全站仪的工作原理是什么？

Question

如题所述

Answer 1

全站仪应用原理:\x0d\x0a全站仪是人们在角度测量自动化的过程中应运而生的，各类电子经纬仪在各种测绘作业中起着巨大的作用。\x0d\x0a全站仪的发展经历了从组合式即光电测距仪与光学经纬仪组合，或光电测距仪与电子经纬仪组合，到整体式即将光电测距仪的光波发射接收系统的光轴和经纬仪的视准轴组合为同轴的整体式全站仪等几个阶段。\x0d\x0a最初速测仪的距离测量是通过光学方法来实现的，我们称这种速测仪为“光学速测仪”。实际上，“光学速测仪”就是指带有视距丝的经纬仪，被测点的平面位置由方向测量及光学视距来确定，而高程则是用三角测量方法来确定的。\x0d\x0a带有“视距丝”的光学速测仪，由于其快速、简易，而在短距离（100米以内）、低精度（1/200(1/500）的测量中，如碎部点测定中，有其优势，得到了广泛的应用。\x0d\x0a随着电子测距技术的出现，大大地推动了速测仪的发展。用电磁波测距仪代替光学视距经纬仪，使得测程更大、测量时间更短、精度更高。人们将距离由电磁波测距仪测定的速测仪笼统地称之为“电子速测仪”（ElectronicTachymeter）。然而，随着电子测角技术的出现。这一“电子速测仪”的概念又相应地发生了变化，根据测角方法的不同分为半站型电子速测仪和全站型电子速测仪。半站型电子速测仪是指用光学方法测角的电子速测仪，也有称之为“测距经纬仪”。这种速测仪出现较早，并且进行了不断的改进，可将光学角度读数通过键盘输入到测距仪，对斜距进行化算，最后得出平距、高差、方向角和坐标差，这些结果都可自动地传输到外部存储器中。全站型电子速测仪则是由电子测角、电子测距、电子计算和数据存储单元等组成的三维坐标测量系统，测量结果能自动显示，并能与外围设备交换信息的多功能测量仪器。由于全站型电子速测仪较完善地实现了测量和处理过程的电子化和一体化，所以人们也通常称之为全站型电子速测仪或简称全站仪。

