下载文档原格式
全站仪偏心观测及免棱镜功能在数字地形测图中的应用摘要：一般小范围数字地形测量的作业模式，都是在野外使用全站仪采集和记录碎部点的坐标，然后根据成图软件的要求，并根据实际情况进行绘制。
其最困难的部分就是一些人员难以到达的地方的地形地物点的坐标不易得到。
随着免棱镜全站仪的普及和全站仪功能的不断扩展，绝大多数问题都迎刃而解。
关键词：全站仪免棱镜偏心观测1 引言目前，一般小范围数字地形测量的作业模式，都是在野外使用全站仪采集和记录碎部点的坐标，然后根据成图软件的要求，并根据实际情况进行绘制。
其最困难的部分就是一些人员难以到达的地方的地形地物点的坐标不易得到。
随着免棱镜全站仪的普及和全站仪功能的不断扩展，绝大多数问题都迎刃而解。
本人从事外业测绘多年，就外业测绘中的一些技巧，谈一些个人体会。
2 全站仪提供的几种偏心观测全站仪历经几代的发展，从最初的只能简单的测角和测距，到可以用内存记录数据，到可以偏心观测、免棱镜测量、激光导向、自动跟踪、ccd数字摄影等功能，逐步走向成熟，为外业测量提供了越来越多的方便。
目前全站仪偏心观测的方法主要有以下几种：角度偏心测量这是最简单、最常用的一种偏心测量模式，当棱镜直接架设有困难时，此模式是十分有用的，如电杆和独立树的中心，只要安置棱镜在和仪器平距相同的点上。
在设置仪器高度/棱镜高后，先把仪器照准棱镜测出距离，然后再照准待测目标中心点击保存。
利用先测的距离和后测的角度，即可得到被测物中心位置的坐标。
还有一点需要说的就是，许多人误以为全站仪测得的坐标是镜头的正中心。
其实棱镜只是起到一个测量距离的作用，与角度没有任何关系，仪器是通过自身度盘的角度（水平角和竖直角）和通过棱镜测出的距离而计算出碎部点点位坐标的。
所以一个优秀的仪器操作人员在观测时不是简单的把十字丝严格地照准棱镜中心，而是应该根据司镜员的意图判断其想测的目标，尽可能的照准待测目标的中心。
正因如此，此种偏心观测对于棱镜距测站比较远时，还有一个简单的应用方式，即不必先照准镜头读出距离，再旋转一定角度存储。
全站仪测绘建筑物立面图摘要：“一座建筑物是否美观，很大程度上决定于它在主要立面上的艺术处理，包括造型与装修是否优美。
在设计阶段中，立面图主要是用来研究这种艺术处理的。
在施工图中，它主要反映房屋的外貌和立面装修的做法。
在与房屋立面平行的投影面上所作房屋的正投影图，称为建筑立面图，简称立面图。
”关键词：建筑立面；测量；数据处理日前，测量建筑物立面图的主要技术方法是三维激光扫描技术，利用激光测距的原理，通过记录被测物体表面大量的密集的点的三维坐标、反射率和纹理等信息，可快速复建出被测目标的三维模型及线、面、体等各种图件数据。
但仪器价格高，后期数据处理需要专业培训，因此部分建筑物立面还需要通过传统方法进行测量。
1、立面测量的基本原理假定某建筑物如图1所示，点1～8位于正立面上，1和8沿铅垂线在高程为0（即Ｈ＝0）的水平面上的投影为1′和8′，点p为建筑物上的某一点。
正立面附近已布设测量控制点s和Ｔ，其在测量坐标系x－y－h中的平面坐标x，y和高程h为已知。
假定以1～2～7～8所在的铅垂面作为投影面绘制立面图，投影面与高程为0的水平面的交线为1′～8′。
现建立以１′为坐标原点、以与投影面垂直的方向为Ａ轴、以1′～8′方向为B轴、以11′的铅垂线方向为C轴的３维坐标系A～B～C，本文中称为“立面坐标系”。
若能确定1，8和Ｐ在立面坐标系的3维坐标，则可以在投影面上准确表示这三个点的投影位置，据此可以绘出对应的立面图，因此立面测量的关键是求特征点在立面坐标系中的3维坐标。
立面测量时若选定 S 为测站点，T 为后视点，照准 P点目标，则根据全站仪测量原理可得［3］：x P ＝x S ＋S SP • ｓｉｎZ SP • ｃｏｓ（αST＋βP）y P ＝y S ＋S SP • ｓｉｎZ SP • ｓｉｎ（αST＋βP）H P ＝H S ＋S SP • ｃｏｓZ SP ＋i －v式中：x S ，y S 和 H S 为 S 点在测量坐标系中的平面坐标和高程，x P ， y P 和 H P 为 P 点在测量坐标系中的平面坐标和高程；S SP 是 S 和 P 点间的斜距；Z SP 是 S 和 P 点间的天顶距；βP 是视线 SP 与后视方向 sT 间的水平角；i 是仪器高；v 是觇标高。
如何使用全站仪进行建筑物立面图的测绘引言：建筑物立面图是建筑设计和工程施工中必不可少的重要文件，能够准确反映建筑物外观、结构和尺寸等信息。
