《建筑工程测量》项目四--全站仪的应用.ppt

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量,使用规范说明,【项目导读】,在建筑工程测量中，全站仪是比较普遍的仪器之一。它是将电子经纬仪、光电测距仪和微处理器融为一体，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。全站仪具有角度测量、距离测量、坐标测量和坐标放样的基本功能，本项目将介绍全站仪这些功能的应用。,项目四,全站仪的应用,使用规范说明,任务一,用全站仪测量角度,任务目标,熟悉全站仪的结构和键盘各个按键的功能，熟练使用全站仪进行角度测量。,相关知识,一、全站仪简介,全站仪又称为全站型电子速测仪。全站仪的型号很多，但各种型号的基本结构大致相同。下面以南方测绘仪器公司生产的南方,NTS-310,系列全站仪为例，如图,4-1,所示。,项目四,全站仪的应用,使用规范说明,图,4-1,全站仪的结构,项目四,全站仪的应用,使用规范说明,下面我们重点介绍一下全站仪的键盘。键盘是全站仪的显示与操作界面，熟悉键盘上各个按键的功能对于每位测量工作者都尤为重要，如图,4-2,所示。,图,4-2,全站仪键盘的显示与操作界面,项目四,全站仪的应用,使用规范说明,表,4-2,键盘各按键的名称与功能,项目四,全站仪的应用,使用规范说明,二、反光棱镜组简介,反光棱镜组是与全站仪配套使用的测量工具，它可分为单棱镜组和对中杆棱镜组。在中高等级控制测量中，单棱镜组应用比较广泛；而在低等级控制测量和施工放样中，对中杆棱镜组应用比较广泛。,（一）单棱镜组,如图,4-3,（,a,）所示，单棱镜组是将反光棱镜和觇（,chan,）牌（测量标记）组装在一起并安放到基座上的一种测量工具。,（二）对中杆棱镜组,如图,4-3,（,b,）所示，对中杆棱镜组是将反光棱镜和觇牌组装在一起并固定在对中杆上的一种测量工具。,项目四,全站仪的应用,使用规范说明,图,4-3,单棱镜组和对中杆棱镜组,项目四,全站仪的应用,使用规范说明,任务实施,各个小组在地面分别选取一个测站点,O,点和两个待测点,A,点、,B,点，并做好标记。本任务就是运用全站仪来测量,的角值，通过配置度盘测量两个测回。,步骤,1,将全站仪架设（跟经纬仪架设步骤相同）在测站点,O,点上，对中整平，将对中杆棱镜组分别架设于待测点,A,、,B,点上，将对中杆反光面朝向全站仪，如图,4-4,所示。,项目四,全站仪的应用,图,4-4,用全站仪测量角度,使用规范说明,步骤,2,按下电源开关键，打开电源；按下角度测量键，进入角度测量模式。,步骤,3,打开竖直和水平制动螺旋，用盘左位置将全站仪瞄准待测点,A,点对中杆棱镜组上反光棱镜的中心位置，使十字丝竖丝和横丝与觇牌上小三角形的顶点重合，如图,4-5,所示。,项目四,全站仪的应用,图,4-5,瞄准反光棱镜,使用规范说明,步骤,4,图,4-6,（,a,）所示为打开全站仪角度测量模式后的显示屏显示画面。按下,F3,（置盘）键，可以配置水平度盘读数。例如，要把水平角设置为,，则输入,0.0000,，然后按回车键确认，如图,4-6,（,b,）所示。,项目四,全站仪的应用,图,4-6,设置水平角,使用规范说明,图,4-7,所示为设置水平角之后的显示屏显示画面。其中，,V,代表竖盘读数，,HR,代表右角模式时的水平度盘读数。本例中，待测点,A,点的竖盘读数为,，水平度盘读数为,。,项目四,全站仪的应用,图,4-7,设置水平角之后的显示屏显示界面,使用规范说明,步骤,5,松开竖直与水平制动螺旋，顺时针转动照准部瞄准待测点,B,点。如图,4-8,所示，这是全站仪照准,B,点之后显示屏上的显示界面。本例中，待测点,B,点的竖盘读数为,，水平度盘读数为,。,项目四,全站仪的应用,图,4-8,瞄准,B,点时显示屏显示界面,使用规范说明,步骤,6,参照步骤,3,、,4,，用盘右位置瞄准,B,、,A,点，测量,B,、,A,两点的竖盘和水平度盘读数。这就完成了一个测回的测量。,步骤,7,参照上述步骤，将度盘配置为,，完成下一个测回的测量。,全站仪角度测量跟经纬仪角度测量的数据计算和检核完全相同，读者可以参照项目二，这里就不作介绍了。,项目四,全站仪的应用,使用规范说明,任务二,用全站仪测量距离,任务目标,熟悉相位法测距的基本原理，熟练运用全站仪测量距离。,相关知识,相位法测距的原理,通过测定相位差来测定距离的方法，称为相位法测距。