数字测图硬件全站仪

2.自动补偿设备——双轴液体补偿装置
实质是测量倾斜角度的传 感器。 ➢单轴：竖轴倾斜对垂直角的 影响 ➢双轴：竖轴倾斜对垂直角和 水平角的影响 ➢三轴：除补偿竖轴外，还补 偿横轴及视准轴误差对水平角 的影响
双轴补偿范围一般在3′以内。
3.光电测角系统
采用电子度盘自动计数、自动处理数据、自动显示 及输出数据。
第二章 数字测图硬软件
§ 2.1 计算机 § 2.2 全站仪 § 2.3 GPS接收机 § 2.4 扫描仪 § 2.5 数字化仪 § 2.6 绘图仪 § 2.7 软件系统
§2.2 全站仪
§2.2.1 全站仪概述 §2.2.2 全站仪的数据通讯 §2.2.2 全站仪的使用要点
2.2.1 全站仪概述
录的粗差； 2、利用全站仪中的微处理器,通过传感器可以自动的改正仪器轴
系误差,提高测量精度； 3、距离改正,高差计算和坐标计算在仪器上自动完成,减少了内
业计算工作量； 4、角度测量中自动扫描整个度盘,并求出平均值作为结果,消除
了度盘的刻划误差和偏心差；
分类（按结构形式）
（1）组合式（分离式、积木式）
目前，大多数全站仪利用红外光作为载波，采取相位法测距方式。
合作目标——棱镜（全反射棱镜、反光镜）
在利用反射棱镜（或者反射片）作为反射物进行测距时，反 射棱镜接收全站仪发出的光信号，并将其反射回去。全站仪发出 光信号，并接收从反射棱镜反射回来的光信号，计算光信号的相 位移等，从而间接求得光通过的时间，最后测出全站仪到反射棱 镜的距离。
要求mD 3mm
1 mD 2 cmt mt 2 1011 s
c 3108 m s
一般只能达到108
视频：2-1全站仪距离测量（3分钟）
测距仪分类
按测时：
按载波：
✓ 脉冲法：t ✓ 相位法：
✓微波测距仪 远距离 >10km ✓激光测距仪 ✓红外测距仪 近距离
按测程：
✓ 短程测距仪(≤5km) ✓ 中程测距仪(5~15km) ✓ 远程测距仪(≥ 15km）
代表性产品（国外）
徕卡TPS700系列
拓普康GTS 332W
宾得RTS-422N
代表性产品（国外）
索佳10系列
尼康DTM-302系列
代表性产品（国内）
南方NTS352r
苏一光RTS620系列
中海达ZTS121
我国从80年代初期开始小批量引进外国的全站仪，到90年代已能自主 研制并批量生产。
二、全站仪的结构
三同轴望远镜
• 在望远镜中，照准目标的视准轴、光电测距的红外光发射
光轴和接收光轴是同轴的，因此，测量时使望远镜照准目标棱镜 的中心，就能同时测定水平角、垂直角和斜距。
分类（按测量功能）
（1）经典型全站仪（Classical total station）
也称常规全站仪，它具备全站仪电子测角、电子测距和数 据自动记录等基本功能，有的还可以运行厂家或用户自主开发的 机载测量程序。
量显示的距离比实际的距离要长。
棱镜常数取决于玻璃的折射率和棱镜的厚度（光通过的长
工作原理
光的反射定律和折射定律。光在相同介质中发生反射时， 其反射角和入射角相等；光由一种介质垂直两介质平面入射到 另一种介质时，不会发生折射。
特性：平行反射
问题：折射反射过程是否增加测距误差？
棱镜常数
➢空气的折射率近似等于1.0
➢玻璃折射率约为1.5
v ＝ C／n
用全站仪测量仪器到反射棱镜之间的距离时，仪器根据测
指在无反射棱镜的条件下，可对一般的目标直接测距的 全站仪。因此，对不便安置反射棱镜的目标进行测量，无合作 目标型全站仪具有明显优势。无合作目标距离测程可达200m， 可广泛用于地籍测量，房产测量和施工测量等。
（4）智能型全站仪（Robotic total station）
在机动型全站仪的基础上，仪器安装自动目标识别与照 准的新功能，克服了需要人工照准目标的重大缺陷，实现了全 站仪的智能化。在相关软件的控制下，智能型全站仪在无人干 预的条件下可自动完成多个目标的识别、照准与测量。因此， 智能型全站仪又称为“测量机器人”。
➢ 编码度盘 ➢ 光栅度盘 ➢ 动态度盘
4.光电测距系统Βιβλιοθήκη AD1 2
Ct2 D
大气中光速v ：
D
v ＝ C／n
真空中光速C：
C＝299792458±1.2m／s
折射率n :
n=f (λ,t,p,e)
B
波长、气温、气压、湿度
测定t方法有①直接测时：脉冲式测距仪 ②间接测时：相位式测距仪
D
1 2
Ct2 D
（2）机动型全站仪（Motorized total station）
在经典全站仪的基础上安装轴系步进电机，可自动驱动全 站仪照准部和望远镜的旋转。在计算机的在线控制下，机动型系 列全站仪可按计算机给定的方向值自动照准目标，并可实现自动 正、倒镜测量。
（3）无合作目标型全站仪（Reflectorless total station）
早期的全站仪，大都是积木型结构，即电子速测仪、电子 经纬仪、电子记录器各是一个整体，可以分离使用，也可以通 过电缆或接口把它们组合起来，形成完整的全站仪。
（2）整体式
将电子经纬仪、红外测距和电子微处理 器以及储存设备集于一体，其中测距仪的发 射轴、接收轴和望远镜的视准轴为同轴结构。 对保证较大垂直角条件下的距离测量精度非 常有利。
数据采集设备 ✓光电测角系统 ✓光电测距系统 ✓自动补偿设备
光电测角系统 光电测距系统 双轴液体补偿装置
I/O 总线
✓数据存储系统 自动瞄准与跟踪
过程控制设备
✓微处理机 ✓外围设备
微处理器
接口
显示器
键盘
数据程序 存储器
1.自动瞄准与跟踪系统
以CCD摄像技术和自动寻找瞄准技术为基础，自动进 行图像判断，指挥自身照准部和望远镜的转动、寻找、瞄 准、测量的全自动的跟踪测量过程。
一、全站仪(total station)的发展
optical theodolite—electronic theodolite
Steel tape —EDM
数据处理系统
全站仪概念
全站型电子速测仪，由电子经纬仪、光电测距仪、微处理 机等组成，在一个测站上可同时测角、测距，并能自动计算出待 测点的坐标和高程，由于安置一次仪器在一个测站上同时可完成 所有的工作。与经纬仪相比，优点： 1、测量结果自动记录在“电子手簿”中,减少了读数的错误和记