全站仪操作方法详解.docx

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全站仪操作方法详解

用全站仪进行工程施工放样

一全站仪使用方法介绍

1全站仪介绍

全站型电子速测仪简称全站仪，它是一种可以同时进行角度（水平角、竖直角）测量、距离（斜距、平距、高差）测量和数据处理，由机械、光学、电子元件组合而成的测量仪器。

由于只需一次安置，仪器便可以完成测站上所有的测量工作，故被称为“全站仪”。

全站仪上半部分包含有测量的四大光电系统，即水平角测量系统、竖直角测量系统、水平补偿系统和测距系统。

通过键盘可以输入操作指令、数据和设置参数。

以上各系统通过I/O接口接入总线与微处理机联系起来。

微处理机（CPU）是全站仪的核心部件，主要有寄存器系列（缓冲寄存器、数据寄存器、指令寄存器）、运算器和控制器组成。

微处理机的主要功能是根据键盘指令启动仪器进行测量工作，执行测量过程中的检核和数据传输、处理、显示、储存等工作，保证整个光电测量工作有条不紊地进行。

输入输出设备是与外部设备连接的装置（接口），输入输出设备使全站仪能与磁卡和微机等设备交互通讯、传输数据。

目前，世界上许多着名的测绘仪器生产厂商均生产有各种型号的全站仪。

不同型号的全站仪，其具体操作方法会有较大的差异。

下面简要介绍全站仪的基本操作与使用方法。

2全站仪的操作与使用

.全站仪的基本操作与使用方法

（1）测量前的准备工作

1）电池的安装（注意：

测量前电池需充足电）

①把电池盒底部的导块插入装电池的导孔。

②按电池盒的顶部直至听到“咔嚓”响声。

③向下按解锁钮，取出电池。

2）仪器的安置。

①在实验场地上选择一点，作为测站，另外两点作为观测点。

②将全站仪安置于点，对中、整平。

③在两点分别安置棱镜。

3）竖直度盘和水平度盘指标的设置。

①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。

②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，竖直度盘和水平度盘指标已设置完毕。

注意：

每当打开仪器电源时，必须重新设置和的指标。

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是否处于角度测量模式，如果不是，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0°00′00〃，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，可在读取水平度盘的同时读取竖盘的显示读数。

（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

光在大气中的传播速度会随大气的温度和气压而变化，15℃和760mmHg是仪器设置的一个标准值，此时的大气改正为0ppm。

实测时，可输入温度和气压值，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。

全站仪的测距模式有精测模式、跟踪模式、粗测模式三种。

精测模式是最常用的测距模式，测量时间约，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；粗测模式，测量时间约，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）键选择不同的测距模式。

应注意，有些型号的全站仪在距离测量时不能设定仪器高和棱镜高，显示的高差值是全站仪横轴中心与棱镜中心的高差。

（3）坐标测量

1）设定测站点的三维坐标。

2）设定后视点的坐标或设定后视方向的水平度盘读数为其方位角。

当设定后视点的坐标时，全站仪会自动计算后视方向的方位角，并设定后视方向的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的三维坐标

使用误区：

（1）在坐标测量的时候为什么“设置方位角”没有用

答：

请先确认你的全站仪是否完全整平，当全站仪在没有完全整平（换句话说就是出现“补偿超限”）的情况下，是不能设置的，这是一个程序对全站仪的保护。

因为如果你设置了方位角，测得的数据也是不准确的，这个可以避免出现不必要的错误。

处理方法：

精确整平全站仪后再进行设置。

（2）我在野外i角不准了是否可以用检测水准仪的方法来检测全站呢

答：

用校正水准仪i角的方法来校正全站仪i角是不行的。

如果你用校正水准仪十字丝的方法来校正全站仪十字丝，那你这台全站仪将不能正常使用。

因为你一旦动了全站的十字丝，那么这台全站的三轴（三轴包括：

发射轴，接收轴，视准轴）必须重调。

因为全站仪的三轴一旦不共轴则会出现照准棱镜中心不测距的故障。

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（楼房上的天线或者避雷针等），也可以进行i角校正。

步骤是：

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-按是-再盘右照准目标-按是。

（3）为什么全站仪测量出来的距离比我用尺子量的距离短（长）

答：

其实用这种方法判断全站仪测距有问题是不科学的，因为你用尺子量，第一可能尺子存在误差，第二人为误差，你用尺子量100m就可能差了几个毫米，甚至厘米。

但是全站仪的精度是2+2PPM，就是说测1000m也就才4毫米的误差，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）使用比测的方法来对全站仪进行调整。

