2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章1第四章全站儀土木工程學(xué)院：周麗萍2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章2全站型電子速測(cè)儀是由電子測(cè)角、電子測(cè)距、電子計(jì)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等單元組成的三維坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)，能自動(dòng)顯示測(cè)量結(jié)果，能與外圍設(shè)備交換信息的多功能測(cè)量?jī)x器。由于儀器較完善地實(shí)現(xiàn)了測(cè)量和處理過程的電子一體化，通常稱之為全站型電子速測(cè)儀（ElectronicTotalStation）或簡(jiǎn)稱全站儀。第Ⅰ部分全站儀簡(jiǎn)介2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章3一、全站儀的組成顯示器鍵盤只讀存儲(chǔ)器隨機(jī)存儲(chǔ)器輸入/輸出I/O單元微處理器水平角測(cè)量單元垂直角測(cè)量單元距離測(cè)量單元自動(dòng)補(bǔ)償單元光電測(cè)量系統(tǒng)微處理器及軟件w

全站儀實(shí)際上是一種將光電測(cè)距儀和電子經(jīng)緯儀合為一體的儀器，是由光電測(cè)距儀、電子經(jīng)緯儀和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成。

l）采集數(shù)據(jù)設(shè)備：主要有電子測(cè)角系統(tǒng)、電子測(cè)距系統(tǒng)、還有自動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備等。

2）微處理器：微處理器是全站儀的核心裝置,主要由中央處理器,隨機(jī)儲(chǔ)存器和只讀存儲(chǔ)器等構(gòu)成,測(cè)量時(shí),微處理器根據(jù)鍵盤或程序的指令控制各分系統(tǒng)的測(cè)量工作,進(jìn)行必要的邏輯和數(shù)值運(yùn)算以及數(shù)字存儲(chǔ)、處理、管理、傳輸、顯示等。2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章43）輸入輸出設(shè)備：是與外部設(shè)備連接的裝置（接口），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)。其中又把外圍設(shè)備與微處理機(jī)統(tǒng)稱為過程控制機(jī)。只有上面幾部分有機(jī)結(jié)合，才能真正地體現(xiàn)“全站”功能，即既要自動(dòng)完成數(shù)據(jù)采集，又要自動(dòng)處理數(shù)據(jù)和控制整個(gè)測(cè)量過程。2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章5二全站儀的精度等級(jí)及主要技術(shù)指標(biāo)全站儀及電子經(jīng)緯儀的精度等級(jí)劃四級(jí)，并使其分別靠向我國(guó)已有的經(jīng)緯儀系列DJ1～DJ15，詳見表1-1。

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全站儀的精度等級(jí)是由兩部分確定，即測(cè)角標(biāo)準(zhǔn)偏差和測(cè)距標(biāo)準(zhǔn)偏差。當(dāng)兩項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到表1中所列的范圍內(nèi)時(shí)，該儀器的精度等級(jí)即可確定。每臺(tái)全站儀出廠時(shí)均有一個(gè)標(biāo)稱精度值，該值是根據(jù)西德DIN18723標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)定的。通過我國(guó)的實(shí)際試驗(yàn)，現(xiàn)實(shí)測(cè)值小于標(biāo)稱值，為標(biāo)稱值的一半左右，這也說明我們?nèi)绱藙澐秩緝x的精度等級(jí)是完全可以滿足我們的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的。2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章7三全站儀分類1）按照產(chǎn)地：日本的賓得、索佳、拓普康、尼康，美國(guó)的天寶、瑞士的徠卡等系列，我國(guó)南方公司的（1996年生產(chǎn)了第一臺(tái)全站NTS2O2）。

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2）按照電子測(cè)角系統(tǒng)和電子測(cè)距系統(tǒng)的結(jié)合方式：積木式和整體式。積木式（Modular），也稱組合式，它是指電子經(jīng)緯儀和測(cè)距儀可以分離開使用，照準(zhǔn)部與測(cè)距軸不共軸。作業(yè)時(shí)，測(cè)距儀安裝在電子經(jīng)緯儀上，相互之間用電纜實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，作業(yè)結(jié)束后卸下分別裝箱。這種儀器可根據(jù)作業(yè)精度要求，用戶可以選擇不同測(cè)角、測(cè)距設(shè)備進(jìn)行組合，靈活性較好。整體式（integrated），也稱集成式，它是將電子經(jīng)緯儀和測(cè)距儀融為一體，共用一個(gè)光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，使用起來更方便。

3）按照特有功能：帶內(nèi)存、防水型、防爆型、電腦型、帶馬達(dá)的（測(cè)量機(jī)器人）。2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章9四全站儀的應(yīng)用介紹全站儀應(yīng)用非常廣泛，在變形觀測(cè)中的應(yīng)用、在測(cè)設(shè)公路中線上的應(yīng)用、在大面積室內(nèi)裝修工程中的應(yīng)用、在貫通測(cè)量中的應(yīng)用、在水準(zhǔn)法測(cè)量高程的應(yīng)用、在測(cè)量道路橫斷面的應(yīng)用、在數(shù)字測(cè)圖的應(yīng)用、在坐標(biāo)法進(jìn)行線路詳細(xì)測(cè)設(shè)中的應(yīng)用、在坐標(biāo)測(cè)量和放樣中的應(yīng)用、自由設(shè)站的應(yīng)用、程序測(cè)量功能在工程測(cè)量中的應(yīng)用等。2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章10構(gòu)造2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章112023/2/5測(cè)量學(xué)第四章122023/2/5測(cè)量學(xué)第四章132023/2/5測(cè)量學(xué)第四章14數(shù)據(jù)通訊2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章15通訊參數(shù)2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章16棱鏡、基座、反光鏡2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章17五全站儀的特點(diǎn)〈1〉儀器操作簡(jiǎn)單，高效。全站儀具有現(xiàn)代測(cè)量工作所需的所有功能〈2〉快速安置：簡(jiǎn)單地整平和對(duì)中后，開機(jī)后便可工作。儀器具有專門的動(dòng)態(tài)角掃描系統(tǒng)，因此無需初始化。關(guān)機(jī)后，仍會(huì)保留水平和垂直度盤的方向值。電子“氣泡”有圖示顯示并能使儀器始終保持精密置平。〈3〉適應(yīng)性強(qiáng)：全站儀是為適應(yīng)惡劣環(huán)境操作所制造的儀器。它們經(jīng)受過全面的測(cè)試以便適應(yīng)各種作業(yè)條件，例如，雨天、潮濕、沖撞、塵土和高溫等，因此，它們能在最苛刻的環(huán)境下完成作業(yè)任務(wù)。2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章18〈4〉全站儀設(shè)有雙向傾斜補(bǔ)償器,可以自動(dòng)對(duì)水平和豎直方向進(jìn)行修正,以消除豎軸傾斜誤差的影響。還可進(jìn)行地球曲率改正、折光誤差以及溫度、氣壓改正。〈6〉具有雙向通訊功能，可將測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸給電子手簿或外部計(jì)算機(jī),也可接受電子手簿和外部計(jì)算機(jī)的指令和數(shù)據(jù)。〈5〉控制面板具有人機(jī)對(duì)話功能。控制面板由鍵盤和主,副顯示窗組成。除照準(zhǔn)以外的各種測(cè)量功能和參數(shù)均可通過鍵盤來實(shí)現(xiàn),儀器的兩側(cè)均有控制面板,操作十分方便。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與通訊操作面板電子補(bǔ)償器2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章19Topcon(日)Trimble(德蔡司)蘇一光

