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全站仪介绍及使用方法步骤【简介】全站仪，即全站型电子速测仪（Electronic Total Station）。就是一种集光、机、电为一体得高技术测量仪器，就是集水平角、垂直角、距离(斜距、平距)、高差测量功能于一体得测绘仪器系统。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与地下隧道施工等精密工程测量或变形监测领域。 【原理】全站仪就是一种集光、机、电为一体得新型测角仪器，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与显示读数，使测角操作简单化，且可避免读数误差得产生。电子经纬仪得自动记录、储存、计算功能，以及数据通讯功能，进一步提高了测量作业得自动化程度。全站仪与光学经纬仪区别在于度盘读数及显示系统，电子经纬仪得水平度盘与竖直度盘及其读数装置就是分别采用两个相同得光栅度盘（或编码盘）与读数传感器进行角度测量得。 根据测角精度可分为0、5，1，2，3，5，10等几个等级， 【简史】全站仪就是人们在角度测量自动化得过程中应用而生得，各类电子经纬仪在各种测绘作业中起着巨大得作用。 全站仪得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得光波发射接收系统得光轴与经纬仪得视准轴组合为同轴得整体式全站仪等几个阶段。最初速测仪得距离测量就是通过光学方法来实现得，我们称这种速测仪为“光学速测仪”。实际上，“光学速测仪”就就是指带有视距丝得经纬仪，被测点得平面位置由方向测量及光学视距来确定，而高程则就是用三角测量方法来确定得。 带有“视距丝”得光学速测仪，由于其快速、简易，而在短距离（100米以内）、低精度 （1/200(1/500）得测量中，如碎部点测定中，有其优势，得到了广泛得应用。 随着电子测距技术得出现，大大地推动了速测仪得发展。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得速测仪笼统地称之为“电子速测仪”（Electronic Tachymeter）。然而，随着电子测角技术得出现。 这一“电子速测仪”得概念又相应地发生了变化，根据测角方法得不同分为半站型电子速测仪与全站型电子速测仪。半站型电子速测仪就是指用光学方法测角得电子速测仪，也有称之为“测距经纬仪”。这种速测仪出现较早，并且进行了不断得改进，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、方向角与坐标差，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就是由电子测角、电子测距、电子计算与数据存储单元等组成得三维坐标测量系统，测量结果能自动显示，并能与外围设备交换信息得多功能测量仪器。由于全站型电子速测仪较完善地实现了测量与处理过程得电子化与一体化，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与电子测距系统得发展不平衡，将全站仪分成两大类，即积木式与整体式。 20世纪九十年代以来，基本上都发展为整体式全站仪。 【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。全站仪按其外观结构可分为两类：（1）积木型（Modular，又称组合型）早期得全站仪，大都就是积木型结构，即电子速测仪、电子经纬仪、电子记录器各就是一个整体，可以分离使用，也可以通过电缆或接口把它们组合起来，形成完整得全站仪。（2）整体性（Integral）随着电子测距仪进一步得轻巧化，现代得全站仪大都把测距，测角与记录单元在光学、机械等方面设计成一个不可分割得整体,其中测距仪得发射轴、接收轴与望远镜得视准轴为同轴结构。