第5章 全站儀使用

1、第五章全站儀及其使用5.1全站儀簡(jiǎn)介全站儀是全站型電子速測(cè)儀的簡(jiǎn)稱，它由光電測(cè)距儀、電子經(jīng)緯儀和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成。全站儀通過測(cè)量斜距、豎直角、水平角，可進(jìn)行平距、高差、高程及坐標(biāo)值等的自動(dòng)計(jì)算，并可進(jìn)行距離、角度、坐標(biāo)等的放樣，通過內(nèi)置的程序功能，還可以實(shí)現(xiàn)懸高測(cè)量、偏心測(cè)量和面積測(cè)量，甚至公路中線測(cè)量等。全站儀的組成原理全站儀的構(gòu)造原理如圖5-1所示。圖中左半部分是四大光電測(cè)量系統(tǒng)，包括水平角測(cè)量系統(tǒng)、豎直角測(cè)量系統(tǒng)、水平補(bǔ)償系統(tǒng)和測(cè)距系統(tǒng)。前三部分相當(dāng)于電子經(jīng)緯儀，可以測(cè)量水平角、豎直角，并設(shè)置方位角等；測(cè)距系統(tǒng)相當(dāng)于光電測(cè)距儀，可測(cè)量?jī)x器與目標(biāo)點(diǎn)之間的斜距，并自動(dòng)計(jì)算平距和高差；測(cè)量部分

2、的測(cè)量結(jié)果通過總線傳遞至數(shù)字處理機(jī)的微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，如圖5-1的右半部分。微處理器由中央處理單元（CPU）、存儲(chǔ)器、輸入輸出設(shè)備（I/O）組成，是全站儀進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的核心部件。其主要功能是根據(jù)鍵盤指令啟動(dòng)儀器進(jìn)行測(cè)量工作，執(zhí)行測(cè)量過程的檢核和數(shù)據(jù)傳輸、處理、顯示及存儲(chǔ)等工作。輸入輸出部分包括鍵盤、顯示器及數(shù)據(jù)接口。通過鍵盤可輸入操作指令、數(shù)據(jù)并進(jìn)行參數(shù)設(shè)置；顯示器則可以顯示當(dāng)前儀器狀態(tài)、工作模式、測(cè)量數(shù)據(jù)及運(yùn)算結(jié)果；數(shù)據(jù)接口使全站儀可以同磁卡、磁盤、微機(jī)等外部設(shè)備相互通信，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。圖5-1全站儀的組成原理GTS-311全站儀的結(jié)構(gòu)與功能全站儀的主要外部構(gòu)件均由望遠(yuǎn)鏡、電池、顯示器及

3、鍵盤、水準(zhǔn)器、制動(dòng)與微動(dòng)螺旋、基座、手柄等組成。不同型號(hào)全站儀的基本功能都相差不大，下面以拓普康的普及型全站儀GTS-311系列（如圖5-2）為例，說明全站儀的基本結(jié)構(gòu)與功能。 圖5-2拓普康GTS311型全站儀1.電池鏡定桿； 2.儀器高量測(cè)標(biāo)志；3.水平微動(dòng)螺旋；4.水平制動(dòng)螺旋； 5.腳螺旋；6.基座底板 ；7.三角基座固定旋鈕 ；8.圓水準(zhǔn)器校正螺釘；9.圓水準(zhǔn)器10.操作鍵； 11.管水準(zhǔn)器； 12.豎直微動(dòng)螺旋；13.豎直制動(dòng)螺旋；14.望遠(yuǎn)鏡目鏡；15.望遠(yuǎn)鏡把手； 16.望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦螺旋；17.瞄準(zhǔn)器；18.電池鎖定螺釘；19.儀器高量測(cè)標(biāo)志；20.光學(xué)對(duì)中器；21.外部電源接口

4、；22.串行信號(hào)接口； 23.度盤變位螺旋護(hù)蓋； 24.顯示屏； 25.物鏡；26.提把電池GTS-311全站儀屏幕采用4行×20列的液晶顯示，操作面板如圖5-3所示。 圖5-3操作面板GTS-311 全站儀操作鍵功能說明如表5-1所示。表51 操作鍵功能說明操作鍵名稱功能功能說明坐標(biāo)測(cè)量模式進(jìn)入坐標(biāo)測(cè)量模式可進(jìn)行三維坐標(biāo)測(cè)量菜單鍵在菜單專用模式和正常模式之間切換在菜單模式下，全站儀提供了應(yīng)用程序測(cè)量、數(shù)據(jù)采集等功能距離測(cè)量模式進(jìn)入距離測(cè)量模式可進(jìn)行距離測(cè)量、偏心測(cè)量、距離放樣，可設(shè)置棱鏡常數(shù)、大氣改正數(shù)退出鍵返回測(cè)量模式或上一級(jí)菜單從正常測(cè)量模式進(jìn)入數(shù)據(jù)采集模式或放樣模式等用于中斷