在建筑工程测量中使用的全站仪，大都采用了相位法测距原理。例如，要测量,A,、,B,两点之间的距离，首先把全站仪架设在,A,点上，在,B,点架设反射棱镜组，全站仪在,A,点发射的频率为,f,的调制波在待测距离,AB,上传播，经,B,点反射镜发射后又回到,A,点，被全站仪接收器接收，如图,4-9,所示。设光速为,c,，所经过的时间为,t,，则,AB,之间的距离为,项目四,全站仪的应用,使用规范说明,项目四,全站仪的应用,图,4-9,相位法测距的基本原理,使用规范说明,任务实施,各个小组在地面分别选取一个测站点,O,点和一个待测点,A,点，做好标记。本任务是使用全站仪来测量两点之间的距离。,步骤,1,将全站仪架设到测站点,O,点上，对中整平；将对中杆棱镜组架设于待测点,A,点上，使反射棱镜的反光面朝向全站仪，如图,4-10,所示,项目四,全站仪的应用,图,4-10,用全站仪测量距离,使用规范说明,步骤,2,打开全站仪电源，按距离测量键,进入距离测量模式，按,S/A,键进入温度、气压和棱镜常数设置画面，输入测定的棱镜常数、温度和气压，并按回车键确认，如图,4-11,所示。,项目四,全站仪的应用,图,4-11,温度、气压和棱镜常数设置,使用规范说明,步骤,3,松开竖直和水平制动螺旋，用全站仪瞄准,A,点上对中棱镜组反光棱镜的中心位置；按,F2,（模式）键，可以在连续测量、单点测量和跟踪测量三个测量模式之间进行切换，此时在显示屏上将依次显示,N,、,1,和,T,。在本例中，将切换至单点测量模式，如图,4-12,（,a,）所示。,步骤,4,按,F1,（测量）键，仪器自动测量,OA,两点之间的距离，显示画面如图,4-12,（,b,）所示，它表示,OA,两点之间的水平距离（,HD,）为,156.320m,。,项目四,全站仪的应用,使用规范说明,项目四,全站仪的应用,图,4-12,距离测量显示画面,使用规范说明,任务三,用全站仪测量坐标和坐标放样,任务目标,熟练运用全站仪测量未知点的坐标和对已知点进行坐标放样。所谓坐标放样是指：已知点的坐标，在实地标出其确切位置。,相关知识,一、标准方向简介,要确定地面上两点在平面上的相对位置，除了测定两点之间的距离外，还应确定两点所连直线的方向。一条直线的方向，是根据某一标准方向来确定的。确定直线与标准方向之间的关系，称为直线定向。其中，直线定向的标准方向有真子午线方向、磁子午线方向和坐标纵轴方向。,项目四,全站仪的应用,使用规范说明,（一）真子午线方向,过地球南极（,S,）和北极（,N,）的平面与地球表面的交线叫真子午线。过地球上某一点的真子午线的切线方向，称为该点的真子午线方向，指向北方向的一端叫做真北方向，如图,4-13,（,a,）所示。真子午线方向是用天文测量方法或陀螺经纬仪来测定的。,项目四,全站仪的应用,图,4-13,标准方向示意图,使用规范说明,（二）磁子午线方向,过地球南磁极（,Q,）和北磁极（,P,）的平面与地球表面的交线叫磁子午线。过地球上某一点的磁子午线的切线方向，称为该点的磁子午线方向，指向北方向的一端叫做磁北方向，如图,4-13,（,a,）所示。磁子午线方向可用罗盘仪来测定。,（三）坐标轴纵轴方向,在测量工作中，通常采用高斯平面直角坐标系或独立平面直角坐标系确定地面点的位置，此时取坐标纵轴（,x,轴）作为直线定向的标准方向,.,如图,4-13,（,b,）所示。在本书的绪论中，我们详细介绍了高斯平面直角坐标系和独立平面直角坐标系。,项目四,全站仪的应用,使用规范说明,二、坐标方位角简介,由坐标轴纵北方向起顺时针量到某直线的夹角叫做坐标方位角。此外，直线是有方向的，例如，在图,4-14,中，直线,12,的坐标方位角为,12,，直线,21,的坐标方位角为,21,，,12,、,21,分别称为直线,AB,的正、反坐标方位角。,项目四,全站仪的应用,图,4-14,正、反坐标方位角,使用规范说明,如图,4-15,所示，已知直线,12,的坐标方位角,12,，若用经纬仪观测了,2,点的左角（测量前进方向左侧的水平角）,左,，则推算出直线,23,的坐标方位角,23,为,项目四,全站仪的应用,图,4-15,坐标方位角的推算示意图,使用规范说明,三、坐标的计算,（一）坐标正算,根据已知点坐标、已知直线边长和直线坐标方位角，计算未知点坐标的方法，称为坐标正算。,设,A,点的已知坐标为（,x,A,，,y,A,），已知,A,点到,B,点的边长为,D,AB,，直线,AB,的坐标方位角为,AB,，求,B,点坐标（,x,B,，,y,B,），如图,4-16,所示。