3.在野外的时候，在没有其他全站仪的情况下，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的A、B点和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的平距。

再在B点安置全站仪并准确对中，精确测出BC的平距。

可以得出全站仪测距常数：

K＝AC－（AB＋BC），K值应接近或等于O，若｜K｜＞5mm，则要进行校正。

校正：

经严格检验证实仪器常数K不接近于０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。

应注意的问题：

1、应使用仪器的竖丝进行定向，严格使Ａ、Ｂ、Ｃ三点在同一直线上。

Ｂ点地面要有牢固清晰的对中标记。

2、Ｂ点棱镜中心与仪器中心是否重合一致，是保证检测精度的重要环节，因此，最好在Ｂ点用三脚架和两者能通用的基座，如用三爪式棱镜连接器及基座互换时，三脚架和基座保持固定不动，仅换棱镜和仪器的基座以上部分，可减少不重合误差。

全站仪使用方法

（1）将仪器安置到三脚架上：

将仪器小心地安置到三脚架上，松开中心连接螺旋，在架头上轻移仪器，直到锤球对准测站点标志中心，然后轻轻拧紧连接螺旋。

（2）利用圆水准器粗平仪器

①旋转两个脚螺旋A、B，使圆水准器气泡移到与上述两个脚螺旋中心连线相垂直的一条直线上。

②旋转脚螺旋C，使圆水准器气泡居中。

（3）利用长水准器精平仪器

①松开水平制动螺旋、转动仪器使管水准器平行于某一对脚螺旋A、B的连线。

再旋转脚螺旋A、B，使管水准器气泡居中。

②将仪器绕竖轴旋转90º（100g），再旋转另一个脚螺旋C，使管水准器气泡居中。

③再次旋转90º，重复①②，直至四个位置上气泡居中为止。

（4）利用光学对中器对中

根据观测者的视力调节光学对中器望远镜的目镜。

松开中心连接螺旋、轻移仪器，将光学对中器的中心标志对准测站点，然后拧紧连接螺旋。

在轻移仪器时不要让仪器在架头上有转动，以尽可能减少气泡的偏移。

（5）最后精平仪器

按第4步精确整平仪器，直到仪器旋转到任何位置时，管水准气泡始终居中为止，然后拧紧连接螺旋。

二TOPCONGTS-312全站仪的使用

1.仪器外观和功能说明

1．1仪器外观

图1：

GTS-312全站仪外观及各部件名称

面板上按键功能

——进入坐标测量模式键。

◢——进入距离测量模式键。

ANG——进入角度测量模式键。

MENU——进入主菜单测量模式键。

ESC——用于中断正在进行的操作，退回到上一级菜单。

POWER——电源开关键

——光标左右移动键

▲▼——光标上下移动、翻屏键

F1、F2、F3、F4——软功能键，分别对应显示屏上相应位置显示的命令。

显示屏上显示符号的含义

V——竖盘读数；HR——水平读盘读数（右向计数）；HL——水平读盘读数（左向计数）；

HD——水平距离；VD——仪器望远镜至棱镜间高差；SD——斜距；*——正在测距；

N——北坐标，相当于x；E——东坐标，相当于y；Z——天顶方向坐标，相当于高程H。

（1）角度测量模式

功能：

按ANG键进入，可进行水平角、竖直角测量，倾斜改正开关设置。

F1OSET：

设置水平读数为

。

F2HOLD：

锁定水平读数。

第1页F3HSET：

设置任意大小的水平读数。

F4P1↓：

进入第2页。

F1TILT：

设置倾斜改正开关。

第2页F2REP：

复测法。

F3V%：

竖直角用百分数显示。

F4P2↓：

进入第3页。

F1H-BZ：

仪器每转动水平角90°时，是否要蜂鸣声。

F2R/L：

右向水平读数HR/左向水平读数HL切换，一般用HR。

第3页F3CMPS：

天顶距V/竖直角CMPS的切换，一般取V。

F4P3↓：

进入第1页。

（2）距离测量模式

功能：

先按◢键进入，可进行水平角、竖直角、斜距、平距、高差测量及PSM、PPM、距离单位等设置。

F1MEAS：

进行测量。

F2MODE：

设置测量模式，Fine/coarse/tragcking（精测/粗测/跟踪）。

第1页F3S/A：

设置棱镜常数改正值（PSM）、大气改正值（PPM）。

F4P1↓：

进入第2页。

F1OFSET：