5、正在進(jìn)行的操作，退回到上一級(jí)模式等角度測(cè)量模式進(jìn)入角度測(cè)量模式可進(jìn)行水平、豎直角測(cè)量。設(shè)置傾斜改正開關(guān)等電源開關(guān)電源接通/斷開功能鍵對(duì)屏幕上的相應(yīng)位置設(shè)定功能執(zhí)行屏幕上相應(yīng)位置顯示的命令，輸入數(shù)字及字母等，F(xiàn)1F4鍵功能見儀器操作手冊(cè)全站儀的主要性能指標(biāo)衡量全站儀性能的主要指標(biāo)為精度（測(cè)角及測(cè)距）、測(cè)程、測(cè)距時(shí)間、程序功能、補(bǔ)償范圍等。表5-2列出了三種常用全站儀的主要性能指標(biāo)，以供讀者參考。表5-2 部分全站儀性能指標(biāo) 儀 器 型 號(hào)指 標(biāo) 項(xiàng) 目拓普康GTS-311索佳PowerSet2000徠卡TC1610分類內(nèi)存型電腦型內(nèi)存型放大倍率30×30×30×最短

6、視距/m1.31.31.7角度最小顯示角度標(biāo)準(zhǔn)差雙軸自動(dòng)補(bǔ)償范圍最大測(cè)程/km單棱鏡2.72.72.5三棱鏡3.63.53.5測(cè)距精度測(cè)距時(shí)間（精測(cè)）/s324水準(zhǔn)器分劃值水準(zhǔn)管/2mm/2mm/2mm圓水準(zhǔn)/2mm/2mm/2mm使用溫度 205020502050顯示屏4行20列8行20列4行16列5.1.4全站儀的類型全站儀按其結(jié)構(gòu)分為分體式和整體式兩種。分體式全站儀由光電測(cè)距儀和電子經(jīng)緯儀組合而成；整體式全站儀則將測(cè)距儀與電子經(jīng)緯儀制成整體結(jié)構(gòu)，使用更為方便。全站儀按數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式可分為內(nèi)存型與電腦型兩種。內(nèi)存型全站儀所有程序固化在存儲(chǔ)器中，不能添加或改寫，也就是說只能使用全站儀提供的功能

7、，無法擴(kuò)充；電腦型全站儀則內(nèi)置Microsoft DOS等操作系統(tǒng),所有程序均運(yùn)行于其上,可根據(jù)實(shí)際需要添加程序來擴(kuò)充功能。全站儀按其測(cè)角精度可分為級(jí)、級(jí)、級(jí)全站儀等。目前，我國(guó)市場(chǎng)上主要的全站儀產(chǎn)品有：瑞士萊卡(Leica）公司生產(chǎn)的wild TC系列全站儀；日本素佳（Sokkia）公司生產(chǎn)的SET系列全站儀、拓普康（Topcon）公司生產(chǎn)的GTS系列全站儀、尼康（Nikon）公司的DIM系列全站儀、賓得（Pentax）公司的PTS系列全站儀、我國(guó)南方測(cè)繪公司生產(chǎn)的NTS系列全站儀等。5.2全站儀的操作與使用全站儀測(cè)量的基本原理和方法與經(jīng)緯儀和光電測(cè)距儀基本上是一致的。因此，在使用全站儀進(jìn)行

8、測(cè)角和量距時(shí)，都要像光學(xué)經(jīng)緯儀一樣，進(jìn)行儀器對(duì)中、整平、瞄準(zhǔn)和讀數(shù)等步驟。在學(xué)習(xí)全站儀的操作與使用時(shí)，首先應(yīng)理解測(cè)量的基本原理。例如，在使用全站儀進(jìn)行坐標(biāo)測(cè)量時(shí)，只有掌握了導(dǎo)線測(cè)量和坐標(biāo)計(jì)算等內(nèi)容，才能理解為什么要先照準(zhǔn)已知后視點(diǎn)，設(shè)置方位角，再照準(zhǔn)前視目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行坐標(biāo)測(cè)量。下面以拓普康的普及型全站儀GTS-311系列（如圖5-2）為例，說明全站儀的基本操作與使用。5.2.1觀測(cè)前的準(zhǔn)備工作（1）連接電源在進(jìn)行測(cè)量作業(yè)前，應(yīng)將充電電池充好電。拓普康GTS-311全站儀采用BT-24QW型提把電池，安裝時(shí)應(yīng)注意用電池鎖定螺旋固定電池。（2）安置儀器全站儀的安置包括對(duì)中和整平（粗平、精平），操作過程

