行浮标 A06 右航行浮标 A07 系船浮筒 A08 急流 A09 过江管线标A10 信号标 A11 露出的沉船 A12 淹没的沉船 A13 泉 A14 水井 居民地 A16 学校 A17 废弃池 A18 卫生所 A19 地上窑洞 A20 电视发射塔A21 地下窑洞 A22 窑 A23 蒙古包 公共设施 A68 加油站 A69 气象台 A70 路灯 A71 照射灯 A72 喷水池 A73 垃圾台 A74 旗杆 A75 亭 A76 岗亭岗楼 A77 钟鼓城楼 A78 水塔 A79 水塔烟囱 A80 环保监测点 A81 粮仓 A82 风车

全站仪概述

﹌ 001 1.1 全站仪的基本概念 在传统的测量中，人们已经提到了“速测法”，它是指一种从仪器站同时测定某一点的平面位置和高程的方法。有时，这种方法也称作“速测术”（Tachymetry ），而速测仪（Tachy-meter ）就是根据速测法原理而设计的测量仪器。最初速测仪的距离测量是通过光学方法来实现的，我们称这种速测仪为“光学速测仪”。实际上，“光学速测仪”就是指带有视距丝的经纬仪，被测点的平面位置由方向测量及光学视距来确定，而高程则是用三角测量方法来确定。带有“视距丝”的光学速测仪，由于其快速、简易，而在短距离（100 m 以内）、低精度（1∶200～1∶500）的测量中（如碎部点测定中）有其优势，并得到了广泛的应用。 电子测距技术的出现，大大推动了速测仪的发展。用电磁波测距仪代替光学视距经纬仪，使得测程更大、测量时间更短、精度更高。人们将距离由电磁波测距仪测定的速测仪笼统地称为“电子速测仪”（Electronic Tachymeter ）。然而，随着电子测角技术的出现，这一“电子速测仪”的概念又相应地发生了变化，根据测角方法的不同分为半站型电子速测仪和全站型电子速测仪。半站型电子速测仪是指用光学方法测角的电子速测仪，也称之为“测距经纬仪”。这种速测仪出现较早，并且被不断改进，可将光学角度读数通过键盘输入到测距仪，对斜距进行化算，最后得出平距、高差、方向角和坐标差，这些结果都可自动地传输到外部存储器中。全站型电子速测仪则是由电子测角、电子测距、电子计算和数据存储单元等组成的三维坐标测量系统，是测量结果能自动显示，并能与外围设备交换信息的多功能测量仪器。由于全站型电子速测仪较完善地实现了测量和处理过程的电子化和一体化，所以人们也通常称之为全站型电子速测仪或简称全站仪。 全站仪，即全站型电子测距仪（Electronic Total Station ），是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，是集水平角、垂直角、距离（斜距、平距）、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。与光学仪器相比，电子仪器将光学度盘换为光电扫描度盘，将人工光学测微读数代之以自动记录和显示读数，使测角操作简单化，且可避免读数误差的产生。目前，全站仪广泛应用于各类工程项目的勘测、施工和变形监测等工作中，是测量工作的主要仪器。全站仪与光学经纬仪的区别在于度盘读数及显示系统，电子经纬仪的水平度盘和竖直度盘及其读数装置是分别采用编码盘或两