偏心测量方式。

F2SO：

距离放样测量方式。

第2页F3m/f/i：

距离单位米/英尺/英寸的切换。

F4P2↓：

进入第1页。

（3）坐标测量模式

功能：

按

进入，可进行坐标（N，E，H）、水平角、竖直角、斜距测量及PSM、PPM、距离单位等设置。

F1MEAS：

进行测量。

F2MODE：

设置测量模式，Fine/Coarse/Tracking。

第1页F3S/A：

设置棱镜改正值（PSM），大气改正值（PPM）常数。

F4P1↓：

进入第2页。

F1：

输入棱镜高。

F2：

输入仪器高。

第2页F3OCC：

输入测站坐标。

F4P2↓：

进入第3页。

F1OFSET：

偏心测量方式。

第3页F3m/f/i:

距离单位米/英尺/英寸切换。

F4P3↓：

进入第1页。

（4）主菜单模式

功能：

按MENU进入，可进行数据采集、坐标放样、程序执行、内存管理、参数设置等。

DATACOLLECT（数据采集）

第1页LAYOUT（点的放样）

MEMORYMGR.（内存管理）

PROGRAM（程序）

第2页GRIDFACTOR（坐标格网因子）

ILLUMINATION（照明）

PARAMETRERS（参数设置）

第3页CONTRASTADJ.（显示屏对比度调整）

1、MEMORYMGR.（存储管理）

STATUS（显示测量数据、坐标数据文件总数）

第1页（查找测量数据、坐标数据、编码库）

MAINTAIN（文件更名、查找数据、删除文件）

.INPUT（坐标数据文件的数据输入）

第2页COORD.（删除文件中的坐标数据）

INPUT（编码数据输入）

TRANSFER（向微机发送数据、接收微机数据、设置通讯参数）

第3页（初始化数据文件）

（5）PROGRAM（程序）

（悬高测量）

第1页（对边测量）

COORD.（设置测站点Z坐标）

（计算面积）

第2页

TOLINE（相对于直线的目标点测量）。

（6）PARAMETRERS（参数设置）

READING（最小读数）

第1页POWEROFF（自动关机）

ON/OFF（垂直角和水平角倾斜改正）

第2页——ERRORCORRECTION（系统误差改正。

注：

仪器检校后必须进行此项设置）

存储管理菜单操作可参见图2。

图2：

存储管理操作菜单

2.全站仪的主要功能介绍

说明

测量前，要进行如下设置——按◢或

，进入距离测量或坐标测量模式，再按第1页的S/A（F3）。

1．棱镜常数PRISM的设置——一般原配棱镜设置为0，国产棱镜设置为-30mm。

（具体见说明书）。

2．大气改正值PPM的设置——按“T-P”，分别在“TEMP.”和“PRES.”栏，输入测量时的气温、气压。

（或者按照说明书中的公式计算出PPM值后，按“PPM”直接输入）。

3．PSM、PPM设置后，在没有新设置前，仪器将保存现有设置。

角度测量

（1）功能：

可进行水平角、竖直角的测量。

（2）方法：

与经纬仪相同，若要测出水平角∠AOB，则：

1）当精度要求不高时：

瞄准A点——置零（0SET）——瞄准B点，记下水平度盘HR的大小。

2）当精度要求高时：

可用测回法（methodofobservationset）。

操作步骤同用经纬仪操作一样，只是配置度盘时，按“置盘”（HSET）。

距离测量

先按◢键，进入测距模式，瞄准棱镜后，按F1（MEAS），即可。

（1）功能：

可测量平距HD、高差VD和斜距SD（全站仪镜点至棱镜镜点间高差及斜距）

（2）PSM、PPM的设置—测距、测坐标、放样前。

1）棱镜常数（PSM）的设置。

一般：

PRISM=0（原配棱镜），-30mm（国产棱镜）

2）大气改正数（PPM）（乘常数）的设置。

输入测量时的气温（TEMP）、气压（PRESS），或经计算后，输入PPM的值。

坐标测量

（1）功能：

可测量目标点的三维坐标（X，Y，H）。

（2）见图3按键步骤：

1）ANG键，进入测角模式，瞄准后视点A。

2）HSET，输入测站O至后视点的坐标方位角

。

3）

键，进入坐标测量模式。

P↓，进入第2页。

4）OCC，输入测站坐标（X0,Y0,H0）。

5）P↓，进入第2页。

:

输入仪器高。

6）P↓，进入第2页。

：

输入棱镜高。

7）瞄准待测量点B，按MEAS（测量），得B点的（XB,YB,HB）。

零星点的坐标放样

见图4按键步骤为：

1、按MENU——进入主菜单测量模式。

2、按LAYOUT——进入放样程序，再按SKP—略过选择文件。

3、按（F1），再按NEZ，输入测站O点的坐标（x0,y0,H0）；并在一栏，输入仪器高。

4、按BACKSIGHT（F2），再按NE/AZ，输入后视点A的坐标（xA,yA）；若不知A点坐标而已知坐标方位角

，则可再按AZ，在HR项输入

的值。

瞄准A点，按YES。

5、按LAYOUT（F3）：

输入待放样点B的坐标（xB,yB,HB）及测杆单棱镜的镜高后，按ANGLE（F1）。

使用水平制动和水平微动螺旋，使显示的dHR=

，即找到了OB方向，指挥持测杆单棱镜者移动位置，使棱镜位于OB方向上。

6、按DIST，进行测量，根据显示的dHD来指挥持棱镜者沿OB方向移动，若dHD为正，则向O点方向移动；反之若dHD为负，则向远处移动，直至dHD=0时，立棱镜点即为B点的平面位置。

其所显示的dZ值即为立棱镜点处的填挖高度，正为挖，负为填。

7、按NEXT——放样下一个点C。

TOPCON全站仪与电脑的数据通讯

1、电脑中数据文件的上载（UPLOAD）

（1）在电脑上用文本编辑软件（如Windows附件的“写字板”程序），输入点的坐标数据，格式为“点名,Y,X,H”；保存类型为“文本文档”。

具体见图5。

（2）用“写字板”程序打开文本格式的坐标数据文件，并打开T-COM程序，将坐标数据文件复制到T-COM的编辑栏中。

（3）用通讯电缆将全站仪的“SIG”口与电脑的串口（如COM1）相连，按MENU—MEMORYMGR.—DATATRANSFER，进入数据传输，先在“COMM.PARAMETER”（通讯参数）中分别设置“PROTOCOL”（议协）为“ACK/NAK”；“BAUDRATE”（波特率）为9600；“CHAR./PARITY”（校检位）为“8/NONE”；“STOPBITS”（停止位）为“1”。

图5：

编辑上载的数据文件

（4）点击按钮

，出现“Currentdataaresavedas:

”对话框时，点“OK”，出现如下图6的通讯参数设置对话框。

按全站仪上的相同配置进行设置并选择“Readtextfile”后，点“GO”将刚保存的文件打开，出现PointDetails（点描述）对话框。

图6：

上载的数据文件

（5）回到全站仪主菜单MENU中的MEMORYMGR.—DATATRANSFER—LOADDATA—COORD.DATA。

用INPUT为上传的坐标数据文件输入一个文件名后，点“YES”使全站仪处于等待数据状态（WaitingData），再在电脑PointDetails对话框中点“OK”。