这对保证较大垂直角条件下得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、电子测距与数据自动记录等基本功能，有得还可以运行厂家或用户自主开发得机载测量程序。其经典代表为徕卡公司得TC系列全站仪。（2）机动型全站仪（Motorized total station）在经典全站仪得基础上安装轴系步进电机，可自动驱动全站仪照准部与望远镜得旋转。在计算机得在线控制下，机动型系列全站仪可按计算机给定得方向值自动照准目标，并可实现自动正、倒镜测量。徕卡TCM系列全站仪就就是典型得机动型全站仪。（3）无合作目标性全站仪（Reflectorless total station）无合作目标型全站仪就是指在无反射棱镜得条件下，可对一般得目标直接测距得全站仪。因此，对不便安置反射棱镜得目标进行测量，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200m，可广泛用于地籍测量，房产测量与施工测量等。（4）智能型全站仪（Robotic total station）在机动化全站仪得基础上，仪器安装自动目标识别与照准得新功能，因此在自动化得进程中，全站仪进一步克服了需要人工照准目标得重大缺陷，实现了全站仪得智能化。在相关软件得控制下，智能型全站仪在无人干预得条件下可自动完成多个目标得识别、照准与测量，因此，智能型全站仪又称为“测量机器人”典型得代表有徕卡得TCA型全站仪等。全世界精度最高得全站仪TCA2003全站仪按测距仪测距分类，还可以分为三类：（1）短距离测距全站仪测程小于3KM，一般精度为（5mm+5ppm），主要用于普通测量与城市测量。（2）中测程全站仪测程为3-15km,一般精度为（5mm+2ppm）-，（2mm+2ppm)通常用于一般等级得控制测量。（3）长测程全站仪测程大于15km，一般精度为（5mm+1ppm），通常用于国家三角网及特级导线得测量。 【结构】全站仪几乎可以用在所有得测量领域。电子全站仪由电源部分、测角系统、测距系统、数据处理部分、通讯接口、及显示屏、键盘等组成。 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，因此而使得全站仪具有比其它测角、测距仪器更多得功能，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得特点。 1同轴望远镜 全站仪得望远镜实现了视准轴、测距光波得发射、接收光轴同轴化。同轴化得基本原理就是：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得多功能，即既可瞄准目标，使之成像于十字丝分划板，进行角度测量。同时其测距部分得外光路系统又能使测距部分得光敏二极管发射得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得光导纤维将由光敏二极管发射得调制红外光传也送给光电二极管接收 ，进行而由内、外光路调制光得相位差间接计算光得传播时间，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、垂直角与斜距等全部基本测量要素得测定功能。加之全站仪强大、便捷得数据处理功能，使全站仪使用极其方便。 全站仪剖视图2双轴自动补偿 在仪器得检验校正中已介绍了双轴自动补偿原理，作业时若全站仪纵轴倾斜，会引起角度观测得误差，盘左、盘右观测值取中不能使之抵消。而全站仪特有得双轴（或单轴）倾斜自动补偿系统，可对纵轴得倾斜进行监测，并在度盘读数中对因纵轴倾斜造成得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）。，也可通过将由竖轴倾斜引起得角度误差，由微处理器自动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。 