而现代测绘技术的进步为建筑物立面图的测绘提供了更加便捷和精确的工具，其中全站仪作为一种高精度的测量仪器，被广泛应用于建筑行业。
下面将详细介绍如何使用全站仪进行建筑物立面图的测绘。
一、选择适当的全站仪首先，在进行建筑物立面图的测绘之前，我们需要选择一款适合的全站仪。
现市面上有多种类型的全站仪，如电子全站仪、激光全站仪、高精度全站仪等。
我们需要根据具体需求和预算进行选择。
一般而言，高精度全站仪能够在测量精度上更胜一筹，但价格也相对较高。
因此，根据项目要求和经济可行性进行选择。
二、准备测绘工具和软件在使用全站仪进行建筑物立面图测绘之前，我们还需要准备一些其他的测绘工具和软件。
例如，三脚架、平板、测量尺、标尺、笔记本电脑等。
另外，还需要安装全站仪的控制软件以及建筑物立面图的绘制软件。
三、确定基准点和测量范围在开始测绘之前，我们需要确定建筑物的基准点和测量范围。
基准点是全站仪测量过程中的参考点，通过在建筑物周围设置几个固定点作为基准点，能够提高测量精度和准确性。
同时，确定好测量范围也有助于规划和安排测量工作的步骤和顺序。
四、设置全站仪和测量参数在进行具体的测量之前，我们需要将全站仪正确地设置并进行校准。
校准包括水平、垂直和距离等方面的校准，通过校准可以保证测量结果的准确性。
此外，还需要根据具体的测绘要求设置全站仪的测量参数，如测距方式、坐标系、测量精度等。
五、开始测量工作完成前面的准备工作后，我们可以开始实际的测量工作了。
首先，使用全站仪进行建筑物外墙的垂直测量。
通过选择好测量点，按照指示操作全站仪进行测量，记录测量结果。
接着，可以根据需要进行建筑物外墙的水平测量，同样按照指示操作全站仪进行测量并记录测量结果。
六、数据处理和绘图完成测量后，我们需要对测量数据进行处理和分析，以获取建筑物立面图所需的具体参数和信息。
全站仪免棱镜测量在测绘中的应用摘要：本文结合全站仪技术的发展，介绍了免棱镜全站仪的结构以及免棱镜全站仪测量的原理，对免棱镜反射测量的精度进行分析，并与使用棱镜测量结果进行比较，确定免棱镜反射测量在工程中的适用性。
传统的全站仪测量需要棱镜的配合使用，在难于架设棱镜的工作条件下给测量带来极大不便和困难，而免棱镜测量的使用解决了这一难题，很大程度上节省了人力与时间，提高了工作效力。
另外本文还介绍了免棱镜测量技术在测绘中应用的几个方面以及在具体测量中的使用方法。
对一些工程状况作具体分析，详述免棱镜测量的可行性。
阐述了难架设棱镜的目标的具体测量方案和有效测设措施。
对有效地减少传统测量所花时间及减少工程测量中施工对测量速度影响的方案，结合在实际测量中的应用对免棱镜测量技术的一些问题进行探讨。
关键词：工程测量；横断面；免棱镜测距技术；精度分析1 全站仪免棱镜测量的基本原理和测距结构免棱镜全站仪即不需要棱镜作为合作目标就可以进行测距的全站仪。
免棱镜测量（Reflectorless）又叫无合作目标测量，是不需要反射棱镜而依靠被测物的自然表面反射光线来进行测距。
免棱镜测距的方法有两种，一是脉冲法，另外是相位法，脉冲法用测量时发射和接收信号之间的时间间隔来计算距离，多次测量得出平均距离。
相位法测量使用连续信号，以不同的颇率来调制载波信号，测出发射和接收信号之间的相位差，从而求出被测距离。
一般来讲，在相同的条件下，脉冲发的测程远，相位法的精度高。
以徕卡TCR系列仪器为例作一些测距原理的简单介绍。
LeicaTCR1100 系列全站仪EDM（Electronic Distance Measuring instrument）模块被集成在全站仪中，可以产生一束与望远镜同轴的红外激光IR（Infra-Red），由红外激光发射管发射，作为相对于红外光束的一种选择。
它还可以产生可见波段红色激光束RL（Red Laser），由红色激光发射管发出，相应有IR和RL两种测距方式，可通过全站仪键盘上的按键来完成两种测距模式的转换。
如何使用全站仪进行建筑物立面测量全站仪是一种高精度的测量仪器，常用于建筑行业中的立面测量。
它能够提供准确的数据和模型，帮助工程师和设计师更好地进行建筑物立面的设计和改造。
本文将介绍如何使用全站仪进行建筑物立面测量，包括前期准备、测量步骤和数据处理等方面。
一、前期准备在使用全站仪进行建筑物立面测量之前，我们需要进行一些准备工作。
首先，确定测量的范围和目标。
如果是整个建筑物的立面测量，需要确定测量的起点和终点，以及测量的高度范围。
其次，选择合适的全站仪。
根据测量的要求和精度要求，选择适合的仪器型号和规格。