9、與普通經(jīng)緯儀相同。全站儀一般采用光學(xué)對(duì)中器進(jìn)行對(duì)中，有些全站儀具有電子水準(zhǔn)氣泡（如拓普康GTS-710），可在顯示屏上直觀顯示氣泡整平情況。（3）開機(jī)首先，按下電源開關(guān)，屏幕上首先顯示儀器型號(hào)，大約2秒后，顯示垂直置零指令（VOSETTURN）、當(dāng)前的棱鏡常數(shù)（PSM）及大氣改正值（PPM），應(yīng)注意二者的正確性。此時(shí)，可通過上、下箭頭對(duì)應(yīng)的功能健F1、 F2調(diào)節(jié)液晶顯示的對(duì)比度，調(diào)節(jié)后按F4 鍵確認(rèn)。另外，要注意右側(cè)的電池電量顯示。開機(jī)屏幕如圖5-4所示。開機(jī)屏幕中第一行出現(xiàn)“VOSETTURN”，表示需要豎直旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，以激活豎直角顯示，如果在前一次觀測(cè)中設(shè)置了水平角讀數(shù)位置，則此時(shí)還需要水

10、平旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，以激活水平度盤顯示。否則，不能進(jìn)行正常的測(cè)量工作。應(yīng)該指出，目前多數(shù)全站儀已無需手動(dòng)旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡來激活度盤顯示。按上述方法激活儀器后，進(jìn)入角度測(cè)量模式，此時(shí)屏幕顯示如圖5-5所示。圖5-4開機(jī)屏幕 圖5-5角度測(cè)量模式（4）字母與數(shù)字輸入GTS-311全站儀沒有設(shè)置字母與數(shù)字鍵。需要輸入時(shí)，使用F1F4功能鍵，對(duì)應(yīng)屏幕提示輸入相應(yīng)的字母和數(shù)字。5.2.2角度測(cè)量5.2.2.1操作步驟全站儀角度觀測(cè)操作步驟如下；（1）進(jìn)入測(cè)角模式，瞄準(zhǔn)起始（后視）方向目標(biāo)，將當(dāng)前水平度盤讀數(shù)設(shè)置為。（2）瞄準(zhǔn)前視方向目標(biāo)，屏幕上顯示的讀數(shù)即為觀測(cè)角值。GTS-311全站儀測(cè)角時(shí)，其屏幕顯示流程如圖5

11、-6所示。在測(cè)角模式下，瞄準(zhǔn)起始方向，屏幕顯示如圖5-6（a）；按下F1（對(duì)應(yīng)OSET功能）鍵，屏幕提示是否確認(rèn)將水平度盤讀數(shù)設(shè)置為，屏幕顯示如圖5-6（b）；按下F3（對(duì)應(yīng)YES確認(rèn)）鍵，水平度盤讀數(shù)設(shè)置為，屏幕顯示如圖5-6（c），其中“V：”為起始方向的垂直角讀數(shù)；瞄準(zhǔn)前視目標(biāo)方向，此時(shí)水平度盤讀數(shù)HR為觀測(cè)水平角值，屏幕顯示如圖5-6（d）。圖中“V： ”為前視方向的垂直角讀數(shù)。圖5-6角度測(cè)量的屏幕顯示5.2.2.2說明（1）當(dāng)屏幕中水平度盤讀數(shù)標(biāo)識(shí)為“HR”時(shí)，表示當(dāng)前觀測(cè)的是水平右角，與望遠(yuǎn)鏡旋轉(zhuǎn)方向無關(guān)。若需觀測(cè)左角（即望遠(yuǎn)鏡逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，水平度盤讀數(shù)增加）時(shí)，可進(jìn)入角度測(cè)

12、量模式第3頁，將測(cè)角方式改為左角，此時(shí)屏幕上的“HR”將變?yōu)椤癏L”；（2）若不將起始方向水平度盤讀數(shù)設(shè)置為，則用前視方向讀數(shù)減去起始方向讀數(shù)仍可得水平角值；（3）在瞄準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)，水平方向和垂直方向均應(yīng)照準(zhǔn)覘板標(biāo)志中心，而非棱鏡頭的中心位置。（4） 若需將垂直角變換為天頂距或傾角的形式，可進(jìn)入角度測(cè)量模式第3頁，按操作命令“CMPS”，進(jìn)行豎直角方式的切換。（5）若需觀測(cè)多個(gè)測(cè)回，可使用角度測(cè)量模式第2頁的操作命令“REP”，進(jìn)行多測(cè)回觀測(cè)，并自動(dòng)求得平均角值。5.2.3距離測(cè)量使用全站儀進(jìn)行距離測(cè)量，首先要注意設(shè)置正確的大氣改正數(shù)與棱鏡常數(shù)，否則測(cè)量結(jié)果是不可靠的。5.2.3.1大氣改正數(shù)的設(shè)