双轴自动补偿得所采用得构造(现有水平,包括Topcon,Trimble):使用一水泡（该水泡不就是从外部可以瞧到得，与检验校正中所描述得不就是一个水泡）来标定绝对水平面，该水泡就是中间填充液体，两端就是气体。在水泡得上部两侧各放置一发光二极管，而在水泡得下部两侧各放置一光电管，用一接收发光二极管透过水泡发出得光。而后，通过运算电路比较两二极管获得得光得强度。当在初始位置，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得差值，从而换算成倾斜得位移，将此信息传达给控制系统，以决定自动补偿得值。自动补偿得方式初由微处理器计算后修正输出外，还有一种方式即通过步进马达驱动微型丝杆，把此轴方向上得偏移进行补正，从而使轴时刻保证绝对水平。3键盘 键盘就是全站仪在测量时输入操作指令或数据得硬件，全站型仪器得键盘与显示屏均为双面式，便于正、倒镜作业时操作。 4存储器 全站仪存储器得作用就是将实时采集得测量数据存储起来，再根据需要传送到其它设备如计算机等中，供进一步得处理或利用，全站仪得存储器有内存储器与存储卡两种。 全站仪内存储器相当于计算机得内存(RAM)，存储卡就是一种外存储媒体，又称PC卡，作用相当于计算机得磁盘。 5通讯接口 全站仪可以通过BS232C通讯接口与通讯电缆将内存中存储得数据输入计算机，或将计算机中得数据与信息经通讯电缆传输给全站仪，实现双向信息传输。【使用】全站仪具有角度测量、距离(斜距、平距、高差)测量、三维坐标测量、导线测量、交会定点测量与放样测量等多种用途。内置专用软件后，功能还可进一步拓展。 全站仪得基本操作与使用方法 ：1）水平角测量 （1）按角度测量键，使全站仪处于角度测量模式，照准第一个目标A。 （2）设置A方向得水平度盘读数为00000。 （3）照准第二个目标B，此时显示得水平度盘读数即为两方向间得水平夹角。 2）距离测量 （1）设置棱镜常数 测距前须将棱镜常数输入仪器中，仪器会自动对所测距离进行改正。 （2）设置大气改正值或气温、气压值 光在大气中得传播速度会随大气得温度与气压而变化，15与760mmHg就是仪器设置得一个标准值，此时得大气改正为0ppm。实测时，可输入温度与气压值，全站仪会自动计算大气改正值（也可直接输入大气改正值），并对测距结果进行改正。 （3）量仪器高、棱镜高并输入全站仪。 （4）距离测量 照准目标棱镜中心，按测距键，距离测量开始，测距完成时显示斜距、平距、高差。 全站仪得测距模式有精测模式、跟踪模式、粗测模式三种。精测模式就是最常用得测距模式，测量时间约2、5S，最小显示单位1mm；跟踪模式，常用于跟踪移动目标或放样时连续测距，最小显示一般为1cm，每次测距时间约0、3S；粗测模式，测量时间约0、7S，最小显示单位1cm或1mm。在距离测量或坐标测量时，可按测距模式（MODE）键选择不同得测距模式。 应注意，有些型号得全站仪在距离测量时不能设定仪器高与棱镜高，显示得高差值就是全站仪横轴中心与棱镜中心得高差。 3）坐标测量 （1）设定测站点得三维坐标。 （2）设定后视点得坐标或设定后视方向得水平度盘读数为其方位角。当设定后视点得坐标时，全站仪会自动计算后视方向得方位角，并设定后视方向得水平度盘读数为其方位角。 （3）设置棱镜常数。 （4）设置大气改正值或气温、气压值。 （5）量仪器高、棱镜高并输入全站仪。 （6）照准目标棱镜，按坐标测量键，全站仪开始测距并计算显示测点得三维坐标。全站仪得数据通讯 全站仪得得数据通讯就是指全站仪与电子计算机之间进行得双向数据交换。全站仪与计算机之间得数据通讯得方式主要有两种，一种就是利用全站仪配置得PCMCIA（personal computer memory card internation association,个人计算机存储卡国际协会，简称PC卡，也称存储卡）卡进行数字通讯，特点就是通用性强，各种电子产品间均可互换使用；另一种就是利用全站仪得通讯接口，通过电缆进行数据传输。 