RTS702

南方NTS-202/205全站儀

七、常見全站儀徠卡

TC4022023/2/5測(cè)量學(xué)第四章20賓得R-300X全站儀

索佳030R系列全站儀

尼康全站儀DTM-300

光譜FOCUS11

科力達(dá)

KTS-322

博飛

BTS-6082C

大地DTM612A

常見全站儀第二部分：南方NTS-360Rm使用介紹2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章21一、控制面板介紹ANG角度測(cè)量/BS刪除DIST距離測(cè)量/IM切換數(shù)字字母CORD坐標(biāo)測(cè)量MENU菜單功能鍵CORD坐標(biāo)測(cè)量ESC返回健ENT確認(rèn)健2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章222023/2/5測(cè)量學(xué)第四章23二、角度、距離、坐標(biāo)基本測(cè)量2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章241、角度測(cè)量2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章252023/2/5測(cè)量學(xué)第四章262、距離測(cè)量2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章273、坐標(biāo)測(cè)量2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章282023/2/5測(cè)量學(xué)第四章292023/2/5測(cè)量學(xué)第四章302023/2/5測(cè)量學(xué)第四章312023/2/5測(cè)量學(xué)第四章323.1設(shè)置坐標(biāo)參數(shù)1、單擊“MENU”健，打開菜單2、選中單擊“數(shù)據(jù)采集”健建立文件夾2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章332023/2/5測(cè)量學(xué)第四章343、按“1”健進(jìn)入設(shè)置測(cè)站點(diǎn)坐標(biāo)參數(shù)2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章354、利用數(shù)字鍵盤進(jìn)行測(cè)站設(shè)置，單擊“F4”記錄2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章365、單擊“2”健，設(shè)置后視點(diǎn)坐標(biāo)2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章376、利用數(shù)字鍵盤進(jìn)行后視點(diǎn)坐標(biāo)設(shè)置，單擊“ENT”記錄2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章387、瞄準(zhǔn)后視點(diǎn)棱鏡測(cè)量進(jìn)行后視點(diǎn)坐標(biāo)檢查，無誤進(jìn)行未知點(diǎn)測(cè)量2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章39八、新技術(shù)和發(fā)展趨勢(shì)1.目標(biāo)的自動(dòng)識(shí)別與照準(zhǔn)

自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別并驅(qū)動(dòng)軸系照準(zhǔn)目標(biāo)，把測(cè)量員從全站儀測(cè)量工作中最為繁重的人工照準(zhǔn)目標(biāo)中解脫出來，使測(cè)量員可以遠(yuǎn)離測(cè)站。廣角

CCD用于搜尋棱鏡(17o,35M像素)聚焦視準(zhǔn)CCD用于棱鏡測(cè)量(47”,35M像素)2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章402.全站儀的無合作目標(biāo)測(cè)距激光指示器可根據(jù)不同的需求打開/關(guān)閉2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章413.全站儀的自動(dòng)控制（1）計(jì)算機(jī)在線控制GeoCOM方式（2）機(jī)載軟件控制GeoBASIC方式（3）Modem控制鏡站方式測(cè)量4.全站儀＋GPS＋陀螺儀2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章42三同軸望遠(yuǎn)鏡2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章43

電子補(bǔ)償器豎軸傾斜量——視準(zhǔn)軸方向CC和橫軸方向HH，雙軸。電子補(bǔ)償器——單軸補(bǔ)償(CC)，雙軸補(bǔ)償(CC，HH)。類型——擺式，液體。液體補(bǔ)償器的補(bǔ)償范圍一般為±3~±4′。雙軸傾斜量被傳輸?shù)絻x器微處理器，自動(dòng)改正水平方向與垂直方向觀測(cè)值。2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章44操作面板2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章45數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與通訊內(nèi)存可存儲(chǔ)至少3000個(gè)點(diǎn)的測(cè)量數(shù)據(jù)與坐標(biāo)數(shù)據(jù)，有些配有CF卡或SD卡來增加存儲(chǔ)容量。一個(gè)RS232C串行通訊接口，使用專用數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)的COM口連接，使用數(shù)據(jù)通訊軟件實(shí)現(xiàn)全站儀與PC機(jī)的雙向數(shù)據(jù)傳輸2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章46第Ⅱ部分全站儀原理光電測(cè)距電子測(cè)角全站儀基本功能全站儀拓展功能2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章47一光電測(cè)距電磁波測(cè)距(electro-magneticdistancemeasuring,簡(jiǎn)稱EDM)是用電磁波(光波或微波)作為載波,傳輸測(cè)距信號(hào),以測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間距離的一種方法。

EDM具有測(cè)程長(zhǎng)、精度高、作業(yè)快、工作強(qiáng)度低等優(yōu)點(diǎn)。AB兩點(diǎn)距離：D＝c0·t/2/n c≈299792458±1.2米/秒,電磁波信號(hào)在真空中的傳播速度；t—測(cè)量2D所需的時(shí)間；n=f(λ,t,p)≥1,大氣折射率。基本原理：2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章48(一)電磁波測(cè)距技術(shù)發(fā)展★1948年，瑞典AGA(阿嘎)公司(現(xiàn)更名為Geotronics(捷創(chuàng)力)公司)研制成功了世界上第一臺(tái)電磁波測(cè)距儀。它采用白熾燈發(fā)射的光波作載波，應(yīng)用了大量的電子管元件，儀器相當(dāng)笨重且功耗大。為避開白天太陽(yáng)光對(duì)測(cè)距信號(hào)的干擾，只能在夜間作業(yè)，測(cè)距操作和計(jì)算都比較復(fù)雜。★

1960年世界上成功研制出了第一臺(tái)紅寶石激光器和第一臺(tái)氦-氖激光器，1962年砷化鎵半導(dǎo)體激光器研制成功。與白熾燈比較，激光器的優(yōu)點(diǎn)是發(fā)散角小、大氣穿透力強(qiáng)、傳輸?shù)木嚯x遠(yuǎn)、不受白天太陽(yáng)光干擾、基本上可以全天侯作業(yè)。★

