全站仪的应用.docx

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全站仪的应用

全站仪的应用

一LeicaTC1610全站仪简介

Leica全站仪，可谓是自动化程度最高、功能最完善、性能最好的全站仪。

由于其采用了全功能的树菜单结构，使其操作也比其它类型的全站仪相对简单。

LeicaTC1610全站仪测角中误差1.5″，测距精度2mm＋2ppm，跟踪测距精度5mm＋2ppm，可选配REC模块用于存贮外业测量数据。

LCD显示屏可显示4行，每行可显示16个字符。

在开机状态下，显示屏可随时显示水平度盘读数（方位角）及竖盘读数，并随仪器的转动而即时更新。

当按测距键DIST时，全站仪进行测距，同时内置于全站仪中的微机根据测得的斜距以及测点方向的方位角、竖直角、测点的棱镜高、测站点的坐标及高程、仪器高、棱镜常数、气温、气压等数据计算出测站点与测点间的水平距离、高差、测点的坐标及高程。

由此可以看出：

LeicaTC1610全站仪与其它全站仪不同，它设有测角模式、测距模式、坐标测量模式之分，可以说LeicaTC1610全站仪只有一种工作模式，这就是一种全能的工作模式。

当按DIST时，全站仪除测定斜距外，还计算出所有的测量结果，而不管用户此时是否需要。

当然用户必须按自己的需要在测距之前输入有关数据，如用户要测定测点的坐标就需先输入已知方向的方位角、测点的棱镜高、仪器高、测站点的坐标及高程、棱镜常数、气温、气压等；如用户要测定测站点到测点的平距就只需输入棱镜常数、气温、气压等数据（此时全站仪仍根据仪器中原先输入的数据计算高差、测点坐标和高程等测量结果，只不过除斜距、平距外，其它测量结果均无实用价值罢了）。

以上所有测量结果及用户输入的有关数据均可在显示屏上显示，或记录在REC模块中。

LeicaTC1610全站仪的显示屏可显示4行，每屏可显示4个测量数据，为了在显示屏上显示我们需要的测量数据，需定义显示格式。

用户最多可定义9种显示格式（或9个显示屏），每种显示格式可包含4个测量数据，同一测量数据也可包含到多个显示格式中。

测量时，可翻屏依次查阅各显示屏的测量数据（每按DSPCONT一次翻一屏）。

因此，用户可根据不同工作的需要将所需数据定义到一个或几个显示格式中，测量时通过翻屏搜索到所需的显示格式。

LeicaTC1610全站仪还可将测量数据记录在REC模块中（也可通过RS232串行口输出至计算机），所有测量结果及用户输入的测量数据均可被记录。

为了记录我们需要的测量数据，需定义记录格式，每种格式可包含8个测量数据，最多可设定9种记录格式。

如果我们想把所需测量数据存入REC模块，就应先把所需数据定义到某记录格式中，并指定该记录格式为当前记录格式。

当按记录键REC时，所需的数据就被存入REC模中（存入的测量数据称为一个测量块）。

我们可以在全站仪的显示屏上查阅REC模块中的内容，也可在测量结束后用记录模块阅读器GIF10查阅、编辑REC模中的数据，并可将REC模块中的数据传入计算机。

REC模块中不但可以存入测量数据，还可以存入说明性信息，如测量地点、时间、测站及测点的有关信息等。

方法是：

按CODE键，在屏幕上Code行输入编码号，在Inf1行输入第一条说明信息，在Inf2行输入第二条说明信息……最多可输入8条说明信息；输完后按REC键，以上信息即被存入REC模块（存入的内容称为一个编码块，编码号用于表示编码块的性质，编码号由用户自定）。

