全站仪具体使用方法和坐标计算.docx

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全站仪具体使用方法和坐标计算

全站仪具体使用方法和坐标计算

全站仪的功能介绍

1、角度测量（angleobservation）

（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）。

2、距离测量（distancemeasurement）

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。

（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）方法：

照准棱镜点，按“测量”（MEAS）。

3、坐标测量（coordinatemeasurement）

（1）功能：

可测量目标点的三维坐标（X，Y，H）。

（2）测量原理

若输入：

方位角，测站坐标（，）；测得：

水平角和平距。

则有：

方位角：

坐标：

若输入：

测站S高程，测得：

仪器高i，棱镜高v，平距，竖直角，则有：

高程：

（3）方法：

输入测站S（X，Y，H），仪器高i，棱镜高v——瞄准后视点B，将水平度盘读数设置为——瞄准目标棱镜点T，按“测量”，即可显示点T的三维坐标。

4、点位放样（Layout）

（1）功能：

根据设计的待放样点P的坐标，在实地标出P点的平面位置及填挖高度。

（2）放样原理

1）在大致位置立棱镜，测出当前位置的坐标。

2）将当前坐标与待放样点的坐标相比较，得距离差值dD和角度差dHR或纵向差值ΔX和横向差值ΔY。

3）根据显示的dD、dHR或ΔX、ΔY，逐渐找到放样点的位置。

5、程序测量（programs）

（1）数据采集（datacollecting）

（2）坐标放样（layout）

（3）对边测量（MLM）、悬高测量（REM）、面积测量（AREA）、后方交会（RESECTION）等。

（4）数据存储管理。

包括数据的传输、数据文件的操作（改名、删除、查阅）。

§7.2TOPCONGTS-312全站仪使用简介

一、仪器面板外观和功能说明

面板上按键功能如下：

——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，其功能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，x；E——东坐标，y；Z——天顶方向坐标，高程H。

二、全站仪几种测量模式介绍

1、角度测量模式

功能：

按ANG进入，可进行水平角、竖直角测量，倾斜改正开关设置。

第1页F1OSET：

设置水平读数为：

0°00ˊ00"。

F2HOLD：

锁定水平读数。

F3HSET：

设置任意大小的水平读数。

F4P1↓：

进入第2页。

第2页F1TILT：

设置倾斜改正开关。

F2REP：

复测法。

F3V%：

竖直角用百分数显示。

F4P2↓：

进入第3页。

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。

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：

按◢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。

第1页F1MEAS：

进行测量。

F2MODE：

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

F3S/A：

设置棱镜常数改正值（PSM）、大气改正值（PPM）。

F4P1↓：

进入第2页。

第2页F1OFSET：

偏心测量方式。

F2SO：

距离放样测量方式。

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。

第1页F1MEAS：

进行测量。

F2MODE：

设置测量模式，Fine/Coarse/Tracking。

F3S/A：

设置棱镜改正值（PSM），大气改正值（PPM）常数。

F4P1↓：

进入第2页。

第2页F1R.HT：

输入棱镜高。

F2INS.HT：

输入仪器高。

F3OCC：

输入测站坐标。

F4P2↓：

进入第3页。

第3页F1OFSET：

偏心测量方式。

F2———

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（数据文件编辑、传输及查询）、参数设置等。

三、全站仪功能简介

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——进口棱镜多为0，国产棱镜多为-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）。