1967年AGA公司推出了世界上第一臺(tái)商品化的激光測(cè)距儀AGA-8。該儀器采用5mw的氦-氖激光器作發(fā)光元件，白天測(cè)程為40km，夜間測(cè)程達(dá)60km，測(cè)距精度(5mm+1ppm)，主機(jī)重量23kg。★我國(guó)的武漢地震大隊(duì)也于1969年研制成功了JCY-1型激光測(cè)距儀，1974年又研制并生產(chǎn)了JCY-2型激光測(cè)距儀。該儀器采用2.5mw的氦-氖激光器作發(fā)光元件，白天測(cè)程為20km，測(cè)距精度(5mm+1ppm)，主機(jī)重量16.3kg。2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章49★隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，從60年代末70年代初起，采用砷化鎵發(fā)光二極管作發(fā)光元件的紅外測(cè)距儀逐漸在世界上流行起來。紅外測(cè)距儀有體積小,重量輕,功耗小,測(cè)距快,自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。由于紅外光的發(fā)散角比激光大,所以紅外測(cè)距儀的測(cè)程一般小于15km。★現(xiàn)在的紅外測(cè)距儀已經(jīng)和電子經(jīng)緯儀及計(jì)算機(jī)軟硬件制造在一起，形成了全站儀，并向著自動(dòng)化、智能化和利用藍(lán)牙技術(shù)實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的無線傳輸方向飛速發(fā)展。(二)測(cè)距儀分類（一）按光源分類（按其所采用的載波）1.微波測(cè)距儀(microwaveEDMinstrument)：用微波段的無線電波作為載波；2.激光測(cè)距儀(laserEDMinstrument)：采用固體激光器、氣體激光器或半導(dǎo)體激光器發(fā)出的方向性強(qiáng)、亮度高、相干性好的激光作光源；3.紅外測(cè)距儀(infraredEDMinstrument)：采用砷化鎵發(fā)光二極管發(fā)出不可見的紅外光作光源，λ＝0.85～0.93μm.激光測(cè)距儀、紅外測(cè)距儀又統(tǒng)稱為光電測(cè)距儀。微波和激光測(cè)距儀多屬于長(zhǎng)程測(cè)距，一般用于大地測(cè)量；紅外測(cè)距儀屬于中、短程測(cè)距儀(測(cè)程為15km以下)，工程測(cè)量等。2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章50(二)按測(cè)程分類1.短程光電測(cè)距儀：測(cè)程小于3公里，用于工程測(cè)量。2.中程光電測(cè)距儀：測(cè)程為3～15公里，通常用于一般等級(jí)控制測(cè)量。3.遠(yuǎn)程光電測(cè)距儀：測(cè)程大于15公里，通常用于國(guó)家三角網(wǎng)及特級(jí)導(dǎo)線.(三）按測(cè)距精度分類

測(cè)距精度按1公里測(cè)距中誤差(即mD=A+BD,當(dāng)D=1km時(shí)),劃分為3級(jí):Ⅰ級(jí)：mD≤5mm；Ⅱ級(jí)：5mm<mD≤10mm；Ⅲ級(jí)：10mm<mD≤20mm。其中：A為固定誤差，以mm為單位；

B為每公里的比例誤差系數(shù)，以mm/km為單位；

D為測(cè)距邊長(zhǎng)，以km為單位。1967年第13屆國(guó)際計(jì)量會(huì)議定義:1秒是相應(yīng)于銫原子基態(tài)的兩個(gè)超精細(xì)能量級(jí)間的躍遷輻射的9192631770個(gè)周期的時(shí)間.1983年第17屆國(guó)際計(jì)量會(huì)議定義:1米是光在真空中于1／299792458秒的時(shí)間間隔內(nèi)所經(jīng)路徑的長(zhǎng)度.2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章512023/2/5測(cè)量學(xué)第四章52瑞典AGA公司生產(chǎn)的AGA-8激光測(cè)距儀用5mw氦氖氣體激光器白天測(cè)40km，夜間可測(cè)60km精度：5mm+1ppm2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章53T2+DI10，1968年Wild推出的第一臺(tái)紅外測(cè)距儀Wild生產(chǎn)的微波測(cè)距儀2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章54WildDI3000脈沖測(cè)距儀2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章55(三)光電測(cè)距的原理（1）脈沖式光電測(cè)距儀光電測(cè)距的精度主要取決于測(cè)量時(shí)間的精度。在電子測(cè)距中測(cè)量時(shí)間一般采用以下兩種方法：

直接測(cè)定時(shí)間：如電子脈沖法。

間接的測(cè)定時(shí)間：相位法(通過測(cè)量電磁波信號(hào)往返傳播所產(chǎn)生的相位移來間接的測(cè)定時(shí)間)。2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章56脈沖式光電測(cè)距儀2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章57討論——電子計(jì)數(shù)器只能記憶整數(shù)鐘脈沖數(shù)。q有±1鐘脈沖誤差，距離測(cè)量誤差mD=0.5CT0=0.5C/f0f0=15MHz，C=299792458m，mD=19.986m。如令mD=0.01m，f0=0.5C/mD=14989MHz人類可做到的石英晶振頻率為1×10-6級(jí)的最高頻率為300MHz，測(cè)距誤差——mD=0.5C/f0=0.5m。徠卡脈沖測(cè)距儀——DI3000解決方案核心技術(shù)——一個(gè)特殊的充放電電容器，放電時(shí)間T是充電時(shí)間t的數(shù)千倍。用測(cè)距時(shí)間t2D對(duì)電容器充電，然后放電，通過填充鐘脈沖測(cè)量放電時(shí)間T2D，設(shè)t2D=T2D/3000，等價(jià)將充電時(shí)間誤差縮小3000倍。f0=15MHz，mD=19.986m/3000=0.007mm。2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章58圖為測(cè)距儀發(fā)出經(jīng)調(diào)制的按正弦波變化的調(diào)制信號(hào)的往返傳播情況。信號(hào)的周期為T，一個(gè)周期信號(hào)的相位變化為2，信號(hào)往返所產(chǎn)生的相位移為:φ（2）相位法測(cè)距儀2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章59式中f──調(diào)制信號(hào)的頻率；

t──調(diào)制信號(hào)往返傳播的時(shí)間；

c──調(diào)制信號(hào)在大氣中的傳播速度；ΔN＝。令＝u，上式可寫成：

λ＝,為調(diào)制正弦波信號(hào)的波長(zhǎng)；D＝u（N＋ΔN）（4—14）公式推導(dǎo)2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章60D＝u（N＋ΔN）

可以理解為用一把長(zhǎng)度為“

u

”的“光尺”量距，N為整尺段數(shù)，ΔN為不足一整尺段的尾數(shù),相當(dāng)于鋼尺量距D=nl+q。

取c=3X105km/s，可求出與測(cè)尺長(zhǎng)度相應(yīng)的測(cè)尺頻率的關(guān)系，如下表所示：

儀器的測(cè)相系統(tǒng)存在測(cè)相誤差,其值一般達(dá)10－3,可見它對(duì)測(cè)距精度的影響將隨測(cè)尺長(zhǎng)度的增長(zhǎng)而增大。