注：

可以直接在T-COM软件编辑栏中按“点名,Y,X,H”的格式编辑待上载的坐标数据文件。

2、全站仪中数据文件的下载（DOWNLOAD）

同上载一样，进行电缆连接和通讯参数的设置。

点击按钮

，设置通讯参数并选择“Writetextfile”后，再在全站仪上选择下载数据文件的类型（测量数据文件或坐标数据文件）。

先在电脑上按“GO”，处于等待状态，再在全站仪上按“确定”，即可将全站仪中的数据下载至电脑。

出现“Currentdataaresavedas”及“是否转换”时对话框时，点击“Cancel”。

点击按钮“

”，将下载的数据文件取名后保存。

（保存时下载的测量数据文件及坐标数据文件均要加上扩展名gt6）。

批量点的坐标放样

1、放样坐标数据文件的编辑及上载。

可采用以下两种方法来实现：

（1）数据通讯方法。

按TOPCON全站仪与电脑的数据通讯中“电脑中数据文件的上载（UPLOAD）”的方法将控制点及待放样点的坐标数据文件（如：

ZBSJWJ（坐标数据文件））上载至全站仪。

（2）坐标输入方法。

按MENU键（进入主菜单模式）——MEMORYMGR.（内存管理）——P↓（翻页）——COORD.INPUT（坐标输入）——INPUT（建立一个文件名，如：

ZBSJWJ（坐标数据文件））——ENTER——分别在PT#、N、E、Z栏输入第一个点的点名、X、Y、H——输入下一个点的点名、X、Y、H。

2、实地放样操作

如图7所示，要在控制点D3架仪后视D2点，来放样点K0+040、K0+060、K0+080三点。

（1）按MENU，进入主菜单模式，选择LAYOUT（放样）。

（2）在“SELECTAFILE”中，用INPUT输入或LIST选择电脑上载的坐标数据文件名。

（3）在“INPUT”中用INPUT输入或LIST选择测站点D3，并输入（仪器高）。

（4）在“BACKSIGHT”中同样输入或选择后视点的点号D2。

（5）瞄准后视点D2，按“YES”。

（6）在“LAYOUT”中同样输入或选择待放样点号K0+040及棱镜高，则计算出要仪器旋转的水平角值HR及平距HD。

（7）按ANGLE，显示目前望远镜方向与放样方向之差dHR；按DIST，显示目前立镜点与放样点间水平距离之差dHD。

反复移动棱镜，当dHR和dHD均为零时，立镜点即为K0+040

（8）按NEXT，放样下一点。

放样操作菜单见下图8。

数据采集（略）

图8：

放样操作菜单

三建筑施工放样方法

1平面坐标系间的坐标转换公式

如图，设有平面坐标系xoy和x’o’y’（左手系——x、x’轴正向顺时针旋转90o为y、y’轴正向）；x轴与x’轴间的夹角为θ（x轴正向顺时针旋转至x’轴正向，θ范围：

00—3600）。

设o’点在xoy坐标系中的坐标为（xo’,yo’），则任一点P在xoy坐标系中的坐标（x,y）与其在x’o’y’坐标系中的坐标（x’,y’）的关系式为：

在建筑施工中，上面的平面坐标系xoy一般多为城市坐标系，平面坐标系x’o’y’一般多为建筑施工坐标系AOB；若xoy、x’o’y’均为左手系，则用上式进行转换；但有时建筑施工坐标系AOB会出现右手系——x’（A）轴正向逆时针旋转90o为y’（B）轴正向。

此时，应注意上面的计算公式变为：

2.建筑基线测设及角桩定位

如图，选择100m×35m的一个开阔场地作为实验场地，先在地面上定出水平距离为55.868m的两点，将其定义为城建局提供的已知导线点A5、A6，其中A5同时兼作水准点。

“T”形建筑基线的测设

（1）根据建筑基线M、O、N、P四点的设计坐标和导线点A5、A6坐标，用极坐标法进行测设，并打上木桩。

已知各点在城市坐标系中的坐标如下：

A5,,，A6,，

M,，O,，

N,，P,

（2）测量水平角

，计算出

值，在木桩上进行改正。

（3）测量改正后的

，再丈量MO、ON距离，使其与设计值之差的相对误差不得大于1/10000。

（4）在O点用正倒镜分中法，拨角90o，并放样距离OP，在木桩上定出P点的位置。

（5）测量

，再丈量OP距离，与设计值之差的相对误差不得大于1/10000。

根据建筑基线进行建筑物的定位

根据图中的待建建筑物F1与建筑基线的关系，利用建筑基线，用直角坐标法放样出F1的1#、2#、3#、4#四个角桩。

检查1~2个角桩的水平角与900的差是否小于

，距离与设计值之差的相对误差不得大于1/3000

以A5高程（20.47m）为起算数据，用全站仪测出F1的1#、2#、3#、4#四个角桩的填挖深度。

（F1的地坪高程为20.50m）

根据导线进行建筑物的定位

设图中NOP构成的是建筑施工坐标系AOB，并设待建建筑物F2在以O点原点的建筑施工坐标系AOB中的坐标分别为1#（3，2）、2#（3，17）、3#（23，17）、4#（23，2），且已知建筑坐标系原点O在城市坐标系中的坐标为O（，），OA轴的坐标方位角为

，试计算出1#、2#、3#、4#点在城市坐标系中的坐标，并在在A6测站，后视A5，用极坐标法放样出F2的1#、2#、3#、4#四个角桩。

[参考答案：

F2的4个角桩的设计坐标分别如下：

1#（,）、2#（,）、3#（,）、4#（,）]

检查1~2个角桩的水平角与900的差是否小于

，距离与设计值之差的相对误差不得大于1/3000

（3）以A5高程（20.47m）为起算数据，用全站仪测出F2的1#、2#、3#、4#四个角桩的填挖深度。

（F2的地坪高程为20.50m）

3.圆曲线中桩测设的局部极坐标法

（1）以圆曲线