下文中我们称存入说明性信息的操作为存入"××编码块"。

LeicaTC1610全站仪设有操作十分方便的菜单系统。

在DSP显示菜单下可十分方便地完成翻阅显示屏、显示格式的定义、十字丝与显示屏照明。

在MENU主菜单下可方便地完成对仪器的各种设定、测试、数据输入、记录格式的定义、REC模块中数据的查阅等操作。

用户的各种设定、用户输入的各种数据、定义的显示格式与记录格式在关机后均会自动保存。

目的：

1.通过全站仪测图，熟悉使用全站仪的方法，掌握使用进行全站仪数字测图的方法，清楚一些有关的全站仪在使用中的细节问题。

2.通过为全站仪所测数据画草图，掌握在画草图过程中应注意的问题及总结出一些行之有效的方法，使画出的草图既简捷明了又清楚易懂。

3.通过使用全站仪传数更广泛地学习其有关的一些应用上的细节；而且通过使用LeicaSurveyOffice进行展点和数据格式转换，掌握全站仪在内业中的应用方法。

4.通过在计算机上画图，熟练掌握运用AutoCAD及Cass的画图方法。

对比AutoCAD及Cass更深刻地理解软件开发的思想，指导在以后测量工作中应尽可能地开发一些小软件简化内业工作。

5.通过用经纬仪（J2）进行的测角实习，能够较熟练地应用J2精确地测角，注意一些在其使用中的小技巧。

6.通过全圆方向法的应用，把握J2在测角中的各个限差及在实际的测量工作中减小误差的一些方法，从而达到因超限而进行的重复测回数，提高精度和工作效率。

7.通过在校园内布置建筑方格网，理解在实地的工程放样中布网的方法和精度要求及评定方法。

8.通过使用经纬仪在校园内模拟井下的贯通测量，总结出一些在贯通测量中应当注意细节，以及井下测量与井上测量的一些不同之处。

任务：

1.用全站仪在校园内进行数字测图，绘制草图，并将图展绘在计算机上。

2.用J2经纬仪进行全圆方向法观测，配合全站仪所测的距离，进行平差计算。

3.用J2经纬仪在校园内布设施工控制网。

4.设计和在校园内进行模拟贯通测量。

仪器：

全站仪（leica）一台，架腿两个、对中架、手扶杆，棱镜两个；经纬仪（TDJ2380029）一台，钢尺一把,测钎四支，记录干张。

二.用全站仪进行数字测图

步骤

1.把全站仪设于已知控制点上，粗略对中后，打开全站仪精确对中整平，对中光斑30%左右即可。

在data中新建一个数据文件，输入已知控制点的坐标（正常情况下，应当将所有已知控制点的坐标全部输入data文件中，这样做可以在以后测图需要时方便地调用，而且更重要的是，在测图时我们可以将那些已知控制点再测一遍，和输入的已知的坐标进行对比，样当某测站上发生定向或某种重大操作失误时，可以及时地纠正出来），返回到上一步中，在measure文件中找出与新建文件的同名文件，这样做的目的是在测量文件中可随意地调用数据文件中的已知或已测得的数据。

2.调出设站点和要以之为定向的点的坐标后，将全站仪照准定向点定向。

方法是：

立尺员将棱镜立于定向点位上后，观测者粗瞄照准后，因为全站仪采用的是摩擦制动，所以此时已毋须制动，只要在镜中精确照准即可，而且为了提高定向的精度，一般我们先照准棱镜根部，然后用竖直微调使全站仪照准棱镜的镜子，虽然全站仪对光线的要求不太高，但为了能够使全站仪接收其返回的光线，立尺者须将尺子立的稍立些，何况，这时还要检验距离。

当我们可以从全站仪镜中看到棱镜时，连续按两次continue后，再开始测图，而且要求在按continue时，不能转动全站仪，否则会使全站仪的定向方向发生错误，使得在该测站上所测得的数据的角度全都偏转某一角度。

3.当定向工作完成后，就可以测图了，主要是立尺员跑一些建筑物、道路、独立点等特征点。

一般地，在测图员比较熟练的情况下，可以同时应付多个跑尺员的工作，由于我们都不太熟练，一晌午大约打300多个点，后来随着我们组员越来越熟练，有时一晌可测得400到500个点，这样看来，全站仪较经纬仪测图的优点就体现出来了。