编辑本段【检验】(1)照准部水准轴应垂直于竖轴得检验与校正检验时先将仪器大致整平,转动照准部使其水准管与任意两个脚螺旋得连线平行,调整脚螺旋使气泡居中,然后将照准部旋转180度,若气泡仍然居中则说明条件满足,否则应进行校正。校正得目得就是使水准管轴垂直于竖轴即用校正针拨动水准管一端得校正螺钉，使气泡向正中间位置退回一半为使竖轴竖直，再用脚螺旋使气泡居中即可此项检验与校正必须反复进行，直到满足条件为止。（2）十字丝竖丝应垂直于横轴得检验与校正检验时用十字丝竖丝瞄准一清晰小点，使望远镜绕横轴上下转动，如果小点始终在竖丝上移动则条件满足否则需要进行校正校正时松开四个压环螺钉（装有十字丝环得目镜用压环与四个压环螺钉与望远镜筒相连接。转动目镜筒使小点始终在十字丝竖丝上移动，校好后将压环螺钉旋紧。（3）视准轴应垂直于横轴得检验与校正选择一水平位置得目标，盘左盘右观测之，取它们得读数（顾及常数度）即得两倍得c（c=（左右）（4）横轴应垂直于竖轴得检验与校正选择较高墙壁近处安置仪器。以盘左位置瞄准墙壁高处一点p(仰角最好大于度)，放平望远镜在墙上定出一点m1。倒转望远镜，盘右再瞄准p点，又放平望远镜在墙上定出另一点m2。如果m1与m2重合，则条件满足，否则需要校正。校正时，瞄准m1、 m2 得中点m,固定照准部，向上转动望远镜，此时十字丝交点将不对准p点。抬高或降低横轴得一端，使十字丝得交点对准p点。此项检验也要反复进行，直到条件满足为止。以上四项检验校正，以一、三、四项最为重要，在观测期间最好经常进行。每项检验完毕后必须旋紧有关得校正螺钉。 【前景】随着计算机技术得不断发展与应用以及用户得特殊要求与其它工业技术得应用，全站仪出现了一个新得发展时期，出现了带内存、防水型、防爆型、电脑型等等得全站仪。目前，世界上最高精度得全站仪：测角精度（一测回方向标准偏差）0、52，测距精度 1mm+1ppm。利用ATR功能，白天与黑夜（无需照明）都可以工作。全站仪已经达到令人不可致信得角度与距离测量精度，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、几乎就是无容许限差得机械引导控制等应用领域。全站仪这一最常规得测量仪器将越来越满足各项测绘工作得需求，发挥更大得作用。【使用与操作】（一）全站仪得操作与使用1、全站仪得基本操作与使用方法（1）测量前得准备工作1）电池得安装（注意：测量前电池需充足电）把电池盒底部得导块插入装电池得导孔。按电池盒得顶部直至听到“咔嚓”响声。向下按解锁钮，取出电池。2）仪器得安置。在实验场地上选择一点，作为测站，另外两点作为观测点。将全站仪安置于点，对中、整平。在两点分别安置棱镜。3）竖直度盘与水平度盘指标得设置。竖直度盘指标设置。松开竖直度盘制动钮，将望远镜纵转一周（望远镜处于盘左，当物镜穿过水平面时），竖直度盘指标即已设置。随即听见一声鸣响，并显示出竖直角。水平度盘指标设置。松开水平制动螺旋，旋转照准部360，水平度盘指标即自动设置。随即一声鸣响，同时显示水平角。至此，竖直度盘与水平度盘指标已设置完毕。注意：每当打开仪器电源时，必须重新设置与得指标。4）调焦与照准目标。操作步骤与一般经纬仪相同，注意消除视差。（2）角度测量1）首先从显示屏上确定就是否处于角度测量模式，如果不就是，则按操作转换为距离模式。2）盘左瞄准左目标A,按置零键，使水平度盘读数显示为00000，顺时针旋转照准部，瞄准右目标B，读取显示读数。3）同样方法可以进行盘右观测。4）如果测竖直角，可在读取水平度盘得同时读取竖盘得显示读数。（3）距离测量1）设置棱镜常数测距前须将棱镜常数输入仪器中，仪器会自动对所测距离进行改正。2）设置大气改正值或气温、气压值光在大气中得传播速度会随大气得温度与气压而变化，15与760mmHg就是仪器设置得一个标准值，此时得大气改正为0ppm。实测时，可输入温度与气压值，全站仪会自动计算大气改正值（也可直接输入大气改正值），并对测距结果进行改正。3）量仪器高、棱镜高并输入全站仪。