13、置由光電測(cè)距儀的原理可知，全站儀光電測(cè)距結(jié)果與調(diào)制光在大氣中的傳播速度有關(guān),而光傳播速度與大氣溫度及氣壓是相關(guān)的。因此，應(yīng)根據(jù)觀測(cè)時(shí)的溫度與氣壓對(duì)觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行改正，該改正值稱為大氣改正數(shù)。大氣改正方法如下：（1）使用公式計(jì)算并將大氣改正數(shù)輸入儀器拓普康GTS-311系列全站儀的標(biāo)準(zhǔn)觀測(cè)條件為與1013hPa（或760mmHg）?？捎孟率接?jì)算大氣改正數(shù)：= （5-1）式中大氣改正數(shù)（）；環(huán)境大氣壓（mmHg）；一 環(huán)境溫度（°C）?！纠?-1】 在溫度為20，大氣壓為844.55hPa（635mmHg）時(shí)觀測(cè)1000m的距離，由上式可計(jì)算得大氣改正數(shù)=50×10-6，上述距離

14、經(jīng)過大氣改正為L(zhǎng)=1000×（1十50×10-6m=1000.050m。可見大氣改正數(shù)對(duì)于距離測(cè)量結(jié)果的影響較大，必須進(jìn)行改正。將上述計(jì)算的改正數(shù)輸入全站儀，儀器測(cè)距時(shí)就會(huì)自動(dòng)進(jìn)行大氣改正。輸入大氣改正數(shù)的方法如下：在距離測(cè)量模式下或坐標(biāo)測(cè)量模式下，按命令鍵 “SA ”對(duì)應(yīng)的功能鍵F3，進(jìn)入“設(shè)置音響模式（SET AUDIO MODE）”，如圖5-7（a）。檢查當(dāng)前的PPM與計(jì)算值是否相符。不符時(shí)，按下F2鍵（對(duì)應(yīng)為PPM修改功能），進(jìn)入輸入大氣改正數(shù)界面，如圖5-7（b）。輸入正確的大氣改正數(shù)，按F4（ENTER）確認(rèn)后，返回“設(shè)置音響模式”界面。圖5-7輸入大氣改正數(shù)（

15、2）輸入當(dāng)前的環(huán)境溫度與大氣壓值，由全站儀自動(dòng)計(jì)算并儲(chǔ)存大氣改正數(shù)目前，大多數(shù)全站儀都具備自動(dòng)計(jì)算并存儲(chǔ)大氣改正數(shù)的功能。在進(jìn)入“音響設(shè)置模式”（圖5-7（a）后，按下F3鍵，則進(jìn)入“溫度與大氣壓設(shè)置（TEMPPRES SET）”界面，如圖 5-8（a）。按下F1鍵（對(duì)應(yīng)為 INPUT輸入功能），按順序輸入當(dāng)前的環(huán)境溫度與大氣壓值，如圖 5-8（b）。輸入時(shí)應(yīng)注意溫度和大氣壓的單位。圖5-8輸入溫度與大氣壓值5.2.3.2棱鏡常數(shù)的輸入由于全站儀發(fā)射光在玻璃中的折射率比在空氣中的折射率大，因而光在反射棱鏡中的傳播速度較慢，這導(dǎo)致所測(cè)的距離偏大某一數(shù)值,這一數(shù)值稱為棱鏡常數(shù)。棱鏡常數(shù)的大小與棱鏡

16、直角玻璃錐體的尺寸和玻璃的類型有關(guān)。目前大多數(shù)全站儀已經(jīng)在儀器內(nèi)部修正這一問題，若使用原廠棱鏡時(shí)，棱鏡常數(shù)一般為零；對(duì)于非原廠生產(chǎn)的棱鏡，則需要參考說明書或向廠家咨詢。另外，反射棱鏡的標(biāo)志中心可置于偏離基座中心30mm的位置，此時(shí)儀器的棱鏡常數(shù)應(yīng)設(shè)為-30mm。棱鏡常數(shù)的輸入方法如下：在距離測(cè)量或坐標(biāo)測(cè)量模式下，進(jìn)入“音響設(shè)置模式”（圖5-7（a）。按下F1（對(duì)應(yīng)為“PRISM”棱鏡常數(shù)設(shè)置命令），進(jìn)入棱鏡常數(shù)設(shè)置（PRISM CONST.SET）頁面，輸入正確的棱鏡常數(shù)，其方法與輸入大氣改正數(shù)相同。5.2.3.3距離測(cè)量在測(cè)距前，先檢查所輸入的大氣改正數(shù)和棱鏡常數(shù)是否正確，照準(zhǔn)目標(biāo)點(diǎn)反射棱鏡

