全站仪在地测量中的应用论文2.doc

全站仪在地形测量中的应用 第一章 绪论 1.1 引言 兼有光电测距、电子测角和测量数据记录的大地测量仪器称为“全站仪”(Total Station),亦称电子速测仪(Electronic Tachymeter)或电子视距仪(Electronic stadia instrument)。第一代全站仪问世于20世纪70年代，以前西德OPTON厂的Reg Eltal 4和前瑞典AGA厂的Geodimeter 700为典型代表。最初的仪器体积大、重量重、能耗高，在野外作业中使用不够机动灵活。但它们的出现，展示了一种高效的三维坐标测量方法，是大地测量仪器史上具有跨时代意义的革命。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它工业技术的应用，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，世界上最高精度的全站仪：测角精度(一测回方向标准偏差）0.52，测距精度 1mm+1ppm。利用ATR(Auto Targets Recognition，自动目标识别)功能，白天和黑夜(无需照明)都可以工作。全站仪已经达到令人不可致信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、几乎是无容许限差的机械引导控制等应用领域。采用全站仪进行精密三角高程代替水准的观测方法也已广泛得以应用，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，是现代化测量和信息化测量最有利的助手。 本论文论述了全站仪的基本测量原理，使用方法并且结合实际工程项目分析了全站仪在地测绘中的应用，归纳总结了全站仪的特点，以及在工程实践应用中应注意的问题，为更好更广泛地使用全站仪提供了参考，为进一步深入的研究和探讨提供了资料。 1.2 电子全站仪概述 1.2.1 全站仪概念 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等单元组成的三维坐标测量系统，能自动显示测量结果，能与外围设备交换信息的多功能测量仪器。由于仪器较完善地实现了测量和处理过程的电子一体化，所以人们通常称之为全站型电子速测仪(Electronic Total Station)或简称全站仪。 全站仪由以下两大部分组成： ⑴采集数据设备：主要有电子测角系统、电子测距系统、还有自动补偿设备等。 ⑵微处理器：微处理器是全站仪的核心装置,主要由中央处理器,随机储存器和只读存储器等构成,测量时,微处理器根据键盘或程序的指令控制各分系统的测量工作,进行必要的逻辑和数值运算以及数字存储、处理、管理、传输、显示等。 通过上述两大部分有机结合，才真正地体现“全站”功能，既能自动完成数据采集，又能自动处理数据，使整个测量过程工作有序、快速、准确地进行。 1.2.2 全站仪的分类 上世纪八十年代末、九十年代初，人们根据电子测角系统和电子测距系统的发展不平衡，把两种系统结构配置在一起构成全站仪，按其结构形式，全站仪分成两大类，积木式和整体式。 积木式(Modular)，也称组合式，它是指电子经纬仪和测距仪可以分离开使用，照准部与测距轴不共轴。作业时，测距仪安装在电子经纬仪上，相互之间用电缆实现数据通讯，作业结束后卸下分别装箱。这种仪器可根据作业精度要求，用户可以选择不同测角、测距设备进行组合，灵活性较好。 整体式(integrated)，也称集成式，它是将电子经纬仪和测距仪融为一体，共用一个光学望远镜，使用起来更方便。 目前世界各仪器厂商生产出各种型号的全站仪，而且品种越来越多，精度越来越高。常见的有日本(SOKKIA)SET系列、拓普康(TOPOCON)GTS系列、尼康(NIKON)DTM系列、瑞士徕卡(LEICA)TPS系列，我国的NTS和ETD系列。随着计算机技术的不断发展与应用以及用户的特殊要求，出现了带内存、防水型、防爆型、电脑型、马达驱动型等等各种类型的全站仪，使得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。 1.2.3 全站仪的等级与检测 全站仪作为一种光电测距与电子测角和微处理器综合的外业测量仪器，其主要的精度指标为测距标准差和测角标准差。仪器根据测距标准差，即测距精度，按国家标准，分为三个等级。小于5mm为Ⅰ级仪器，标准差大于5mm小于10mm为Ⅱ级仪器，大于10mm小于20mm为Ⅲ级仪器。 全站仪设计中，关于测距和测角的精度一般遵循等影响的原则。由于全站仪作为一种现代化的计量工具，必须依法对其进行计量检定，以保证量度的统一性、标准性、合格性。检定周期最多不能超过一年。对全站仪的检定分为三个方面，对测距性能的检测，对测角性能的检测。对其数据记录及数据通讯及数据处理功能的检查。 光电测距部分性能按国家技术监督局(JG703-2003)检定规程进行，其主要项