,项目四,全站仪的应用,图,4-16,坐标计算示意图,使用规范说明,（二）坐标反算,根据两个已知点的平面直角坐标计算两点间水平距离和坐标方位角的方法，称为坐标反算。,设,A,点的已知坐标为（,x,A,，,y,A,），,B,点坐标（,x,B,，,y,B,），求,A,点到,B,点的边长为,D,AB,和坐标方位角,AB,，如图,4-16,所示。,坐标反算的计算顺序与上述的坐标正算计算顺序相反，由图中关系可知，,A,点到,B,点的边长,D,AB,为,直线,AB,的坐标方位角,AB,为,项目四,全站仪的应用,使用规范说明,任务实施,每个小组选取两个已知点,O,点和,A,点，一个待测点,B,点，并做好标记。设,O,点的坐标（,5678.123,2451.392,100.236,），,A,点的坐标（,5697.857,2458.534,100.486,），放样点,C,点的坐标为（,5684.524,2456.002,100.651,）。本任务就是要通过两个已知点，运用全仪来测量待测点,B,点的坐标和对,C,点进行放样（在实地标定,C,点的位置），如图,4-17,所示。,项目四,全站仪的应用,使用规范说明,项目四,全站仪的应用,图,4-17,用全站仪测量待测点坐标和放样已知点,使用规范说明,步骤,1,将全站仪架设于测站点,O,点上，对中整平。将对中杆棱镜组架设于后视点,A,点上，将反光棱镜朝向全站仪。,步骤,2,打开全站仪电源，按,M,（菜单）键进入菜单界面，如图,4-18,（,a,）所示。按,F1,键进入数据采集菜单，如图,4-18,（,b,）所示。,步骤,3,按,F1,键，打开输入测站点画面，如图,4-19,（,a,）。按,F4,（坐标）键，输入测站点,O,点的坐标，然后按,ENT,（确认）键确认，如图,4-19,（,b,）所示。,步骤,4,按,F2,键，打开输入后视点画面，如图,4-20,（,a,）所示。按,F4,（坐标）键，输入后视点,A,点的坐标，然后按,ENT,键确认键确认，如图,4-20,（,b,）所示。松开竖直与水平制动螺旋，将全站仪精确瞄准后视点,A,点上对中杆上反光棱镜的中心位置，拧紧竖直与水平制动螺旋，然后按,F4,（是）键，如图,4-20,（,c,）所示。,项目四,全站仪的应用,使用规范说明,项目四,全站仪的应用,图,4-18,菜单和数据采集显示界面,图,4-19,输入测站点坐标,使用规范说明,项目四,全站仪的应用,图,4-20,输入后视点坐标并瞄准后视点,使用规范说明,步骤,5,在待测点上,B,点上架设对中杆棱镜组，松开竖直与水平制动螺旋，将全站仪瞄准,B,点上对中杆棱镜组的反光棱镜组的中心位置。然后按,F1,（测量）键测量,B,点的坐标，如图,4-21,所示。本例中，,B,点的坐标为（,5686.457,2457.129,100.337,）。这就完成了对待测点,B,点的坐标测量工作。,项目四,全站仪的应用,图,4-21,测量待测点的坐标,使用规范说明,步骤,6,按,F1,键，打开输入放样点画面，如图,4-22,（,a,）。按,F4,（坐标）键，输入放样点,C,的坐标，然后按,ENT,键确认，如图,4-22,（,b,）所示。打开输入棱镜高画面，输入棱镜高，如图,4-22,（,c,）所示。,按,F4,（继续）键，此时界面将如图,4-22,（,d,）所示。松开水平制动螺旋，转动照准部，将,dHR,调为,，此时表明放样点,C,点在全站仪望远镜瞄准的方向上；同学甲指挥同学乙拿着对中杆棱镜组，在视线上前后移动，直至全站仪十字丝竖丝与对中杆棱镜组反光棱镜中心位置重合，此时,dHD,应为,0,。架设好对中杆棱镜组，最后按,F1,（测量）键。,项目四,全站仪的应用,使用规范说明,项目四,全站仪的应用,图,4-22,坐标放样,使用规范说明,根据,dHD,的数值确定对中杆在视线方向上的前后移动情况。例如，,dHD,=,9.332m,表示应使对中杆在视线方向上远离全站仪，距离为,9.332m,；,dHD,=9.332m,表示应使对中杆在视线方向上接近全站仪，距离为,9.332m,。同理，反复调节对中杆位置，最终使对中杆不仅跟视线处于同一直线上，而且,dHD,为,0,，最后做好标记，这样就完成了对放样点,C,点的放样工作,。,项目四,全站仪的应用,谢 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