全站仪分类

全站仪分类 全站仪采用了光电扫描测角系统，其类型主要有：编码盘测角系统、光栅盘测角系统及动态（光栅盘）测角系统等三种。 一、全站仪按其外观结构可分为两类： （1）积木型（Modular，又称组合型） 早期的全站仪，大都是积木型结构，即电子速测仪、电子经纬仪、电子记录器各是一个整体，可以分离使用，也可以通过电缆或接口把它们组合起来，形成完整的全站仪。 （2）整体型（Integral） 随着电子测距仪进一步的轻巧化，现代的全站仪大都把测距，测角和记录单元在光学、机械等方面设计成一个不可分割的整体，其中测距仪的发射轴、接收轴和望远镜的视准轴为同轴结构。这对保证较大垂直角条件下的距离测量精度非常有利。 二、全站仪按测量功能分类，可分成四类： （1）经典型全站仪（Classical total station） 经典型全站仪也称为常规全站仪，它具备全站仪电子测角、电子测距和数据自动记录等基本功能，有的还可以运行厂家或用户自主开发的机载测量程序。其经典代表为徕卡公司的TC系列全站仪。 （2）机动型全站仪（Motorized total station） 在经典全站仪的基础上安装轴系步进电机，可自动驱动全站仪照准部和望远镜的旋转。在计算机的在线控制下，机动型系列全站仪可按计算机给定的方向值自动照准目标，并可实现自动正、倒镜测量。徕卡TCM系列全站仪就是典型的机动型全站仪。 （3）无合作目标性全站仪（Reflector-less total station） 无合作目标型全站仪是指在无反射棱镜的条件下，可对一般的目标直接测距的全站仪。因此，对不便安置反射棱镜的目标进行测量，无合作目标型全站仪具有明显优势。如徕卡TCR系列全站仪，无合作目标距离测程可达1000m，可广泛用于地籍测量，房产测量和施工测量等。 （4）智能型全站仪（Robotic total station） 在自动化全站仪的基础上，仪器安装自动目标识别与照准的新功能，因此在自动化的进程中，全站仪进一步克服了需要人工照准目标的重大缺陷，实现了全站仪的智能化。在相关软件的控制下，智能型全站仪在无人干预的条件下可自动完成多个目标的识别、照准与测量。因此，智能型全站仪又称为“测量机器人”，典型的代表有徕卡的TCA型全站仪等。

全站仪概述

全站仪概述 随着现代科学技术的发展和计算机的广泛应用，一种集测距装置、测角装置和微处理器为一体的新型测量仪器应运而生。这种能自动测量和计算，并通过电子手簿或直接实现自动记录、存储和输出的测量仪器，称为全站型电子速测仪，简称全站仪。全站型电子速测仪是数字测图中常用的数据采集设备。全站仪分为分体式和整体式两类。分体式全站仪的照准头和电子经纬仪不是一个整体，进行作业时将照准头安装在电子经纬仪上，作业结束后卸下来分开装箱；整体式全站仪是分体式全站仪的进一步发展，照准头和电子经纬仪的望远镜结合在一起，形成一个整体，使用起来更为方便。对于基本性能相同的各种类型的全站仪，其外部可视部件基本相同。全站仪主要由五个系统组成：控制系统、测角系统、测距系统、记录系统和通讯系统。全站仪组成及各系统间关系见图8.5。专业的3S站 https://www.doczj.com/doc/b07153650.html, 图8.5 全站仪组成及各系统间关系示意图 控制系统是全站仪的核心，主要由微处理机、键盘、显示器、存储卡、制动和微动旋钮、控制模块和通讯接口等软硬件组成。根据要求，通过键盘（面板）可以进行各种控制操作。如：参数预置，选择显示和记录模式，进行存贮卡格式化，建立或选择工作文件，数据输入输出，确定测量模式等。