儀器用于測(cè)量相位的裝置（相位計(jì)）只能測(cè)量出Δ,即尺段尾數(shù)ΔN(ΔN=Δ/2)，而不能測(cè)量整周數(shù)N。

要N=0，則必須選用較長(zhǎng)的測(cè)尺長(zhǎng)度，即較低的調(diào)制頻率(或稱測(cè)尺頻率)。為解決擴(kuò)大測(cè)程與提高精度的矛盾，可以采用一組測(cè)尺配合測(cè)距，以短測(cè)尺(精測(cè)尺)保證精度，用長(zhǎng)測(cè)尺(粗測(cè)尺)保證測(cè)程，如同鐘表上時(shí)、分、秒針互相配合來確定十二小時(shí)內(nèi)的準(zhǔn)確時(shí)間一樣。2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章61例2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章62檢驗(yàn)時(shí)機(jī)：對(duì)新購(gòu)置的儀器或經(jīng)過修理的測(cè)距儀，在使用前一般要進(jìn)行全面檢驗(yàn)。

檢驗(yàn)的項(xiàng)目：很多，其中加常數(shù)、乘常數(shù)是儀器的兩項(xiàng)主要系統(tǒng)誤差。(四)測(cè)距儀的檢驗(yàn)1.加常數(shù)K及簡(jiǎn)易測(cè)定

加常數(shù)的成因：是由于儀器電子中心與其機(jī)械中心不重合而形成的。

簡(jiǎn)易測(cè)定：在地面上用木樁標(biāo)出一直線ABC，樁頂用小釘表示點(diǎn)位。用測(cè)距儀分別測(cè)量出AB、BC、AC的長(zhǎng)度，則

AC+K=（AB+K）+（BC+K）K=AC－（AB+BC） 這種方法簡(jiǎn)便，但只能用于粗略測(cè)定或檢查加常數(shù)的變動(dòng)情況。2.乘常數(shù)R的概念

乘常數(shù)產(chǎn)生：主要是由于測(cè)距頻率偏移而產(chǎn)生的。

乘常數(shù)，就是當(dāng)頻率偏離其標(biāo)準(zhǔn)值而引起一個(gè)計(jì)算改正數(shù)的乘系數(shù)，也稱比例因子。3.加常數(shù)和乘常數(shù)的同時(shí)測(cè)定

最常用的是六段基線全組合比較法，對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)采用一元回歸擬合法處理。2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章63（一）測(cè)距成果化算簡(jiǎn)單項(xiàng)目：

氣象改正、加常數(shù)改正、乘常數(shù)改正、傾斜改正(五)測(cè)距成果計(jì)算1．氣象改正

氣象改正：根據(jù)測(cè)距時(shí)的氣象條件對(duì)測(cè)距成果進(jìn)行改正。電磁波在大氣中的傳播速度c隨t、p等氣象條件變化而變化；而儀器中只能按一個(gè)固定值計(jì)算測(cè)距值。因此應(yīng)進(jìn)行氣象改正。不同的儀器給出的氣象改正公式也不盡相同，一般在其使用說明書中給出。如：日本產(chǎn)TOPCON測(cè)距儀給出的氣象改正公式為：

Ka＝（279.66－）×10-6

（4—17）

式中:p——大氣壓力（Pa）;t——大氣溫度(℃)

氣象改正數(shù)Ka的計(jì)算公式中,有的是按公里數(shù)(10-6)求出的,有的是按百米數(shù)(mm/百米)求出的。氣壓P的單位：我國(guó):mb（毫巴）、mmHg（毫米汞柱）國(guó)際:Pa（帕）、100Pa（百帕）、kPa（千帕）1mb=0.75005mmHg=100Pa（百帕）；760mmHg＝1013.3472mp2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章642．加、乘常數(shù)改正

w

加常數(shù)與距離的長(zhǎng)短無關(guān)，即：加常數(shù)改正值=加常數(shù)本身

w

乘常數(shù)一般以mm/百米或mm/公里表示，

乘常數(shù)改正值=乘常數(shù)×距離3．傾斜改正

l改正后斜距化算為測(cè)站所在水平面上的距離；

傾斜改正公式：

D

＝S×cos

（4—18）

式中：S—施加了氣象改正、加、乘常數(shù)改正的斜距；

—豎直角。

l考慮到地球曲率及大氣折光的影響時(shí),上式變?yōu)?/p>

D＝S×cosα－×S2×sinα×cosα（4—19）式中：K——為大氣折光系數(shù)，一般取為0.13；

R——為地球半徑。注意：上式所求為測(cè)站所在的水準(zhǔn)面上的距離。2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章65例題

某臺(tái)測(cè)距儀，測(cè)得AB兩點(diǎn)的斜距＝1578.567m，測(cè)量時(shí)的氣壓p＝121.323kPa，t＝25°C，豎直角α＝＋153000；儀器加常數(shù)K＝＋2mm，乘常數(shù)R＝＋2.5×10-6，求AB的水平距離。其氣象改正公式為：Ka＝（281.8－）×10-6解：1．氣象改正D1＝Ka×s＝(281.8－)×1.578567＝62.3mm2．加常數(shù)改正

D2＝＋2mm3．乘常數(shù)改正

D3＝＋2.5×1.578567＝＋3.9mm4．改正后斜距

S＝S'＋D1＋D2＋D3＝1578.635m5．AB的水平距離D D＝S×cosα＝1578.635×cos153000＝1521.221m2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章66(六)測(cè)距儀使用注意事項(xiàng)測(cè)距時(shí)嚴(yán)禁將測(cè)距頭對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)和強(qiáng)光源，以免損壞接收鏡內(nèi)的光敏二極管。在陽(yáng)光下必須撐傘以遮陽(yáng)光。測(cè)距儀不要在高壓線下附近設(shè)站，以免受強(qiáng)磁場(chǎng)影響。測(cè)距儀在使用及保管過程中注意防震、防潮、防高溫。●

蓄電池應(yīng)注意及時(shí)充電。紅外測(cè)距儀是使用鎳鎘可充電電池作為供電電源，由于鎳鎘電池具有記憶效應(yīng)，所以一定要確認(rèn)電池的電量已經(jīng)全部用完后才可以充電，否則電池的容量會(huì)逐漸減小而損壞電池；儀器不用時(shí)，電池要充電保存。2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章67(七)誤差分析和精度分析D＝（N＋）＋K測(cè)距公式則可寫成mD＝(＋＋)D2＋＋ （4-23）轉(zhuǎn)化為中誤差形式：上式中:前一項(xiàng)與距離成正比，稱比例誤差；后兩項(xiàng)與距離無關(guān)，稱固定誤差。(1)

測(cè)定真空光速c0的相對(duì)精度已達(dá)1×10-9，其影響可略而不計(jì)；(2)

折射率ng引起的誤差決定于氣象參數(shù)的精度。如果大氣改正達(dá)到10-6的精度，則空氣溫度須測(cè)量到1℃，大氣壓力測(cè)量到300Pa;(3)

調(diào)制頻率f引起的誤差，是由于安置頻率的不準(zhǔn)以及由于晶體老化而產(chǎn)生的頻率漂移而產(chǎn)生的誤差，對(duì)于短程測(cè)距儀一般可不予考慮；(4)

測(cè)相誤差不僅與測(cè)相方式有關(guān)，還包括照準(zhǔn)誤差、幅相誤差以及噪音引起的誤差。1.誤差分析2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章68以上分析可以看出，測(cè)距儀的測(cè)距誤差主要有三類：

