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一、全站仪简介

全站仪，即全站仪电子测速仪（Electronic Total Station）。 它是集光、机、电于一体的高科技测量仪器，集水平角、垂直角、距离（斜距、平距）、高差测量功能为一体的测绘仪器系统。 因仪器一经安放便可完成站上所有测量工作，故称为全站仪。 广泛应用于地面大型建筑物、地下隧道施工等精密工程测量或变形监测领域。

全站仪是一种集光、机、电于一体的新型测角仪。 与光学经纬仪相比，电子经纬仪以光电扫描刻度盘代替了光学刻度盘，以自动记录和显示代替了人工光学测微读数。 读数，简化了角度测量的操作，避免了读数误差的发生。 电子经纬仪的自动记录、存储、计算功能和数据通讯功能进一步提高了测量操作的自动化程度。

全站仪与光学经纬仪的区别在于刻度盘读数和显示系统。 电子经纬仪的水平刻度盘和垂直刻度盘及其读数装置采用两个相同的光栅刻度盘（或码盘）和读数传感器测量角度。 测量。 根据测角精度可分为0.5"、1"、2"、3"、5"、10"等几个等级。

二、全站仪的组成

全站仪几乎可以用于所有测量领域。 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、显示屏和键盘组成。

与电子经纬仪和光学经纬仪相比，全站仪增加了许多专用部件，因此全站仪比其他测角、测距仪器功能更多，使用更方便。 这些特殊部件构成了全站仪在结构上的独到之处。

1.同轴望远镜

全站仪的望远镜实现了视线轴、测距光波的发射、接收光轴的同轴性。 同轴化的基本原理是：在望远物镜和聚焦镜之间安装分光棱镜系统，通过该系统实现望远镜的多功能，即瞄准目标，使其成像在分划板上, 并测量角度。 同时，测距部分的外光路系统可以使测距部分的光敏二极管发出的调制红外光经物镜射到反射棱镜后，经原路反射回来，然后返回的光通过二向色棱镜的作用被光电二极管接收；为了测量距离，需要在仪器内部设置一个内光路系统。 光敏二极管发射的调制红外光通过分光棱镜系统中的光纤传输到光电二极管接收，光的相位通过内外光路进行调制。 差值间接计算光的传播时间并计算测量距离。

同轴性使望远镜能够实现同时测量水平角、垂直角、斜距等所有基本测量要素的测量功能。 再加上全站仪强大便捷的数据处理功能，使全站仪使用起来极为方便。

2.双轴自动补偿

双轴自动补偿原理已在仪器的检测和校准中引入。 如果全站仪在运行时纵轴倾斜全站仪量取仪器高，会造成角度观测误差，人脸左右两边的观测值不能偏移。 全站仪独有的双轴（或单轴）倾斜自动补偿系统，可监测纵轴倾斜，并自动修正表盘读数中因垂直轴倾斜引起的测角误差（某些总台仪表的垂直轴的最大倾角可允许为±6')，或由微处理器根据倾角改正计算公式自动计算由垂直轴倾斜引起的角度误差的垂直轴，并添加到刻度盘的读数中进行校正，使刻度盘显示的读数是正确的值，这就是所谓的自动垂直轴倾斜补偿。

双轴自动补偿采用的结构（现有水平，包括Topcon、Trimble）：使用水泡（从外面看不到水泡，不是检修中描述的水泡）校准绝对水平面，泡罩中间充满液体，两端充满气体。 水泡上部两侧各放置一个发光二极管，水泡下部两侧各放置一个光电管，发光二极管用于接收发出的光通过水泡。 然后，通过运算电路比较两个二极管获得的光强度。 当处于初始位置，即绝对水平时，将计算值设置为零。 当全站仪在工作中发生倾斜时，计算电路实时计算光强差值，然后将其转化为倾斜位移，并将此信息传送给控制系统，以确定自动补偿值。 自动补偿方式是先由微处理器计算，然后修正输出。 还有一种方法是通过步进电机驱动微型丝杆来校正轴线方向的偏移，使轴线始终保持绝对水平。

3.键盘

键盘是全站仪在测量过程中输入操作指令或数据的硬件。 全站仪的键盘和显示屏为双面设计，方便前进后退操作。

4.内存

全站仪存储器的作用是将实时采集的测量数据进行存储，然后传输给计算机等其他设备进行进一步处理或利用。 全站仪的内存有内存和存储卡两种。

全站仪的内存相当于计算机的内存（RAM），而存储卡是一种外部存储介质，也称为PC卡，相当于计算机的磁盘。

5.通讯接口

全站仪可以通过BS-232C通信接口和通信电缆将存储器中存储的数据输入计算机，也可以将计算机中的数据和信息通过通信电缆传输到全站仪，实现双向信息传输。

三、全站仪的使用

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、交点定点测量、放样测量等多种用途。 内置专用软件后，可进一步扩展功能。

全站仪的基本操作和使用：

1.水平角度测量

(1) 按测角键，使全站仪进入测角模式全站仪量取仪器高，对准第一个目标A。

(2) 将A方向水平刻度盘的读数设置为0°00′00″。

(3) 瞄准第二个目标B，此时显示的水平刻度盘读数为两个方向的水平夹角。

2.距离测量

(1) 设置棱镜常数

测距前必须先将棱镜常数输入仪器，仪器会自动修正测距。

(2)设置大气改正值或气温气压值

光在大气中的传播速度会随着大气的温度和压力而变化。 15℃和760mmHg是仪器设定的标准值，此时的大气校正为0ppm。 实际测量时，您可以输入温度和气压，全站仪会自动计算出大气改正值（也可以直接输入大气改正值），对测距结果进行改正。

(3)测量仪器高和棱镜高，输入全站仪。

(4) 测距

对准目标棱镜中心，按测距键，开始测距，测距完成后显示斜距、水平距和高差。

全站仪共有三种测距模式：精测模式、跟踪模式和粗测模式。 精密测量模式是最常用的距离测量模式，测量时间约为2.5S，最小显示单位为1mm； 跟踪方式常用于跟踪运动目标或放样时的连续测距，最小显示一般为1cm，测距时间约为0.3S； 粗测模式，测量时间约0.7S，最小显示单位为1cm或1mm。 在测距或坐标测量时，可以按测距模式（MODE）键选择不同的测距模式。

需要注意的是，有些型号的全站仪在测距时不能设置仪器高和棱镜高，显示的高差为全站仪横轴中心与棱镜中心的高差。

3、坐标测量

(1) 设置站点的三维坐标。

(2) 设置后视点坐标或设置后视方向的水平刻度盘读数为其方位角。 设置后视点坐标时，全站仪会自动计算后视方向的方位角，将后视方向的水平刻度盘读数作为其方位角。

(3) 设置棱镜常数。

(4) 设置大气修正值或气温、气压值。

(5)测量仪器高和棱镜高，输入全站仪。

(6) 瞄准目标棱镜，按坐标测量键，全站仪开始测距，计算显示测点的三维坐标。

4、全站仪数据通讯

全站仪的数据通信是指全站仪与电子计算机之间的双向数据交换。 全站仪与计算机之间的数据通信主要有两种方式，一种是全站仪配置的PCMCIA（个人计算机存储卡国际协会），简称PC卡，又称存储卡）卡进行数字通信，特点是各种电子产品之间具有很强的通用性和互换性； 另一种是利用全站仪的通讯接口，通过电缆传输数据。