17、中心，按下距離測(cè)量鍵，全站儀將自動(dòng)進(jìn)行距離觀測(cè)，并顯示距離測(cè)量結(jié)果。對(duì)于GTS-311全站儀，進(jìn)入距離測(cè)量模式，屏幕顯示如圖5-9（a），按“MEAS”鍵，大約4秒后，自動(dòng)顯示測(cè)距結(jié)果，如圖5-9（b）所示。其中“HR：”表示當(dāng)前水平度盤讀數(shù)；“HD”水平距離觀測(cè)值；“VD：”表示豎直距離，可用距離測(cè)量模式鍵來切換顯示“SD”（斜距）或“HD”（水平距離）。另外，距離測(cè)量方式有“精測(cè)（Fine）粗測(cè)（Coarse）跟蹤（Tracing）”三種，表示所測(cè)距離的精度和測(cè)距速度不同，可在第1功能頁中選擇“MODE”鍵，進(jìn)入其子菜單內(nèi)進(jìn)行切換。圖5-9距離測(cè)量模式5.2.4坐標(biāo)測(cè)量全站儀具有三維坐標(biāo)測(cè)

18、量功能。相對(duì)于距離測(cè)量與角度測(cè)量而言，直接測(cè)定點(diǎn)的三維坐標(biāo)極大的方便了野外測(cè)量和內(nèi)業(yè)計(jì)算工作。全站儀坐標(biāo)測(cè)量的操作因儀器型號(hào)而異，但其測(cè)量原理都是相同的，讀者在學(xué)習(xí)完第7章關(guān)于導(dǎo)線測(cè)量和坐標(biāo)計(jì)算，以及第8章關(guān)于地形圖的數(shù)字化測(cè)量的內(nèi)容后，將會(huì)對(duì)全站儀的坐標(biāo)測(cè)量有進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。5.2.4.1坐標(biāo)測(cè)量原理（1）平面坐標(biāo)測(cè)量原理 如圖5-10（a）所示。己知地面上、兩點(diǎn)的平面坐標(biāo)，以點(diǎn)為測(cè)站（Station），點(diǎn)為后視（Backsight），點(diǎn)為待測(cè)坐標(biāo)的目標(biāo)（Target）。采用全站儀進(jìn)行坐標(biāo)測(cè)量時(shí)，將已知點(diǎn)的坐標(biāo)和已知直線的坐標(biāo)方位角輸入全站儀，全站儀測(cè)量出水平角度和直線的水平距離后，可自動(dòng)計(jì)算

19、直線的坐標(biāo)方位角以及、兩點(diǎn)間的坐標(biāo)差值，從而算得點(diǎn)的坐標(biāo),并顯示在屏幕上或自動(dòng)存儲(chǔ)在儀器中。（2）高程測(cè)量原理如圖5-10（b）所示。已知測(cè)站點(diǎn)的高程，量取儀器高與目標(biāo)點(diǎn)棱鏡高，通過測(cè)量視線的天頂距（豎直角），根據(jù)三角高程測(cè)量原理，可算得測(cè)站點(diǎn)與目標(biāo)點(diǎn)之間的高差，由儀器自動(dòng)計(jì)算目標(biāo)點(diǎn)的高程,并與平面坐標(biāo)一起顯示在屏幕上或自動(dòng)存儲(chǔ)在儀器中。圖5-10全站儀坐標(biāo)測(cè)量原理5.2.4.2坐標(biāo)測(cè)量的步驟 GTS-311型全站儀三維坐標(biāo)測(cè)量的步驟為（1）在一個(gè)已知點(diǎn)上架設(shè)儀器作為測(cè)站點(diǎn)，在另一個(gè)已知點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)上架設(shè)反射棱鏡。量取儀器高和棱鏡高；（2）在角度測(cè)量模式下，照準(zhǔn)后視已知點(diǎn)，將后視已知方向的坐標(biāo)方

20、位角設(shè)置為當(dāng)前水平度盤讀數(shù)。其方法是在角度測(cè)量模式下，利用HSET功能鍵輸入水平角值。（3）按下F1（R. HT） 鍵進(jìn)入棱鏡高設(shè)置界面，如圖5-11所示。按F1（INPUT）健即可輸入棱鏡高，再進(jìn)入第二功能頁設(shè)置儀器高及測(cè)站點(diǎn)坐標(biāo)。也可在下一步直接輸入儀器高及測(cè)站點(diǎn)坐標(biāo)圖5-11棱鏡高設(shè)置（4）進(jìn)入坐標(biāo)測(cè)量模式，如圖5-12（a）所示。照準(zhǔn)目標(biāo)點(diǎn)，按“MEAS”鍵，全站儀開始坐標(biāo)測(cè)量。測(cè)量結(jié)果出來后，可再按F4 鍵進(jìn)入第二功能頁，直接設(shè)置或重新修改棱鏡高、儀器高及測(cè)站點(diǎn)坐標(biāo)。如果本次設(shè)置與第（3）步設(shè)置的數(shù)據(jù)不同，屏幕上將顯示按新的已知數(shù)據(jù)計(jì)算的坐標(biāo)和高程值，分別以（N、E、Z）表示，如圖5