(1)固定誤差：與距離無關(guān)的誤差；

(2)比例誤差：與距離成比例的誤差；

(3)周期誤差:按距離成周期變化的誤差。此外測(cè)距誤差還包括儀器和反光鏡的對(duì)中誤差。照準(zhǔn)誤差產(chǎn)生的原因是由于發(fā)光二極管所發(fā)射的光束相位不均勻性。幅相誤差是由于接受信號(hào)的強(qiáng)弱不同而產(chǎn)生的。在測(cè)距時(shí)按規(guī)定的信號(hào)強(qiáng)度范圍作業(yè)，就可基本消除幅相誤差的影響。由于大氣的抖動(dòng)以及工作電路本身產(chǎn)生噪音也能引起測(cè)相誤差。這種誤差是隨機(jī)性質(zhì)的，符合高斯分布規(guī)律。為了消弱噪音的影響，必須增大信號(hào)強(qiáng)度，并采用多次檢相取平均的辦法（一般一次測(cè)相結(jié)果是幾百至上萬次檢相的平均值）。(5)

加常數(shù)誤差是由于加常數(shù)測(cè)定不準(zhǔn)確而產(chǎn)生的剩余值。這項(xiàng)誤差與檢測(cè)精度有關(guān)。除上述誤差外，還包括測(cè)距儀光電系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾信號(hào)而引起的按距離成周期變化的周期誤差。由于周期誤差相對(duì)較小，所以估計(jì)精度時(shí)不予考慮。

誤差分析2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章69電磁波測(cè)距的誤差主要為兩類，一類為固定誤差；另一類為比例誤差。周期誤差由于很小，一般不予考慮。（1）標(biāo)稱精度：指電磁波測(cè)距儀出廠時(shí)的儀器的精度限額，儀器的實(shí)際精度若不低于此值，該儀器即合格，它并不是該儀器的實(shí)際精度。

標(biāo)稱精度為： mD

＝A＋B×10-6

（4—23）式中：A為固定誤差，B為比例誤差系數(shù)（mm/km）2．精度評(píng)定（2）檢定后的實(shí)際精度：儀器經(jīng)過檢定后，成果經(jīng)過各種常數(shù)改正，其精度要高于標(biāo)稱精度。經(jīng)檢定后的實(shí)際精度為：(4－24)

式中：mD——測(cè)距中誤差；

mK——加常數(shù)K的檢測(cè)中誤差；

mR——乘常數(shù)R的檢測(cè)中誤差；

md——和距離無關(guān)的測(cè)距中誤差，(4—25)對(duì)某一距離重復(fù)觀測(cè)md，若在已知距離基線上觀測(cè)，(4-26)2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章70二、電子經(jīng)緯儀、激光經(jīng)緯儀（一）電子經(jīng)緯儀1．電子測(cè)角原理簡(jiǎn)介電子測(cè)角仍然采用度盤進(jìn)行.

電子測(cè)角是從特殊格式的度盤上取得電信號(hào)，根據(jù)電信號(hào)再轉(zhuǎn)換成角度，并且自動(dòng)地以數(shù)字形式輸出，顯示在電子顯示屏上，并記錄在儲(chǔ)存器中。電子測(cè)角度盤根據(jù)取得電信號(hào)的方式不同，可分為光柵度盤測(cè)角、編碼度盤測(cè)角和電柵度盤測(cè)角等。2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章71§2.3全站儀測(cè)角原理全站儀的測(cè)角原理靜態(tài)度盤測(cè)角動(dòng)態(tài)度盤測(cè)角編碼度盤測(cè)角光柵度盤測(cè)角2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章72

一、編碼度盤測(cè)角原理

扇區(qū)型碼盤條碼型碼盤2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章73二、編碼度盤與光柵度盤測(cè)角特點(diǎn)比較比較項(xiàng)目編碼度盤光柵度盤測(cè)角方式絕對(duì)式增量式關(guān)機(jī)后角度信息保留不保留誤差與躁聲不積累積累制造工藝復(fù)雜簡(jiǎn)單2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章74三、電子測(cè)角中的軸系補(bǔ)償與改正

新型液態(tài)雙軸自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)補(bǔ)償：（1）垂直軸傾斜對(duì)垂直度盤讀數(shù)的影響（2）垂直軸傾斜對(duì)水平度盤讀數(shù)的影響2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章75電子經(jīng)緯儀圖片

問世于20世紀(jì)60年代末，它為測(cè)量工作自動(dòng)化創(chuàng)造了有利條件，大大降低了測(cè)量外業(yè)的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了觀測(cè)精度，方便、快捷、精確。2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章76僅需對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)，若儀器內(nèi)置有驅(qū)動(dòng)馬達(dá)及CCD系統(tǒng)，還可自動(dòng)搜尋目標(biāo)。水平度盤和豎直度盤讀數(shù)同時(shí)顯示，省卻了估讀過程；通過接口可直接將數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，不需手工記入手簿。消除了讀數(shù)、記錄時(shí)的誤差或人為錯(cuò)誤。采用雙軸傾斜傳感器來檢測(cè)儀器傾斜狀態(tài)，由儀器傾斜所造成的水平角和豎直角誤差，可通過電子系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。2.電子經(jīng)緯儀的特點(diǎn)角度計(jì)量單位（360六十進(jìn)制、十進(jìn)制，400格度，6400密位）可自動(dòng)換算。帶有輸入鍵盤，且有若干功能鍵。如：水平度盤讀數(shù)置零或鎖定、水平角左、右角轉(zhuǎn)換、坡度顯示等。可單次測(cè)量（精度較高），也可動(dòng)態(tài)跟蹤目標(biāo)連續(xù)測(cè)量（精度較低，用于施工放樣），且可選擇不同的最小角度單位。2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章77（二）激光經(jīng)緯儀激光經(jīng)緯儀主要用于準(zhǔn)直測(cè)量(alignmentsurvey)。準(zhǔn)直測(cè)量就是定出一條標(biāo)準(zhǔn)的直線，作為土建安裝等施工放樣的基準(zhǔn)線。蘇州一光儀器有限公司生產(chǎn)的J2-JDB激光經(jīng)緯儀2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章78J2-JDB激光經(jīng)緯儀是在DJ2光學(xué)經(jīng)緯儀上設(shè)置了一個(gè)半導(dǎo)體激光發(fā)射裝置，將發(fā)射的激光導(dǎo)入望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸方向，從望遠(yuǎn)鏡物鏡端發(fā)射。激光光束與望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸保持同軸、同焦。J2-JDB激光經(jīng)緯儀發(fā)射的激光在100米處的光斑直徑為5mm，白天的有效射程為200m，儀器使用兩節(jié)5號(hào)堿性電池供電，一對(duì)新電池可供使用一個(gè)工作日。激光經(jīng)緯儀除具有光學(xué)經(jīng)緯儀的所有功能外，還可以提供一條可見的激光光束，可以廣泛應(yīng)用于高層建筑的軸線投測(cè)、隧道測(cè)量、大型管線的鋪設(shè)、橋梁工程、大型船舶制造、飛機(jī)形架安裝等領(lǐng)域。當(dāng)用于傾斜角很大的測(cè)量作業(yè)時(shí)，可以安裝上隨機(jī)附件彎管目鏡；為了使目標(biāo)處的激光光斑更加清晰，以提高測(cè)量精度，可以使用隨機(jī)附件激光覘牌。2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章79附水平角觀測(cè)方法l