Answer 2

全站仪是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪
器，是集水平角、垂直角、距离(斜距、平距)、高差测
量功能于一体的测绘仪器系统。它的基本测量原理是电
子测距技术和电子测角技术。
1.1
电子测距技术
电子测距的基本原理是利用电磁波在空气中传播
的速度为已知这一特性,测定电磁波在被测距离上往返
传播的时间来求得距离值。但是,这种直接测距的方法
实现起来非常困难,当我们要求较高的测量精度时,对
测量时间的要求很高,这在实践过程中是非常困难的。
因此，在实际的测距过程中可以根据此原理采取改进
的方法进行测距。在实际过程中主要用两种方法,脉冲
法和相位法。
1)
脉冲法
测距使用的光源为激光器,它发射一束极窄的光脉
冲射向目标,同时输出一电脉冲信号,打开电子门让标
准频率发生器产生的时标脉冲通过并对其进行计数。
光脉冲被目标反射后回到发射器,同样产生一电脉冲,
关闭电子门终止时标脉冲通过。
实践表明,其测量精度不低于相位法测距的精度。
基本测距原理如(图1)所示。
2)
相位法
相位法测距是测定由仪器连续发射的电磁波正弦
信号在被测距离上往返传播所产生的相位差,根据相位
差来得到距离。
在所有的全站仪测距部分标称精度指标的表达式
中，均使用±(A+BD)的形式。该精度表达式有A和BD
组成，A代表固定误差，单位为mm。固定误差主要由
仪器加常数的测定误差、对中误差、测相误差等引起。
固定误差与测量的距离无关，即不管实际测量的距离多
长,全站仪将存在不大于该值的固定误差。全站仪的这
一部分误差一般在1-5mm之间。BD代表比例误差，它
主要由仪器频率误差，大气折射误差引起。B的单位为
ppm。B和D的乘积形成比例误差。一旦距离确定，则
比例误差部分就会确定。固定误差与比例误差绝对值之
和，在冠以偶然误差±号，即构成全站仪测距精度。此
外，在全站仪进行测距的过程中还需要加上气象改正和
乘常数。通过在测量作业现场的温度T和气压P以及湿
度H，按照一定的气象改正公式，求出气象改正数ppm
以及距离改正数ΔD。
不同的厂家的全站仪，其气象改正公式也不同。气
象改正ppm
是一种比例改正因子，它随测量现场的温
度、气压变化而变化，不是一个固定值。在进行此项改
正之后，全站仪尚存在另外一个相对固定的比例改正因
子,习惯上把它叫做乘常数，其单位同样是ppm。它的
作用是用于改正与距离成比例的系统误差，这种误差是
由于频率偏移，折射率的偏移，发光管相位不均匀性等
原因所引起的。每台仪器均存在着乘常数，只是大小不
同而已。一般大的由十几个ppm，小的则有零点几个
ppm，甚至可以忽略不计。用户可根据测量任务对精度
的要求，来决定加上这项改正。
1.2
电子测角技术
电子测角,即角度测量的数字化，也就是自动数字
显示角度测量结果，其实质是用一套角码转换系统来代
替传统的光学读数系统。目前，这套转换系统有两类:
一类是采用光栅度盘的所谓“增量法”测角;一类是采
用编码度盘的所谓“绝对法”测角。
1)
光栅度盘测角原理(增量法)
光栅就是具有刻制成许多宽度和间隔都相等的直
线条纹的光学器件，即它是由许多等间隔的透光的缝隙
和不透光的刻画线所组成。光通过光栅时会产生光的衍
射效应。用于透射衍射的光栅称为透射光栅，用于反射
光衍射的光栅称为反射光栅。光栅有两个基本参数，一
是毫米长度范围内的条纹数，称为条纹密度:二是相邻
条纹之间的距离，称为间距。根据测量对象不同，有长
度测量用的光栅刻在一直尺上称为直线光栅。另一种是
用于角度测量的光栅，是在度盘径向按等角距离刻制的
辐射状的径向光栅。
2)
编码度盘测角原理(绝对法)
编码度盘类似于普通光学度盘的玻璃码盘，在此平
面上分着若干宽度相同的同心圆环，而每一圆环又被刻
制成若干等长的透光和不透光区，这种圆环称为编码度
盘的“码道”。每条码道代表一个二进制的数位，有里到
外，位数由高到低。在码道数目一定的条件下，整个编
码盘可以分成数目一定，面积相等的扇形区，称为编码
盘码区。处于同一码区内的各码道的透光区与不透光区
的排列，构成编码盘的一个编码,这一码区所显示的角
度范围，称为编码度盘的角度分辨率。为了读取各码区
的编码数，需要编码度盘的码道一测设置光源，而在对
应的码盘另一侧设置光电探测器，每一检测器对应一个
光源。码盘上的发光二极管和码盘下的光敏二极管组成
测角的读定标志，把码盘的透光和不透光，由光电二极
管转换成电信号，以透光表示“1”，不透光表示“0”，这
样码盘上每一格就对应一个二进制数，经过译码即成十
进制数，从而能显示一个度盘上读出的方位或角度数值。
因此，编码度盘的测角方式为绝对法测角。

Answer 3

NIKON全站仪集光电测距仪、电子经纬仪和微处理机于一体,不仅能同时自动测角、测距,而且精度高、速度快,尤其是它提供的一些特殊测量功能如对边测量(RDM)、悬高测量(REM)、三维导线测量、放样测量等,给测量工作带来了极大的方便。在此，讨论一下悬高测量的原理和应用。

所谓悬高测量,就是测定空中某点距地面的高度。全仪进行悬高测量的工作原理如图1所示。首先把反射棱镜设立在欲测目标点C的天底B'点(即过目标点B的铅垂线与地面的交点),输入反射棱镜高HT;然后照准反射棱镜进行距离测量,再转动望远镜照准目标点C,便能实时显示出目标点C至地面的高度H。本回答被网友采纳

Answer 4

``电脑数据输进去就OK了

Answer 5

全站仪测量原理和常用按键功能视频讲解，值得工程人收藏学习！