4.对于一个测量人员，大家都知道，画草画和测图是同时进行的工作，而且将草图画得清楚易懂且又不出现错误是测量人员的一项基本功。

在使用全站仪测图时，尤其当测图人员比较熟练，测图工作进行的比较快时，能够将地物画得清楚明了且又能将点号标得准确无误实属不易，因为这时可能有多个跑尺员。

5.传数：

为了及时检验所测数据的正确性，及时地将全站仪所测得的数据传到电脑中是必要的。

一般地，当我们进行了一晌的测量工作后，就应将测得的数传到电脑中，这样做的好处是从电脑的展绘出的点位可以清楚地看出其形状与实物对比相附程度，当展出的点与实物相差很大时，可能是我们在测图工作中的某些操作有问题，可以及时地重测，尤其当我们可能应用到其中一些点时，及时纠正还可限制错误的传播，从这一点上讲，用经纬仪测图反倒没有这种问题，这也是其弊病之一吧，但有的时候为了及时出图，采用将全站仪和笔记本电脑结合在一起测图，真是方便而又可避免不种错误。

传数时，先用数据线将全站仪和电脑连结然后打开全站仪，即按其上面的on纽，选择第五项，下页的第二项，再下项的第三项，找出所建的数据文件，将其拷贝到指定的目录下即可。

6.将全站仪中的数据传输到电脑，用LeicaSurveyOffice软件经过一系列的转化之后，得到扩展名为（.GIS）的数据文件，再采用相应的软件将其转化为扩展名为（.DAT）的数据文件，最后使用展点工具将对应坐标的点位在AtuoCAD中展绘出来，通过menu命令将其转化到Cass5.1（或Cass4.0）环境中来，当然也可直接将点展绘到Cass5.1（或Cass4.0）中去。

为方便绘图我们还须读入测点点号，即在屏幕菜单中选择“测点点号”，然后在弹出的菜单中选择数据文件再进行绘图。

碎步测量要点

1.首先应熟悉仪器。

2.在平原地区，野地地形较简单，但主要沟坎不可放过，因地势较平坦，高程点可以稀一些，但有明显起伏的地方，高处应延坡走向有一排点，坡下有一排点，这样画出的等高线才不会变形，画上沟坎后，等高线钻进沟坎，这样等高线才不会相交。

平原地区的房屋应在一排房的两边控制，不可以用短边两点和长边距离画房，那样误差太大。

有必要时该上房则上房，可以得到事半功倍的效果。

有些地方无法看到，可用仪器把周围打出来，里面的用钢尺量，不要以为钢尺量的不准，实践证明，量出来的和测的一样准，而且可以提高效率。

测图时一定要注意电杆的类别和走向以及是否有地下接口。

有的电杆上边是输电线，下边是配电线或通讯线，应画主要的。

成行的电杆不必每一个都测，可以隔一根测一根或隔几根测一根，因为这些电杆是等间距的，在做内业时可用等分插点画出，精度也很高，但有转向的电杆一定要测。

道路要测一边，量出路宽，这样画出来才好看。

地下光缆不可放过，但有些光缆，例如国防光缆须经某些部门批准方可在图上标出。

3.在测山区时，主要是地形，但并不是点越多越好，做到山上有点，山下有点，确保山脊线，山谷线等地性线上有足够的点，这样画出的等高线才想且不变形。

在山区特别是在半山腰建的房子，要把周围的大坎画出，这样在图上才可看出房屋是一层层的，有立体感。

在山区测图最好在山顶或半山腰设站，这样可以减少搬站，效率高。

4.测量员要对各种地形地物有一个总体概念，知道什么地物由几个点画出，一般点壮物一个点，线壮物两个点，圆形建筑物三个点，矩形建筑物四个点……这也是对测图软件的熟悉程度。

5.碎步草图，在山区要和地形联系起来。

房屋相对位置要画好，这样回去后便于处理内业和查错。

有写地物如电杆，井盖，可提出单独画，会使草图清晰不乱。

注：

１.在碎步测量支站时，有时站支的太远，定向要跑很远，为了避免这样，你可以一下支出两站，让两站较进，一个做摆站点，一个做定向点。

2.有些全站仪，如苏一光，在换电池后须重新定向，但跑尺的正在另一个山上或很远，再去定向很费时费事，你除了可以在搬站时换电池，还可以在电池快没电之前，先测一个点，然后换下电池，再用测的这个点定向，问题就解决了。

计算机技术的迅速发展和信息革命浪潮的冲击测绘必然由自动化、数字化、信息化方向发展。

数字测图取代模拟测图将成为必然。

目前数字测图有两种模式1.数字测记模式：

野外测记，业成图。

一般使用的仪器是全站仪，测量时全站仪直接记录点号、三维坐标，但是不能记录点间连接方式，同时配画标注测点点号的人工草图，到室内将坐标直接从全站仪传入计算机，然后根据草图采用人机交式编辑成图。