正鏡：是指觀測(cè)者正對(duì)望遠(yuǎn)鏡目鏡時(shí)，豎直度盤位于望遠(yuǎn)鏡的左側(cè)叫正鏡，也稱作盤左位置；l

倒鏡：是指觀測(cè)者正對(duì)望遠(yuǎn)鏡目鏡時(shí)，豎直度盤位于望遠(yuǎn)鏡的右側(cè)叫倒鏡，也稱作盤右位置。l

一測(cè)回中觀測(cè)——正、倒鏡兩個(gè)盤位觀測(cè)。理論上，正、倒鏡瞄準(zhǔn)同一目標(biāo)時(shí)水平度盤讀數(shù)相差180，正、倒鏡觀測(cè)可削弱儀器誤差影響,還可檢核測(cè)角精度。

觀測(cè)方法：測(cè)回法、方向觀測(cè)法2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章80一、測(cè)回法測(cè)回法適用于觀測(cè)兩個(gè)方向的單角。l一測(cè)回觀測(cè)步驟：1．以盤左位置瞄準(zhǔn)目標(biāo)A，讀取度盤讀數(shù)a左，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部瞄準(zhǔn)目標(biāo)B，讀取度盤讀數(shù)b左。上半測(cè)回角值β左=b左－a左；

2．以盤右位置瞄準(zhǔn)目標(biāo)B，讀取度盤讀數(shù)b右，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部瞄準(zhǔn)目標(biāo)A，讀取度盤讀數(shù)a右。下半測(cè)回角值β右=b右－a右；

3.β左－β右<限值時(shí)，一測(cè)回角值β=（β左＋β右）÷2填表計(jì)算2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章81OAB測(cè)回法觀測(cè)記錄表2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章82說明：（1）盤左、盤右觀測(cè)可檢核觀測(cè)中有無錯(cuò)誤，亦可抵消一部分儀器誤差的影響,提高觀測(cè)精度。（2）上、下半測(cè)回角值較差的限差應(yīng)滿足有關(guān)測(cè)量規(guī)范的限差規(guī)定(DJ6經(jīng)緯儀，一般為30或40),當(dāng)較差小于限差,可取平均值作為一測(cè)回的角值,否則應(yīng)重測(cè)。（3）若精度要求較高時(shí),可按規(guī)范要求測(cè)多個(gè)測(cè)回,當(dāng)各測(cè)回間的角值較差滿足限差規(guī)定（如DJ6經(jīng)緯儀，一般為20或24）時(shí),方可取各測(cè)回的平均值作為最后結(jié)果，否則應(yīng)重測(cè)。并要求各測(cè)回間在起始方向的盤左鏡位改變度盤位置,其變化量為180°/n(n測(cè)回?cái)?shù))。（4）計(jì)算角值時(shí)始終為“右目標(biāo)讀數(shù)–

左目標(biāo)讀數(shù)”(由于水平度盤為順時(shí)針刻劃).所謂“左”、“右”是指站在測(cè)站點(diǎn)面向所要測(cè)的角度方向,左手側(cè)目標(biāo)為左目標(biāo),右手側(cè)目標(biāo)為右目標(biāo)。若“右–左”其差值＜0時(shí),則結(jié)果應(yīng)加360。2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章83二、方向觀測(cè)法

適用范圍：在一個(gè)測(cè)站上，觀測(cè)三個(gè)及以上方向構(gòu)成數(shù)個(gè)水平角時(shí)。(三個(gè)方向不歸零)

（2）由零方向A起始,按順時(shí)針依次精確瞄準(zhǔn)各點(diǎn)讀數(shù)A→B→C→D→A(即所謂“全圓”),并記入方向觀測(cè)法記錄表5－3。1、上半測(cè)回(盤左)

（1）選擇距離適中的A目標(biāo)為起始方向（稱為零方向），瞄準(zhǔn)A目標(biāo)，讀取水平度盤讀數(shù)；2．下半測(cè)回（盤右）（1）縱轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡180°,使儀器為盤右位置；（2）按逆時(shí)針順序依次精確瞄準(zhǔn)各點(diǎn)讀數(shù)。D→C→B→A。將讀數(shù)記入方向觀測(cè)法記錄表5－3中,(1-5列)。

當(dāng)用J2經(jīng)緯儀進(jìn)行等級(jí)測(cè)量時(shí)，每個(gè)方向需符合兩次讀數(shù)。

上半測(cè)回應(yīng)從上向下記錄,下半測(cè)回應(yīng)從下向上記錄。2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章84方向觀測(cè)法觀測(cè)記錄表測(cè)回序數(shù)測(cè)站目標(biāo)水平度盤讀數(shù)2c平均方向值歸零方向值各測(cè)回歸零方向值之平均值盤左盤右°′″°′″″°′″°′″°′″1OA002061800200

+6(00206)0020300000

B5115422311530+12511536511330C13154123115400+1213154061315200D182022420224018202241820018A002121800206+600209

2A9003302700324

+6（900332)900327

00000

00000B14117003211654+61411657511325511328C2215542415530+12221553613152041315202D2720400920354+6272035718200251820022A90033627003360900336

表5-32023/2/5測(cè)量學(xué)第四章85方向觀測(cè)法計(jì)算與檢驗(yàn)

（1）光學(xué)測(cè)微器兩次重合讀數(shù)之差：瞄準(zhǔn)目標(biāo)后兩次測(cè)微讀數(shù)之差.（2）半測(cè)回歸零差:上下半測(cè)回中零方向兩次讀數(shù)之差.

（3）各測(cè)回同方向2c值互差：2c值是指上下半測(cè)回中，同一方向，盤左、盤右水平度盤讀數(shù)之差。（4）平均方向值：各測(cè)回中同一方向盤左和盤右讀數(shù)的平均值。

（5）歸零方向值：在各個(gè)測(cè)回中將起始方向的方向值化為0°,并把其它各方向的平均方向值減去起始方向的平均方向值，即得各方向的歸零方向值。

（6）各測(cè)回同方向歸零方向值互差小于限差.