全站仪的测角系统与传统光学经纬仪测角系统相比较，主要有两个方面的不同： （1）传统的光学度盘被绝对编码度盘或光电增量编码器所代替，用电子细分系统代替了传统的光学测微器； （2）由传统的观测者判读观测值及手工记录变为观测者直接读数并自动记录。 全站仪的测距系统与一般测距仪基本一致，只是体积更小，通常采用半导体砷化镓发光二极管作为光源。不同厂家生产的不同类型及系列的全站仪，其最大测程和距离测量误差均有较大变化。 全站仪的记录系统又称为电子数据记录器，它是一种存储测量资料的具有特定软件的硬件设备。数据记录器也有许多类型，但基本功能都一样，起着全站仪与电子计算机之间的桥梁作用，它使野外记录工作实现了自动化，减少了记录计算的差错，大大提高了野外作业的效率。目前，全站仪记录系统主要有三种形式：接口式、磁卡式和内存式。 中国3S吧 https://www.doczj.com/doc/b07153650.html, 全站仪的通信系统是野外数据采集到计算机和绘图仪自动成图的桥梁。所涉及的仪器设备有：全站仪、计算机、存储卡和读卡器、电子手薄、接口电缆等。根据全站仪记录系统的不同，有三种不同的的通讯方案： （1）全站仪电子手簿计算机（接口式全站仪）； （2）全站仪存贮卡读卡器计算机（磁卡式全站仪）； （3）全站仪计算机（内存式全站仪）。 全站仪以控制系统为核心，由控制系统进行测前准备，选择测量模式，控制数据记录，保证数据通讯。控制系统是中枢系统，其他系统均需与其进行信息互访而完成自身使命。 在数字测图系统中，全站仪主要用于外业数据的采集，包括控制测量和碎部点测量。用于数字测图外业数据采集的全站仪的测距精度一般根据情况而定，测角精度一般为2 ″~5 ″。在规划数字测图系统时，应该将仪器的技术指标综合考虑，根据本单位的实际情况选择合适的全站仪。 全站仪通过自身微处理器的控制可以自动完成距离、水平方向、竖直方向、坐标的观测和显示、存贮，是数字测图外业数据采集中最常用的一种设备。 ★全站仪的技术指标

全站仪的种类及使用方法

全站仪的种类及使用方法 即全站型电子速测仪（Electronic Total Station）。是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，是集水平角、垂直角、距离（斜距、平距）、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。因其一次安置仪器就可完成该测站上全部测量工作，所以称之为全站仪。广泛用于地上大型建筑和地下隧道施工等精密工程测量或变形监测领域。 分类 全站仪采用了光电扫描测角系统，其类型主要有：编码盘测角系统、光栅盘测角系统及动态（光栅盘）测角系统等三种。 全站仪按其外观结构可分为两类： （1）积木型（Modular，又称组合型） 早期的全站仪，大都是积木型结构，即电子速测仪、电子经纬仪、电子记录器各是一个整体，可以分离使用，也可以通过电缆或接口把它们组合起来，形成完整的全站仪。 （2）整体性（Integral） 随着电子测距仪进一步的轻巧化，现代的全站仪大都把测距，测角和记录单元在光学、机械等方面设计成一个不可分割的整体，其中测距仪的发射轴、接收轴和望远镜的视准轴为同轴结构。这对保证较大垂直角条件下的距离测量精度非常有利。 全站仪按测量功能分类，可分成四类： （1）经典型全站仪（Classical total station） TCRP全站仪经典型全站仪也称为常规全站仪，它具备全站仪电子测角、电子测距和数据自动记录等基本功能，有的还可以运行厂家或用户自主开发的机载测量程序。其经典代表为徕卡公司的TC系列全站仪。 （2）机动型全站仪（Motorized total station） 在经典全站仪的基础上安装轴系步进电机，可自动驱动全站仪照准部和望远镜的旋转。在计算机的在线控制下，机动型系列全站仪可按计算机给定的方向值自动照准目标，并可实现自动正、倒镜测量。徕卡TCM系列全站仪就是典型的机动型全站仪。 （3）无合作目标性全站仪（Reflectorless total station） 无合作目标型全站仪是指在无反射棱镜的条件下，可对一般的目标直接测距的全站仪。因此，对不便安置反射棱镜的目标进行测量，无合作目标型全站仪具有明显优势。如徕卡TCR系列全站仪，无合作目标距离测程可达1000m，可广泛用于地籍测量，房产测量和施工测量等。免棱镜全站仪 （4）智能型全站仪（Robotic total station） 在机动化全站仪的基础上，仪器安装自动目标识别与照准的新功能，因此在自动化的进程中，全站仪进一步克服了需要人工照准目标的重大缺陷，实现了全