这种方法成本交低，且精度交高，被普遍采用。

2.电子平板测绘模式：

内外业一体化，所显即所测，实时成图。

电子平板模式——全站仪+便携机+测图软件，外业测图时同时把数据传给计算机绘图，从而使数字测图的质量和效率全面超过白纸测图。

随着便携机价格的下降，电子平板将发展成数字测图的住流。

随着科技的进一步发展，数字测图将向自动化方向发展。

1.全站仪自动跟踪测量模式。

测站为自动跟踪是全站仪，可以无人操作，可以遥控开机测量，全站仪自动跟踪，自动描准，自动记录。

我想在测量山地地区的等高线时十分方便。

2.GPS测量模式。

随着RTK实时动态定位技术的发展，它能够提供测点在指定坐标系的三维坐标成果在测程20KM以内可达到厘米几级精度。

RTK与电子平板测图系统连接，就可以现场成图，并能实时给出点位坐标，实现一步数字测图（无需先控制后碎部）提高了劳动生产率。

3.由于棱镜技术的发展也将大大减轻野外作业的劳动强度

三.施工控制网的布设

选点

为了把控制网的图上设计放到地面上去，只能通过实际选点来实现。

1.选点时使用的工具主要有：

望远镜，通讯工具，木桩，钢钉，锤子。

2.选点时应考虑到便于进一步加密。

在实地选点时，应注意点位避开土质松软地段，确定点位时，应考虑到标石埋设后点位的稳固安全，并能长期保存，便于施测。

为此，点位应设置在地质上最为可靠的地点，避免设置在水滩，沼泽，沙土，滑坡。

为了使能够观测，应使通视良好，且各点位间距离差不应太大。

3.点选好后，用铁锤将木桩钉入地下，并在木桩上钉上钢钉。

在木桩上涂上红漆，在附近做好记号。

4.做点之记，绘制控制网略图。

利用J2经纬仪观测水平角部分。

１.步骤

（1）在目标点立杆，使用垂球使标杆大致垂直。

（2）整平对中仪器，先移动角架时仪器对中，然后伸缩较佳，使仪器上的圆水准气泡居中，松动移项于脚架间的固定螺母，在脚架上平移仪器，使其精确对中，最后精确整平仪器。

（3）按全圆方向法观测，记录。

（4）两侧回变动度盘。

２.实践中遇到的问题及解决办法。

（1）由于零方向目标所处位置风大且人员流动过大，即使有人看尺，也时常碰动标杆，造成规零差超

限。

应重新确定零方向目标，避开风大，人员流动大目标，减少照准不稳定目标的次数

（2）目标被车辆挡住，使侧站观测时间过长，本测回作废，待车辆走后重新观测。

（3）测会开始时，难以找到目标或第二次找目标时困难。

第一次找目标困难，可派人站到目标后，第二次找目标困难时，颗粒上次目标度盘位置寻找目标。

（4）中午未休息观测，发现2C互差，测回互差超限，发现原因是太阳直射，大气变化大，仪器不稳定，待下午3时后观测，测站合格。

精度分析：

在施工阶段，测量工作的任务是直接为施工服务，测量工作的精度主要体现在相临点位的相对位置上。

样时的精度要求，根据建筑物竣工时对于设计尺寸的允许偏差来确定的。

建筑物竣工时的实际误差是由施工误差和测量放样误差所引起的，测量误差只是其中的一部分。

由于各种建筑物，或同一建筑物中各不同的建筑部分，对放样精度的要求是不同的。

因此，首先应考虑根据哪一个精度要求来控制网的精度。

在选择时，应考虑到施工现场条件与施工方法。

在确定了建筑物放样的精度要求后，就可以用它作为起算数据来推算施工控制网的必要精度。

其精度如下：

M=

M为放样后点位总误差；

为控制点所引起的误差；

为放样所引起的误差；

所测数据见表。

建筑方格网

1.对于建筑物多为矩形且布置比较规则和密集的工业场地，亦可将施工控制网布置成规则的矩阵格网，即所谓的建筑方格网。

控制网根据建筑场地的地形和建筑物的布置情况可采用不同的布网形式：

对于地势平坦、建筑物布置规则而且密集的工业场地，采用建筑方格网较为适宜，它可使得放样工作简单方便，而对于地势平坦、建筑物布置不规则的工业场地，则可采用导线网作为施工控制网，此时网点布置比较灵活，当建筑区的地形起伏较大，则采用三角网。