说明：

PRISM、PPM设置后，在没有新设置前，仪器将保存现有设置。

（一）角度测量

按ANG键，进入测角模式（开机后默认的模式），其水平角、竖直角的测量方法与经纬仪操作方法基本相同。

照准目标后，记录下仪器显示的水平度盘读数HR和竖直度盘读数V。

（二）距离测量

先按◢键，进入测距模式，瞄准棱镜后，按F1（MEAS），记录下仪器测站点至棱镜点间的平距HD、镜头与镜头间的斜距SD和镜头与镜头间的高差VD。

（三）坐标测量

1、按ANG键，进入测角模式，瞄准后视点A。

2、按HSET，输入测站O至后视点A的坐标方位角。

如：

输入65.4839，即输入了。

3、按键，进入坐标测量模式。

按P↓，进入第2页。

4、按OCC，分别在N、E、Z输入测站坐标（X0,Y0,H0）。

5、按P↓，进入第2页，在INS.HT栏，输入仪器高。

6、按P↓，进入第2页，在R.HT栏，输入B点处的棱镜高。

7、瞄准待测量点B，按MEAS，得B点的（XB,YB,HB）。

（四）零星点的坐标放样（不使用文件）

1、按MENU，进入主菜单测量模式。

2、按LAYOUT，进入放样程序，再按SKP，略过使用文件。

3、按OOC.PT（F1），再按NEZ，输入测站O点的坐标（X0,Y0,H0）；并在INS.HT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），再按NEZ，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=0°00ˊ00"，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。

7、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。

8、按NEXT——反复5、6两步，放样下一个点C。

1.1直线上各中桩坐标计算

当需要放样的P点位于直线上时，有两种情况：

位于YZ（HZ）之间和ZY（ZH）之间，或者位于公路QD和ZH（ZY）之间，其计算方法相同，公式如下：

式中为该段直线的起点（可以是YZ，HZ，或QD）坐标

为要求的P点与该段直线起点的桩号差（距离）

1.2单圆曲线上各中桩坐标计算当需要放样P点位于单圆曲线上时，其坐标计算如下：

式中为ZY点坐标，为圆曲线半径

为P点与ZY点的桩号差（弧长）

当路线左转时，取“-”，反之取“+”

1.3带缓和曲线的圆曲线上各中桩坐标计算

当P点位于带缓和曲线的圆曲线时，又分为以下三种情况：

1.3.1ZH到HY段

式中

为ZH点坐标

为P点与ZH点桩号差，为缓和曲线长

当路线左转时，取“-”，反之取“+”

1.3.2HY到YH段

式中为HY点坐标

为P点与ZH点桩号差，为缓和曲线长

当路线左转时，取“-”，反之取“+”

1.3.3YH到HZ段

式中，

为HZ点坐标，为HZ点与P点的桩号差

当路线左转时，取“+”，反之取“-”

1.4复曲线上各中桩坐标计算

1.4.1

当复曲线中间不设缓和曲线时，采用以下方法进行计算：

对于第一缓和曲线、第一段圆曲线以及第二缓和曲线，分别用公式（3）、公式（4）和公式（5）计算；对于第二段圆曲线，用公式

（2）计算，计算时将公式

（2）中的

换成，分别为第一圆曲线和第一缓和曲线长度，左转取“-”，右转取“+”。

1.4.2当复曲线中间有缓和曲线时，即构成卵型曲线。

如图2，缓和曲线AB的长度为，A、B点的曲率半径分别为和，为缓和曲线上曲率为零的点，AB段内任意点的坐标从

点推算。

对于这种曲线来讲，主要是计算中间缓和曲线上各点的坐标，而两侧的圆曲线和缓和曲线的计算方法与前述内容相同，此处不再细述。

则，

式中，为第一、第二缓和曲线长度。

为大圆，小圆半径。

1.4.2.1当时

如图2（a），设A点（YH1）的坐标为（），由公式（4）计算得到，切线方位角用下式计算：

式中，为半径为的圆曲线的曲线长。

点的坐标为：

式中，

的切线方位角

1.4.2.2当时

如图2（b），点的坐标

式中，

的切线方位角

1.4.2.3内任意点坐标

计算出点的坐标及切线方位角后，当时，用公式（3）计算上任意点坐标；当时，用公式（5）计算，式中为中间缓和曲线上计算点至

点的曲线长，相应换成。

2.公路横断面上各点坐标计算

当要放样的点P位于中线以外时，则应位于某中桩的横断方向上，此时P点所对应中桩的坐标可由前述方法计算，此处视为已知，记作

P点到其所对应中装的距离D也应为已知，同时P点位于左幅或是右幅也应已知。

这里仅列出需放样的点位于直线、圆曲线及缓和曲线上的情况，当需放样点位于复曲线或卵型曲线上时，计算方法与此类似，只是须把相应方位角进行转换，此处不再详述。

2.1P点对应的中桩位于直线上时：

式中，http:

//www.gongcheng.org为P点对应中桩的坐标

P点位于左幅时，取“-”，反之取“+”

本节其余符号与前述相同

2.2P点对应的中桩位于单圆曲线上时

式中，第一个“±”号，路线左转取“-”，右转取“+”

第二个“±”号，P点位于左幅时，取“-”，反之取“+”

2.3P点对应的中桩位于带缓和曲线的圆曲线上时，2.4分三种情况：

2.3.1ZH到HY段

式中为ZH点坐标

为P点对应的中桩与ZH点桩号差，为缓和曲线长

第一个“±”号，路线左转取“-”，右转取“+”了第二个“±”号，P点位于左幅时，取“-”，反之取“+”

2.3.2HY到YH段

式中为HY点坐标为P点对应的中桩与HY点桩号差，为缓和曲线长

前两个“±”号，路线左转取“-”，右转取“+”

第三个“±”号，P点位于左幅时，取“-”，反之取“+”

2.3.3YH到HZ段

式中为HZ点坐标

为HZ点桩号与P点对应的中桩桩号差，为缓和曲线长

第一个“±”号，路线左转取“+”，右转取“-”

第二个“±”号，P点位于左幅时，取“-”，反之取“+”

3计算示例

已知JD9（2006，2007），JD10（2250，3140），JD11（1865，4250）JD10里程K16+062.25，

求：

各主点坐标；K15+400K15+900K16+700中桩及左侧距中桩7.5m处点的坐标

解：

A9，10=77°50′47.56〃D9，10=1158.976m

A10，11=109°07′44.19〃D10，11=1174.872m

路线转角=31°16′56.63各曲线要素值经计算为

mm3°26′15.89〃

mm

由于JD10里程为K16+062.25，所以各主点里程为ZHK15+211.897HYK15+511.897YHK16+576.849

HZK16+876.849QZK16+044.373

各主点坐标计算如下：

ZH点由公式

（1）

77°50′47.56〃代入，得

X=2070.975Y=2308.706

HY点由公式（3）

77°50′47.56〃代入，得

X=2128.247Y=2603.140

YH点由公式（4）

77°50′47.56〃代入，得

X=2063.949Y=3658.101

HZ点由公式

（1）

109°07′44.19〃代入，得

X=1971.343Y=3943.399

YH点由公式（5）

109°07′44.19〃代入，得

X=2063.949Y=3658.101

与公式（4）计算结果相同

K15+400位于ZH到HY段

中桩坐标X=2109.128Y=2492.894

左侧7.5mX=2116.495Y=2491.488

K15+900位于HY到YH段

中桩坐标X=2157.104Y=2989.778

左侧7.5mX=2164.604Y=2989.801

K16+700位于YH到HZ段

中桩坐标X=2028.132Y=3775.919

左侧7.5mX=2020.996Y=3773.610

4.结束语

综上所述，放样点的坐标计算问题是实际工程中的最基本问题，采用本文所述的计算方法，计算结果比较准确和迅速。

内容简介:

本指导书内容分为三个部分：

1、TOPCON GTS-300系列全站仪操作使用指南。

2、PENTAX PTS-V全站仪操作使用简介。

3、TOPCON GTS-312全站仪操作使用简介。

TOPCON GTS-300系列全站仪

操作使用指南

编写:

 王劲松

广东交通职业技术学院

2003年9月

TOPCON GTS-312全站仪的使用

一、仪器外观和功能说明

1.仪器外观

图1：

GTS-312全站仪外观及各部件名称

2.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。

3.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。

二、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。

 F1　OSET ：

设置水平读数为 。

　F2　HOLD ：

锁定水平读数。

第1页 F3　HSET ：

设置任意大小的水平读数。

 F4　P1↓：

 进入第2页。

 F1　TILT ：

设置倾斜改正开关。

第2页 F2　REP ：

 复测法。

 F3　V% ：

 竖直角用百分数显示。

 F4　P2↓：

 进入第3页。

 F1　H-BZ：

仪器每转动水平角90°时，是否要蜂鸣声。

 F2　R/L ：

右向水平读数HR/左向水平读数HL切换，一般用HR。

第3页　　　　 F3　CMPS ：

天顶距V/竖直角CMPS的切换，一般取V。

 F4　P3↓：

进入第1页。

三、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。

 F1　MEAS：

进行测量。

 F2　MODE：

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

第1页　　　　F3　S/A：

 设置棱镜常数改正值（PSM）、大气改正值（PPM）。

 F4　P1↓：

进入第2页。

 F1　OFSET：

偏心测量方式。

 F2　SO：

距离放样测量方式。

第2页　　　 F3　m/f/i：

距离单位米/英尺/英寸的切换。

 F4　P2↓：

 进入第1页。

四、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。

 F1　MEAS：

进行测量。

 F2　MODE：

设置测量模式，Fine/Coarse/Tracking。

第1页 F3　S/A：

设置棱镜改正值（PSM），大气改正值（PPM）常数。

 F4　P1↓：

进入第2页。

 F1　R.HT：

输入棱镜高。

 F2　INS.HT：

输入仪器高。

第2页 F3　OCC：

输入测站坐标。

 F4　P2↓：

进入第3页。

 F1　OFSET：

偏心测量方式。

 第3 页　　　　 F3　 m/f/i:

　距离单位米/英尺/ 英寸切换。

 F4　 P3↓：

进入第1页。

五、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。

　　　　　　　　　 DATA COLLECT（数据采集）

第1页　　　　　　 LAY OUT（点的放样）

　　　　　　　　　MEMORY MGR.（内存管理） 

　　　　　　　 PROGRAM（程序）

第2页　　　　 GRID FACTOR（坐标格网因子）

　　　　　　　 ILLUMINATION（照明）

　　　　　　　　 PARAMETRERS（参数设置）

　　第3页　　　CONTRAST ADJ.（显示屏对比度调整）

1、 MEMORY MGR.（存储管理）　

　　　　　　　　　 1.FILE STATUS（显示测量数据、坐标数据文件总数）

第1页　　　　　　 2.SEARCH（查找测量数据、坐标数据、编码库）

　　　　　　　　　 3.FILE MAINTAIN（文件更名、查找数据、删除文件）

　　　　　　　　　　　4.COORD. INPUT（坐标数据文件的数据输入）

第2页　　　　 5.DELETE COORD.（删除文件中的坐标数据）

　　　　　　　 6.PCODE INPUT（编码数据输入）

　　　　　　　　7.DATA TRANSFER（向微机发送数据、接收微机数据、设置通讯参数）

　 第3页8.INITIALIZE（初始化数据文件）

2、 PROGRAM（程序）

　　　　　　　　　 1.REM（悬高测量）

第1页　　　　　　 2.MLM（对边测量）

　　　　　　　　　 3.Z COORD.（设置测站点Z坐标）

　　　　　　　　　　　　　 4.AREA（计算面积）

第2 页

　　　 5.POINT TO LINE（相对于直线的目标点测量）。

3、 PARAMETRERS（参数设置）

　　　　　　　　　 1.MINIMUM READING（最小读数） 

第1页　　　　　　 2.AUTO POWER OFF（自动关机）

　　　　　　　　　 3.TILT ON/OFF（垂直角和水平角倾斜改正）

第 2 页——ERROR CORRECTION（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

六、全站仪的主要功能介绍

2 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。

（一）角度测量

按ANG键，进入测角模式（开机后默认的模式），其水平角、竖直角的测量方法与经纬仪操作方法基本相同。

照准目标后，仪器即可显示水平度盘读数和竖直度盘读数。

（二）距离测量

先按◢ 键，进入测距模式，瞄准棱镜后，按F1（MEAS），即可。

（三）坐标测量　　　　

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。

P1， 进入第2页。

4、OCC，输入测站坐标（X0,Y0,H0）。

6、P1，进入第2页。

INS.HT:

 输入仪器高。

7、P