21、-12（b）。圖5-12坐標(biāo)測(cè)量模式5.2.4.3說明（1）若在測(cè)量中未輸入測(cè)站點(diǎn)坐標(biāo)，儀器則以（0，0，0） 作為默認(rèn)坐標(biāo)值。（2）每次關(guān)機(jī)后，測(cè)站點(diǎn)坐標(biāo)可保留，但儀器高與棱鏡高則被刪除。（3）坐標(biāo)測(cè)量包括“精測(cè)（Fine）/粗測(cè)（Coarse）/跟蹤（Tracing）”三種模式，可根據(jù)精度要求和測(cè)量需要選擇。一般在精密測(cè)量和控制測(cè)量時(shí)采用精測(cè)模式；在地形測(cè)量中采集碎部點(diǎn)時(shí)采用跟蹤模式。（4）在坐標(biāo)測(cè)量時(shí)，同樣應(yīng)設(shè)置正確的大氣改正數(shù)與棱鏡常數(shù)，其方法與距離測(cè)量相同。5.2.5坐標(biāo)放樣5.2.5.1坐標(biāo)放樣原理坐標(biāo)放樣就是根據(jù)設(shè)計(jì)的目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)，利用全站儀提供的坐標(biāo)放樣功能，自動(dòng)計(jì)算待定目標(biāo)點(diǎn)與

22、已知點(diǎn)的距離及偏角，利用極坐標(biāo)方法來確定目標(biāo)點(diǎn)的實(shí)地位置。坐標(biāo)放樣可視為坐標(biāo)測(cè)量的逆過程。如在圖5-10中，已知地面上兩點(diǎn)、的位置及坐標(biāo)，以及目標(biāo)點(diǎn)的設(shè)計(jì)坐標(biāo)，則可計(jì)算測(cè)站點(diǎn)與、兩直線的坐標(biāo)方位角與，由此可計(jì)算出偏角；由、點(diǎn)的坐標(biāo)可計(jì)算兩點(diǎn)距離。上述計(jì)算可由全站儀自動(dòng)完成，采用全站儀極坐標(biāo)法撥角和測(cè)距，可在實(shí)地標(biāo)定目標(biāo)點(diǎn)的位置。5.2.5.2坐標(biāo)放樣的步驟（1）在一個(gè)已知點(diǎn)上架設(shè)儀器，在另一個(gè)已知點(diǎn)（后視點(diǎn)）架設(shè)棱鏡。照準(zhǔn)后視點(diǎn)棱鏡中心，按全站儀操作面板上的“MENU”鍵進(jìn)入專用測(cè)量程序模式，如圖 5-13（a）所示。按 F2鍵選擇放樣命令（Layout），進(jìn)入放樣模式（Layout mode

23、），如圖5-13（b）所示。（2）可選擇一個(gè)已有的放樣坐標(biāo)文件（按F1）；若無坐標(biāo)文件可選,則直接進(jìn)入放樣子菜單（按F3），如圖5-14（a）所示，第一項(xiàng)（OCC.PTINPUT）為測(cè)站點(diǎn)坐標(biāo)和儀器高的輸入命令，第二項(xiàng)（BACKSIGHT）為后視點(diǎn)坐標(biāo)的輸入命令；依次直接輸入測(cè)站點(diǎn)號(hào)、坐標(biāo)、高程和儀器高及后視點(diǎn)坐標(biāo)等，如圖5-14（b）。圖5-13坐標(biāo)放樣模式圖5-14輸入測(cè)站坐標(biāo)和儀器高（3）輸入后視點(diǎn)坐標(biāo)后，儀器自動(dòng)計(jì)算后視方向的坐標(biāo)方位角，屏幕顯示如圖5-15。此時(shí)應(yīng)先照準(zhǔn)后視點(diǎn)目標(biāo)中心，再按下F3（YES）確認(rèn)，之后返回至放樣模式（圖5-13）。圖5-15顯示后視方位角（4）在放樣模式