(3)、(5)、（6）項(xiàng)是指多個(gè)測(cè)回時(shí)的限差檢驗(yàn)。2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章86三、水平角觀測(cè)注意事項(xiàng)l

儀器不受烈日直接曝曬、選擇有利觀測(cè)時(shí)間。l精確對(duì)中和瞄準(zhǔn)，瞄準(zhǔn)底部.尤其對(duì)短邊測(cè)角時(shí)對(duì)中要求更嚴(yán)格；瞄準(zhǔn)時(shí)盡可能地用十字絲交點(diǎn)瞄準(zhǔn)目標(biāo)點(diǎn)底部。l

注意儀器的整平.觀測(cè)目標(biāo)間高差較大時(shí)，須注意儀器的整平。l

記錄計(jì)算要及時(shí)、清楚.發(fā)現(xiàn)問題，立即重測(cè)。l

一測(cè)回觀測(cè)過程中，不得再調(diào)整照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管.，若氣泡偏離中央較大（>1.5格）,須重新整平,重新觀測(cè)。l

選擇好零方向，應(yīng)考慮通視良好、距離適中、成像清晰、豎角較小的目標(biāo)l

各測(cè)回在起始方向的盤左位置要配置度盤

R=180°/m×(i－1)＋10′(i－1)＋600″/m×(i－1/2)

m為測(cè)回總數(shù)，i為測(cè)回序數(shù)l

旋進(jìn)2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章87四、豎直角觀測(cè)方法l

豎直角觀測(cè)與水平角一樣,都是依據(jù)度盤上兩個(gè)方向讀數(shù)之差來實(shí)現(xiàn),但其中一個(gè)方向讀數(shù)不變。l

豎直角觀測(cè)只需照準(zhǔn)目標(biāo),讀取豎直度盤讀數(shù),即可根據(jù)相應(yīng)公式計(jì)算出豎直角。l

兩方向中必有一個(gè)是水平線方向,視線水平時(shí)其豎盤讀數(shù)是一固定值(如90或270)。2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章88(1)豎直角計(jì)算公式的確定方法

豎直角的計(jì)算公式，因豎盤注記方式的不同而異,首先看一下視線水平時(shí)的豎盤讀數(shù)，然后望遠(yuǎn)鏡上仰看豎盤讀數(shù)變化：α左=90°－Lα右=R－270°讀數(shù)增大時(shí),豎直角=瞄準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)讀數(shù)－視線水平時(shí)讀數(shù);讀數(shù)減小時(shí),豎直角=視線水平時(shí)讀數(shù)－瞄準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)讀數(shù);

若盤左屬第(1)種情況,則盤右必屬第(2)情況；反之亦然。2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章89l

在測(cè)站上安置儀器，對(duì)中，整平。l

盤左位置：

1)瞄準(zhǔn)目標(biāo)，用望遠(yuǎn)鏡十字絲中絲（橫絲）的單絲精確切準(zhǔn)目標(biāo)；

2)讀取豎直度盤讀數(shù)，并記入記錄表格。(2)觀測(cè)和計(jì)算l盤右位置：縱轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，以盤右位置用十字絲中絲的單絲精確切準(zhǔn)目標(biāo)同一位置，其它操作與盤左相同。盤左、盤右構(gòu)成一測(cè)回豎直角觀測(cè)。2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章90α左=90°－L；α右=R－270°；若α左、、α右之差在容許范圍之內(nèi)(DJ2為30;DJ6為60)

一測(cè)回角值：α=（α左＋α右）/2，計(jì)算結(jié)果添入表中。l

上下半測(cè)回角值較差不超過規(guī)定限值時(shí)(DJ2-30;DJ6-60),取平均值作為一測(cè)回的豎直角值;l

測(cè)回間的豎直角較差小于限差時(shí)取均值作為最后結(jié)果。l

豎直角計(jì)算（順時(shí)針注記為例）2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章91(3)豎盤指標(biāo)差l

豎盤指標(biāo)差：豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管居中（或自動(dòng)歸零裝置打開）且望遠(yuǎn)鏡視線水平時(shí)，豎盤讀數(shù)與理論讀數(shù)的差值x。l

盤左、盤右取均值可消除指標(biāo)差l

在多測(cè)回豎直角測(cè)量中,常用指標(biāo)差來檢驗(yàn)豎直角觀測(cè)的質(zhì)量:l觀測(cè)同一目標(biāo)的不同測(cè)回中(或同測(cè)站的不同目標(biāo)時(shí)),各指標(biāo)差較差不應(yīng)超過一定限值,如在一般豎直角測(cè)量中,指標(biāo)差較差應(yīng)小于10。l豎盤讀數(shù)的正確值:L正=（L–x）；

R正=

R–x正確的豎直角：

α=90°–（L–x）=α左+xα=（R–x）–270°=α右–xl一測(cè)回豎直角：l指標(biāo)差的計(jì)算公式：2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章92五經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正五條主要軸線：水準(zhǔn)管軸（LL）、豎軸（VV）、視準(zhǔn)軸（CC）、

橫軸（HH）、

十字絲豎絲。l

上述各項(xiàng)校正，一般都需反復(fù)進(jìn)行幾次，直至在允許范圍之內(nèi)。其中視準(zhǔn)軸的檢校是主要一項(xiàng)；

l

校正時(shí)，應(yīng)遵循先松后緊的原則；

l

一般地，若前一項(xiàng)未校正會(huì)影響到下一項(xiàng)的檢驗(yàn)時(shí),校正次序不宜顛倒；

l

同是校正一個(gè)部位的兩項(xiàng),宜將重要的置于后面;2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章93一、LL⊥VV的檢校旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部180°，檢查水準(zhǔn)管氣泡是否居中，若氣泡仍居中，則LL⊥VV；否則，說明兩者不垂直，需校正。播放經(jīng)緯儀的水準(zhǔn)管校正短片1.檢驗(yàn)粗平經(jīng)緯儀:使水準(zhǔn)管平行于任意兩個(gè)腳螺旋，調(diào)節(jié)腳螺旋使水準(zhǔn)管氣泡居中。2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章941．檢驗(yàn)

整平儀器，使豎絲清晰地照準(zhǔn)遠(yuǎn)處點(diǎn)狀目標(biāo),使其與豎絲上端相切；旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡微動(dòng)螺旋，將目標(biāo)點(diǎn)向豎絲下端移動(dòng)，若目標(biāo)點(diǎn)與豎絲的位置不變，說明豎絲與橫軸垂直；若明顯偏離，則需校正。二、“∣”⊥HH的檢校2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章95三、CC⊥HH的檢校方法一

1.檢驗(yàn)

l選一平坦場(chǎng)地，安置儀器于A、B中點(diǎn)O，在B點(diǎn)與AB方向垂直地橫放一刻有毫米分劃的直尺M(jìn)，并使目標(biāo)A、直尺M(jìn)與儀器同高。l整平儀器,先以盤左位置照準(zhǔn)遠(yuǎn)處目標(biāo)A,保持照準(zhǔn)部不動(dòng),縱轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡,于M尺上讀得B；l

以盤右位置仍照準(zhǔn)目標(biāo)A，同法在M尺上讀取讀數(shù)B；

l

若B=B

，則CC⊥HH；若B≠B

，則需校正。2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章96

1．檢驗(yàn)l

距墻面約20～50米處安置儀器，整平后，盤左瞄準(zhǔn)墻面高處目標(biāo)點(diǎn)P（仰角>30°）；l

固定照準(zhǔn)部，縱轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，使視線水平在墻上定出P1點(diǎn)，并標(biāo)記；l

盤右位置同法在墻上作點(diǎn)P2。l

如果P1與P2重合，則HH⊥VV，否則，橫軸不水平。四、HH⊥VV的檢校2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章97三、全站儀基本功能