建筑方格网的主轴线是在场地平土以前进行测设的。

根据设计的主轴线及施工坐标，按照所在地区的地形条件，用坐标换算的公式将它们的施工坐标换算成测量坐标。

然后根据勘测控制点将其在现场进行定位。

点位定出以后，将它们连接到已知的勘测控制点上，再精密的测出其实际坐标，与原设计坐标进行比较，在标桩上进行归化改正。

1]本组是在主教以西进行建筑方格网的布设。

所布设的网形如下图所示:

其中B1、B2、B3、B4组成一正方形，其内的各点均为欲放样的点位，各点位之间的距离均为100米，B1是由已知控制点测设所得（已知控制点为A11、A12）。

[2]点位放样：

先将仪器架在A11点，以A12点为定向点，根据设计的方向和长度放样出点B1。

具体作法是定好向后，将仪器转到设计所计算的方向上去，沿着该方向拉钢尺，在预定的长度处放上测钎，员在观测员的指导下反复移动，直到达到满意的效果。

此时，移开测钎，再用钢尺检验一下距离，因为在测钎移动过程中，距离可能发生一定的变化，在钢尺与测钎间反复调试，最后仍用十字丝双丝精确卡准测钎的下部，直至认为距离和方向都符合要求为止。

③检验与校正：

根据上述的方法将剩余各点放样出来，采用在不同点放样同一点位来检验最弱点位的放样误差，看其是否超限。

四.贯通测量

设计方案如下：

别从A14、A15和A1、A2两头测设，在14号点贯通，另外沿学校的道

路在实验楼西侧做一圆曲线，圆的半径为33.8米，最后在礼堂南侧贯通。

根据设计贯通误差不会太大应该大约横向误差1cm左右，长度方向上的误差

为1cm左右。

设计的图形见上图。

贯通的实施步骤如下：

1、在A2点设站，对中整平,盘左对准A1点定向，调零。

2、顺时针转动β1角，定出方向，在此方向上量取距离S1,放样第一号点1’