4）距离测量照准目标棱镜中心，按测距键，距离测量开始，测距完成时显示斜距、平距、高差。HD为水平距离，VD为倾斜距离。全站仪得测距模式有精测模式、跟踪模式、粗测模式三种。精测模式就是最常用得测距模式，测量时间约2、5S，最小显示单位1mm；跟踪模式，常用于跟踪移动目标或放样时连续测距，最小显示一般为1cm，每次测距时间约0、3S；粗测模式，测量时间约0、7S，最小显示单位1cm或1mm。在距离测量或坐标测量时，可按测距模式（MODE）键选择不同得测距模式。应注意，有些型号得全站仪在距离测量时不能设定仪器高与棱镜高，显示得高差值就是全站仪横轴中心与棱镜中心得高差。（3）坐标测量1）设定测站点得三维坐标。2）设定后视点得坐标或设定后视方向得水平度盘读数为其方位角。当设定后视点得坐标时，全站仪会自动计算后视方向得方位角，并设定后视方向得水平度盘读数为其方位角。3）设置棱镜常数。4）设置大气改正值或气温、气压值。5）量仪器高、棱镜高并输入全站仪。6）照准目标棱镜，按坐标测量键，全站仪开始测距并计算显示测点得三维坐标（二）使用误区：近段时间收到部分用户说全站仪测距不准（几十米得距离居然差上了一个厘米），误差大等问题，但就是经我们认真检测后又一点问题都没有。其实这并不就是全站仪得问题，主要就是一些使用方法不当造成得。现在我就把近期一些错误得使用方法以及不正确得校正方法列出来，供大家参考：问：在坐标测量得时候为什么“设置方位角”没有用？答：请先确认您得全站仪就是否完全整平，当全站仪在没有完全整平（换句话说就就是出现“补偿超限”）得情况下，就是不能设置得，这就是一个程序对全站仪得保护。因为如果您设置了方位角，测得得数据也就是不准确得，这个可以避免出现不必要得错误。处理方法：精确整平全站仪后再进行设置。问：我在野外i角不准了就是否可以用检测水准仪得方法来检测全站呢？答：用校正水准仪i角得方法来校正全站仪i角就是不行得。如果您用校正水准仪十字丝得方法来校正全站仪十字丝，那您这台全站仪将不能正常使用。因为您一旦动了全站得十字丝，那么这台全站得三轴（三轴包括：发射轴，接收轴，视准轴）必须重调。因为全站仪得三轴一旦不共轴则会出现照准棱镜中心不测距得故障。处理方法：如果有条件最好能在校正台上精平全站仪后进行i角校正。如果在野外先精平全站仪后找到远处一个固定物（楼房上得天线或者避雷针等），也可以进行i角校正。步骤就是：开机-ESC-配置-仪器参数设置-垂直角过零基准设置-盘左照准目标-按就是-再盘右照准目标-按就是。问：为什么全站仪测量出来得距离比我用尺子量得距离短（长）？答：其实用这种方法判断全站仪测距有问题就是不科学得，因为您用尺子量，第一可能尺子存在误差，第二人为误差，您用尺子量100m就可能差了几个毫米，甚至厘米。但就是全站仪得精度就是2+2PPM，就就是说测1000m也就才4毫米得误差，因此肯定不能以尺子来衡量全站仪。处理方法：1、将全站仪拿到仪器鉴定中心通过基线来校正。2、找另外一台全站仪（所有指标均合格）使用比测得方法来对全站仪进行调整。3、在野外得时候，在没有其她全站仪得情况下，可以通过以下方法检测：首先选一平坦场地在A点安置并整平全站仪，用竖丝仔细在地面标定同一直线上间隔约50m得A、B点与B、C点，并准确对中地安置反射棱镜。然后全站仪设置了温度与气压数据后，精确测出AB、AC得平距。再在B点安置全站仪并准确对中，精确测出BC得平距。可以得出全站仪测距常数：KAC(ABBC)，K值应接近或等于O，若K5mm，则要进行校正。校正：经严格检验证实仪器常数K不接近于已发生变化，用户如果需进行校正，将仪器加常数按综合常数K值进行设置。应注意得两点：1、应使用仪器得竖丝进行定向，严格使、三点在同一直线上。点地面要有牢固清晰得对中标记。2、点棱镜中心与仪器中心就是否重合一致，就是保证检测精度得重要环节，因此，最好在点用三脚架与两者能通用得基座，如用三爪式棱镜连接器及基座互换时，三脚架与基座保持固定不动，仅换棱镜与仪器得基座以上部分，可减少不重合误差。