24、中，選擇F2鍵（LAYOUT功能鍵）實(shí)施放樣。如圖 5-16（a）所示，可以按F1（INPUT）鍵，輸入點(diǎn)的編號(hào)從內(nèi)存數(shù)據(jù)文件中選擇放樣點(diǎn)坐標(biāo)，也可以按F3（NEZ鍵）直接輸入放樣點(diǎn)的坐標(biāo)。輸入完畢后，全站儀自動(dòng)進(jìn)入棱鏡高設(shè)置界面（見圖5-11）。在輸入棱鏡高后，全站儀自動(dòng)計(jì)算放樣點(diǎn)方向的水平角讀數(shù)（HR）及水平距離（HD），如圖5-16（b）所示。（5）放樣時(shí)先按計(jì)算的水平角讀數(shù)（HR）固定望遠(yuǎn)鏡，即確定放樣點(diǎn)的方向。在此方向上進(jìn)行距離放樣，接近放樣點(diǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)換為精測(cè)模式，進(jìn)行精確定位。其操作方法是：按屏幕提示按下F1（ANGLE）進(jìn)行角度放樣，屏幕顯示當(dāng)前水平度盤讀數(shù)（HR）及其與放樣角度的

25、差值（dHR），如圖5-16（c）所示；旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡至水平度盤讀數(shù)為放樣角值，屏幕顯示dHR=時(shí)，如圖5-16（d）所示；按下F2（DIST）鍵進(jìn)行距離放樣，屏幕提示目前棱鏡的距離（HD）及與放樣距離的差值dHD，如圖5-16（e）所示；前后移動(dòng)棱鏡位置，重新放樣，直至dHD為0（或小于某一約定值），如圖5-16（f）所示。此時(shí)，棱鏡位置就是放樣點(diǎn)位置；按F4（NEXT）健可進(jìn)行下一個(gè)點(diǎn)的放樣。5.2.5.3說明（1）最好在放樣前將已知點(diǎn)和放樣點(diǎn)的坐標(biāo)，以數(shù)據(jù)文件方式存入全站儀，在放樣時(shí)按點(diǎn)的編號(hào)來調(diào)用數(shù)據(jù)；（2）坐標(biāo)放樣時(shí)，根據(jù)屏幕顯示的實(shí)測(cè)高程與放樣高程之差（圖5-16（e）中的“DZ：”）

26、，可進(jìn)行高程放樣；（3）由于全站儀可保留棱鏡高，若放樣時(shí)棱鏡高不變，則不必重復(fù)輸入目標(biāo)棱鏡高。（4）其他項(xiàng)操作與坐標(biāo)測(cè)量相同。圖5-16放樣角度和距離5.3全站儀與計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)通信大多數(shù)全站儀都采用RS（Recommended Standard）232標(biāo)準(zhǔn)接口與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信。通過數(shù)據(jù)通信，既可將全站儀采集的數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)，以方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)處理或生成數(shù)字化成果；也可將計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)以特定格式的文件形式上傳至全站儀，在坐標(biāo)放樣時(shí)只需調(diào)出相應(yīng)點(diǎn)號(hào)的數(shù)據(jù)即可，極大地提高了測(cè)量工作效率。全站儀與計(jì)算機(jī)的通信一般采用串行通信方式，即數(shù)據(jù)是一位一位地按順序傳遞。因此，必須在全站儀與計(jì)算機(jī)上設(shè)置正確的通信

27、參數(shù)，才能實(shí)現(xiàn)安全可靠的數(shù)據(jù)通信。下面介紹全站儀的幾個(gè)主要通信參數(shù)。5.3.1波特率波特率是指每秒數(shù)據(jù)傳送的位數(shù)，是衡量傳輸通道頻寬的指標(biāo)。如數(shù)據(jù)傳送的速率為每秒120個(gè)字符，而每個(gè)字符含10位（bit），則傳送的波特率為10×120=1200波特/秒。全站儀通信的波特率一般在5038400之間。在通信時(shí)，計(jì)算機(jī)應(yīng)與全站儀設(shè)置相同的波特率。5.3.2校驗(yàn)位也稱為奇偶性校驗(yàn)位，是檢驗(yàn)數(shù)據(jù)傳輸是否正確的一種方法。它采用檢測(cè)所有高電平總數(shù)的方法來檢驗(yàn)數(shù)據(jù)是否無誤，通?？蛇x擇下列幾種方式：（1）無校驗(yàn)。不檢查奇偶性。（2）偶校驗(yàn)（Even）。如果所有的高電平位（二進(jìn)制）總數(shù)是偶數(shù)，則校驗(yàn)位為

28、0；如果高電平總數(shù)是奇數(shù)，則校驗(yàn)位是l。（3）奇校驗(yàn)（Odd）。如果所有高電平位（二進(jìn)制）總數(shù)是奇數(shù)，則校驗(yàn)位為O；如果高電平總數(shù)是偶數(shù)，則校驗(yàn)位是1。在進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時(shí)，全站儀與計(jì)算機(jī)應(yīng)設(shè)置相同的校驗(yàn)方式。5.3.3停止位處于最后一個(gè)數(shù)據(jù)位或校驗(yàn)位之后，用來表示該字符的結(jié)束，其數(shù)值為1或2。5.3.4回答方式如果兩個(gè)設(shè)備間傳輸多個(gè)數(shù)據(jù)塊（每塊含個(gè)字節(jié)）時(shí)，就要求接收設(shè)備能夠控制數(shù)據(jù)傳輸。當(dāng)接收設(shè)備能夠接收數(shù)據(jù)時(shí)，可通知發(fā)送器發(fā)送數(shù)據(jù)；若不能，則通知發(fā)送器中止數(shù)據(jù)發(fā)送，稱之為回答方式。全站儀通常采用的回答方式為：XONXOFF 信號(hào)。當(dāng)內(nèi)部數(shù)據(jù)緩沖器已滿時(shí)，接收器發(fā)出XOFF信號(hào)，發(fā)送器即中止傳