在野外測(cè)量中，必須具備采集水平角、豎直角和傾斜距離三種基本數(shù)據(jù)的基本功能;角度測(cè)量斜距測(cè)量V：90°10′20″HR：120°30′40″PSM0.0SD：PPM0.0(m)F.R測(cè)量模式角度平距坐標(biāo)P1記錄放樣均值m/ftP2平距測(cè)量V：90°10′20″HR：120°30′40″PSM0.0HD：PPM0.0VD:(m)F.R測(cè)量模式角度斜距坐標(biāo)P1記錄放樣均值m/ftP2坐標(biāo)測(cè)量N：E：PSM0.0Z：PPM0.0(m)F.R測(cè)量模式角度斜距平距P1記錄高程均值m/ft設(shè)置P2V：87°55′45″HR：120°30′40″斜距平距坐標(biāo)置零鎖定P1記錄置盤R/LV%傾斜

P2還需要計(jì)算坐標(biāo)、方位角、高差、高程等數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)由三種基本數(shù)據(jù)經(jīng)儀器內(nèi)部的微處理器的處理得到。2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章98

不同型號(hào)的全站儀，其具體操作方法會(huì)有較大的差異。下面簡(jiǎn)要介紹全站儀的基本操作與使用方法。全站儀的常用功能包括：1.角度測(cè)量；2.距離測(cè)量；3.坐標(biāo)測(cè)量；4.放樣（點(diǎn)放樣、距離放樣等），程序測(cè)量功能包括對(duì)邊測(cè)量、懸高測(cè)量、面積測(cè)量、偏心測(cè)量、后方交會(huì)等）。本章著重介紹常用功能，程序測(cè)量功能簡(jiǎn)單說明。2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章991.角度測(cè)量（angleobservation）（1）功能：可進(jìn)行水平角、豎直角的測(cè)量。（2）測(cè)量原理：測(cè)回法、方向觀測(cè)法。2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章100（3）方法：與經(jīng)緯儀相同，若要測(cè)出水平角∠AOB，則：①按角度測(cè)量鍵，使全站儀處于角度測(cè)量模式，照準(zhǔn)第一個(gè)目標(biāo)A。②設(shè)置A方向的水平度盤讀數(shù)為0°00′00″。③照準(zhǔn)第二個(gè)目標(biāo)B，此時(shí)顯示的水平度盤讀數(shù)即為兩方向間的水平夾角。2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章1012.距離測(cè)量（distancemeasurement）（1）功能：可測(cè)量平距H、高差V和斜距S（全站儀鏡點(diǎn)至棱鏡鏡點(diǎn)間高差及斜距）。（2）測(cè)量原理：式中c＝c0／n，c0為真空中的光速值，其值為299792458m／s,n為大氣折射率，它與測(cè)距儀所用光源的波長(zhǎng)，測(cè)線上的氣溫t,氣壓P和濕度e有關(guān)。2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章102（3）方法：根據(jù)光電測(cè)距原理可知，大氣折射率與測(cè)距儀所用光源的波長(zhǎng)，測(cè)線上的氣溫t,氣壓P和濕度e有關(guān)，所以在測(cè)距以及包含測(cè)距時(shí)的測(cè)坐標(biāo)和放樣前均需設(shè)置大氣改正數(shù)(ppm），另外還需設(shè)置棱鏡常數(shù)（PSM）。①設(shè)置測(cè)距模式：全站儀的測(cè)距模式有精測(cè)模式、跟蹤模式、粗測(cè)模式三種。

精測(cè)模式是最常用的測(cè)距模式，測(cè)量時(shí)間約2.5S，最小顯示單位1mm；

跟蹤模式，常用于跟蹤移動(dòng)目標(biāo)或放樣時(shí)連續(xù)測(cè)距，最小顯示一般為1cm，每次測(cè)距時(shí)間約0.3S；

粗測(cè)模式，測(cè)量時(shí)間約0.7S，最小顯示單位1cm或1mm。在距離測(cè)量或坐標(biāo)測(cè)量時(shí)，可按測(cè)距模式（MODE）鍵選擇不同的測(cè)距模式。②設(shè)置棱鏡類型：有棱鏡與無棱鏡之分。2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章103③設(shè)置棱鏡常數(shù)：測(cè)距前須將棱鏡常數(shù)輸入儀器中，儀器會(huì)自動(dòng)對(duì)所測(cè)距離進(jìn)行改正。一般：PRISM=0（原配棱鏡），-30mm（國(guó)產(chǎn)棱鏡）；④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(huì)隨大氣的溫度和氣壓而變化，15℃和760mmHg是儀器設(shè)置的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值，此時(shí)的大氣改正為0ppm。實(shí)測(cè)時(shí)，可輸入溫度和氣壓值，全站儀會(huì)自動(dòng)計(jì)算大氣改正值（也可直接輸入大氣改正值），并對(duì)測(cè)距結(jié)果進(jìn)行改正；⑤量?jī)x器高、棱鏡高并輸入全站儀；⑥距離測(cè)量：照準(zhǔn)目標(biāo)棱鏡中心，按測(cè)距鍵，距離測(cè)量開始，測(cè)距完成時(shí)顯示斜距、平距、高差。應(yīng)注意：有些型號(hào)的全站儀在距離測(cè)量時(shí)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。2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章104

3.坐標(biāo)測(cè)量（coordinatemeasurement）（1）功能：可測(cè)量目標(biāo)點(diǎn)的三維坐標(biāo)（X，Y，H）或（E、N、Z）。（2）測(cè)量原理：2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章1052023/2/5測(cè)量學(xué)第四章106（3）方法：①設(shè)定測(cè)站點(diǎn)的三維坐標(biāo)（E、N、Z）。②設(shè)定后視點(diǎn)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(diǎn)的坐標(biāo)時(shí)，全站儀會(huì)自動(dòng)計(jì)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)計(jì)及反射鏡類型。④設(shè)置大氣改正值或氣溫、氣壓值。⑤量?jī)x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(cè)量鍵，全站儀開始測(cè)距并計(jì)算顯示測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)。2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章1074.點(diǎn)位放樣(Layout)

（1）功能：根據(jù)設(shè)計(jì)的待放樣點(diǎn)P的坐標(biāo)，在實(shí)地標(biāo)出P點(diǎn)的平面位置及填挖高度。（2）放樣原理：基本測(cè)設(shè)工作中的原理。

2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章108（3）方法：①在大致位置立棱鏡，測(cè)出當(dāng)前位置的坐標(biāo)。②將當(dāng)前坐標(biāo)與待放樣點(diǎn)的坐標(biāo)相比較，得距離差值dD和角度差dHAR或縱向差值ΔX和橫向差值ΔY。③根據(jù)顯示的dD、dHR或ΔX、ΔY，逐漸調(diào)整找到放樣點(diǎn)的位置。2023/2/5測(cè)量學(xué)第四章109四、全站儀拓展功能（programs）（1）數(shù)據(jù)采集(datacollecting);（2）對(duì)邊測(cè)量(MLM)