3、盘右对准A2点定向，调零，倒转角360-β1度，定出方向,在此方向上量取距离S1,放样第一号点1”。

4、取盘左盘右放样的中间值，定出所需要的1号点。

5、搬站，在1号点设站,对中整平,用A1定向，调零。

6、重复步骤2、3、4放样2号点

7、依以上方法放样出所有的点,直至14号点

8、在另一已知A14点处设站，依以上步骤放样出所有的点，直至14号点

圆曲线（14号点和15号点间）的放样过程如下：

（偏角法）

1.延长线段13-14和线段16-15交与一点，将仪器架设于15点，对中整平,盘左对准交点，调零。

2.在交点处设站，后视15号点，拨180－a/2,得分线方向，量外失距E,得主点ZD

3.将仪器架设于15点，对中整平,盘左对切线方向，调零。

4.拨偏角1β，（β＝C*180/2R*Д）在此方向上量取l得A点。

5.拨偏角2β，在此方向上量取2l得B点

6.依次放样出各个圆曲线上的点，直至主点14号点。

7.重复以上步骤依次放样处曲线上得各个点。

GPS部分静态测量

GPS静态网的布设

一、PS基线：

1.有共同时间的两段GPS数据才能构成一条GPS基线。

2.软件只采用共同时间段内的数据进行基线计算，其余数据对这条基线无效。

二、态布网形式

3.连式

相邻同步图形只通过一个点进行连接。

如图：

特征：

作业效率高，进展快，但图形强度低，单点连接校正麻烦。

2.边连式

相邻图形有一条公共边相连。

如图

特征：

作业效率高，图形强度好。

3、混连式

根据具体情况，有选择地采用几种方式地混和应用。

如图：

特征：

设计好的即可以保证效率，又可以使图形强度满足要求。

但设计方案有众多形式，需根据经验而定。

二、注意事项

1、静态施测前对测量方案的拟定非常重要，主要包括外业测量环境调查、埋石、与本地坐标系统已知点的联测方案、交通条件、通讯设备等。

2、为减少遮挡，点位应选在开阔地区；为减少多路径影响，点位应尽量避开高层建筑、大面积水域；为减少电磁波干扰，点位应避开大功率发射电台、高压输电线地域。

3、注意点位永久保存的其它方面。

RTK测量

1．RTK测量时电台的连线应保证正负极不要接反了，否则就可能烧掉保险管。

要按照标准的连线和拔除，连线顺序：

先连接电台发射天线，在连接电源，最后连接与接收机的数传线，拔除时与此相反。

原因：

如果在发射前未连接电台发射天线，就有可能烧掉电台；如果先连接与接收机的数传线，后加电，则可能由于因接收机电池通过数传线给电台供电，但电压不足，而导致电压上“电量不足”的错误提示。

2．电台信号不稳定的原因：

可能由于距离太远或功率太低，但大部分情况时由于受外界较强的电磁波干扰所致，应避开强的电磁波干扰源，如大功率无线电发射设施，高压输电线，为安全或保密原因而人为设置的信号屏蔽区域等，有时改换工作频率也能解决问题。

3．流动站接不到信号的原因可能有：

首先检查基准站电台是否正常发射，电量是否充足，此外如果距离远，功率应选为25W，但距离大于10km,条件不好时也可能接受不到信号，在保证基站电台正常发射的情况下，若仍接不到信号，则要考虑下面因素（外界环境和流动站方面的原因）：

①、保证流动站硬件无故障，正确连线。

②、流动站接收天线是否接好，型号是否正确

③、“流动站无线电”一项，接收电台类型要正确，对于Trimble5700/5800要选Trimbleinteral,连接之后，Freqency和Baseradiomode均要与基准站一致。

④、若仍不成功，检查基准站无线电发射天线内部接触片和发射头是否氧化了，将表面的氧化膜磨掉。

⑤、是否位于信号屏蔽区或受到强电磁波信号干扰，可以回到基准站附近试试。

⑥、若仍不成功，按住流动站接收机电源键15秒以恢复厂家设置后再试。

⑦、若有替换部件，可将有疑问的部件替换后再试，以进行故障定位，⑧经上述检查，仍无法接收，就要考虑硬件方面的原因了。

五全站仪三角高程测量的误差分析

随着测量技术的高速发展,全站仪现已普遍用于控制测量、地形测量及工程测量中,并以其简捷的测量手段、高速的电脑计算和精确的边长测量,深受广大测绘人员的钟爱。

但是,利用全站仪精确测距的优势进行三角高程测量能否普遍代替水准测量,已成为测绘人员急待解决的问题。

如果这一提议成立,不但可大大减轻高程测量的重负,也可相应提高高程测量速度。

能否利用全站仪进行三角高程测量代替水准测量,只进行这两种测量方法的误差分析即可。

1.三角高程测量的误差分析

三角高程测量计算高差的公式是:

ｈ=ｓ.ｔｇα

式中Ｓ为距离,α为垂直角。

设Ｓ与α的中误差分别为ｍｓ及ｍα,根据“一般函数中误差等于该函数按每个观测值所求的偏导数与相应观测值中误差乘积之平方和的平方根据这一定论得:

ｍｈ=±（ＦＳ）2·ｍｓ2+（Ｆα）2·ｍα2

因ＦＳ=ｔｇａ,Ｆα=ｓ·ｓｅｃ2α

代入得:

ｍｈ=±（ｔｇ2α·ｍｓ2+ｓ2·ｓｅｃ4α·（ｍ”αρ”）2

式中,ｍα是以度、分、秒为单位的角度误差,必须化成以弧度为单位,

即:

ｍα=ｍ”α/ρ”,（ρ”=206265）实际测量中,全站仪测距Ｓ的误差极小,一般可忽略不计;

垂直角α的数值一般也很小,此时ｔｇα≈0、ｓｅｃα≈1,

则有:

ｍｈ=±ｓ·（ｍ”αρ”）

三角高程测量中必须往返测量高程,按误差传播定律得往返测高差中误差:

ｍｈ双=12ｍｈ代入上式得:

ｍｈ双=12Ｓ·（ｍ”αρ”）