29、輸數(shù)據(jù)，當(dāng)發(fā)送器收到XON信號(hào)時(shí)，再恢復(fù)數(shù)據(jù)傳送。應(yīng)該指出，需在計(jì)算機(jī)上安裝專門的數(shù)據(jù)通信軟件后，才能進(jìn)行全站儀與計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信。在進(jìn)行數(shù)據(jù)通信之前，應(yīng)用專用通信電纜連接計(jì)算機(jī)和全站儀，并設(shè)置相同的通信參數(shù)，具體方法可參照全站儀的操作說明書。5.4全站儀的使用維護(hù)與檢驗(yàn)全站儀是一種價(jià)格較昂貴的精密光電儀器，使用操作不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致儀器損壞或者觀測(cè)數(shù)據(jù)出錯(cuò)與數(shù)據(jù)丟失。因此，使用全站儀時(shí)必須嚴(yán)格遵循其操作規(guī)程，正確熟練地進(jìn)行儀器操作。5.4.1儀器使用注意事項(xiàng)（1）新購置的儀器在首次使用前，應(yīng)認(rèn)真閱讀儀器使用說明書，對(duì)照儀器學(xué)習(xí)操作方法，包括角度、距離、坐標(biāo)測(cè)量和坐標(biāo)放樣等基本內(nèi)容。同時(shí)，了解全站

30、儀具有的其它輔助功能，如對(duì)邊測(cè)量、懸高測(cè)量、交會(huì)計(jì)算等，以便在需要時(shí)利用這些功能，充分發(fā)揮全站儀測(cè)量的工作效益。（2）在全站儀使用中，應(yīng)注意儀器對(duì)于測(cè)量環(huán)境的限制要求。在較高溫度下作業(yè)時(shí)，應(yīng)注意采取防曬降溫措施；不可將物鏡直接對(duì)準(zhǔn)陽光，以免損壞儀器內(nèi)部元件；應(yīng)避免儀器被雨水淋濕；在潮濕的環(huán)境下使用時(shí)，應(yīng)注意用布擦干儀器，在儀器完全晾干后才可裝箱。（3）在提拿全站儀時(shí)，應(yīng)抓住儀器的提手，并托住儀器的基座，決不能提拿儀器的望遠(yuǎn)鏡筒，否則會(huì)造成儀器固定部件變形。儀器在搬站時(shí)，應(yīng)盡可能裝箱搬運(yùn)，不要固定在腳架上直接搬站。（4）一般情況下，儀器環(huán)境溫度的突變（如在很熱的箱內(nèi)剛?cè)〕鰰r(shí)）會(huì)造成儀器與棱鏡測(cè)程

31、降低及測(cè)量數(shù)據(jù)的不穩(wěn)定。此時(shí)需要將儀器露天放置一會(huì)，才可恢復(fù)正常工作。（5）清潔儀器鏡頭時(shí)，應(yīng)用專門的鏡頭紙或鏡頭布輕輕擦拭；儀器裝箱時(shí)，應(yīng)注意按箱內(nèi)指示圖正確放置儀器，并旋緊制動(dòng)螺旋。應(yīng)該特別強(qiáng)調(diào)，在儀器使用期間，操作者不可離開儀器，以免發(fā)生意外。5.4.2電池使用注意事項(xiàng)全站儀的電池是儀器的重要部件，在使用時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）各種全站儀必須使用指定規(guī)格的電池及充電器。例如GTS-311全站儀，采用的是BT-24QW型帶把電池和BC-5型充電器；（2）電池在首次使用時(shí)，必須按規(guī)定的時(shí)間一次充足電。儀器較長(zhǎng)時(shí)間不用時(shí)，應(yīng)將電池拆下。使用前最好先充、放電34次，再充足電。（3）應(yīng)盡量在常溫下充電，避免在過熱、過冷、潮濕的環(huán)境中充電；電池在未用完之前，盡量不要頻繁反復(fù)充電，否則會(huì)影響電池的使用壽命；（4）在野外測(cè)量時(shí)，若不需要測(cè)距和測(cè)量坐標(biāo)時(shí)，應(yīng)將儀器置于