最后，设置控制点。
在进行测量之前，需要设置一些控制点，作为后续测量的基准点。
二、测量步骤1. 设置全站仪将全站仪设置在测量起点，并进行水平校准。
校准步骤包括调节水平仪使其准确显示水平状态，然后使用调节器调整水平仪的气泡至中间位置。
2. 定位目标点根据测量目标，确定需要测量的各个点位，并在建筑物立面上标记。
然后，使用全站仪的望远镜对准目标点，并进行定位。
在定位过程中，可以使用全站仪的激光测量功能，尽可能减小测量误差。
3. 进行测量确定好目标点后，就可以进行测量了。
全站仪可以通过前后仰、左右旋转等功能，获取目标点的具体坐标和角度数据。
在进行测量时，需要确保全站仪稳定，避免因为仪器晃动而导致的数据误差。
4. 记录测量数据在进行测量的同时，及时记录测量数据。
可以使用纸质笔记本或者电子设备记录数据，包括目标点的坐标、角度和高程等信息。
同时，也可以进行照片或者视频录制，以便后期数据处理和分析。
三、数据处理在完成测量后，需要对所获取的数据进行处理和分析。
数据处理的目的是得到准确的立面图或者立体模型。
常用的数据处理方法包括：1. 数据导入：将测量数据导入计算机软件中，比如CAD或者三维建模软件等。
导入后，可以进行后续的数据编辑和处理。
2. 点位连接：将各个测量点位进行连接，形成闭合的曲线或者立面图。
在连接过程中，可以根据测量数据进行适当的调整和优化。
免棱镜全站仪+AutoCAD测绘建筑物立面图【摘要】利用免棱镜全站仪采用自由设站法采集建筑立面特征点三维坐标（n，e，h），由于全站仪采集的是一个立面上的数据，在autocad软件中展点后，点密集而混乱，无法顺利进行三维建模。
本文介绍一种把观测数据经投影变换后由三维变成两维，直观地显示立面正射投影图的方法，以日照分析立面图测绘为例，介绍施测方法和步骤，说明该方法行之有效，经济简捷高效，具有一定的实用性。
【关键词】免棱镜；全站仪；立面图 coord通讯程序；autocad 近年来，随着经济高速发展，城市变化日新月异，无论是在旧有建筑立面整治还是建筑物日照分析都要求得到建筑物的详细资料，其中建筑物立面图是必备资料之一。
在立面图测绘过程中，由于建筑立面十分复杂，形状各式各样，一幢房屋一般有四个立面，特别是居民聚集区，一幅地块所采集到立面数据量不亚于一副地形图数据量。
而传统地形图测绘中通常不涉及立面图测绘，而且目前常见测绘软件是基于两维，要进行立面图测绘显得无从下手，因此有必要对此做出探讨。
测绘建筑物立面图传统方法是利用挑杆挂尺配合脚手架量取女儿墙、屋脊、檐口等高度，再配合钢卷尺量取每层层高，皮尺量取建筑物长度，利用立面几何关系绘制立面图。
这种方法优点在于投入的仪器设备少，不受场地影响，但所获得的测量数据少，费用高，精度低，效率低，遇到多层建筑、欧式建筑、受保护古建筑文物等则无能为力，不能满足实际立面图测绘需要[1]。
另一种方法是采用近景摄影测量，运用正直摄影，内业利用立体坐标量测仪，获取同名像点解算建筑立面特征点坐标。
这种方法优点在于获取立面信息丰富，不用接触建筑物，精度高等，但是投入仪器昂贵，需要专用摄像机，且内业解算要求技术高，在建筑密集区无法施测等缺点[2]。
免棱镜全站仪是近年来生产出来的一种新仪器，除了具备全站仪一般测量功能外，增加了免棱镜测量模式，其特点是在没有棱镜配合下进行远距离、无接触采集物体的三维坐标，其观测距离一般为300至500米，最远观测距离可达1.5公里。
免棱镜全站仪装备了一个可见红色激光发射器，观测时会在出现一个可见红色激光点，可以测定任何位置的可见目标，实现了可见即可测，由于没有棱镜误差，故观测精度高，结果准确可靠[3]。
全站仪自由设站法具有任意点安置，自由设站，无需控制点，无需测量仪器高和棱镜高，减轻劳动强度，节省野外时间，提高作业效率，被广大测绘工作者所接受一种测量方式。
利用免棱镜全站仪采用自由设站法无接触采集建筑物三维坐标、配合野外绘制草图或数码相机拍摄照片，内业数据处理后在autocad中展点成图，结合手持测距仪+钢卷尺丈量细部尺寸数据，绘制建筑物立面图。
在具体测绘过程中，选用了索佳set250rx免棱镜全站仪外业采集坐标并勾绘草图，内业数据传输并处理成立面坐标后，在autocad 中展点，再根据外业草图或拍摄的照片连点成图。
具体测量过程见图1所示。
1 外业坐标采集1.1选择测站由于建筑物一般坐南朝北，成四方形，我们一般情况下围绕建筑物测绘四个立面图，选择设站点时，注意不要太靠近建筑物，以免在用全站仪观测建筑物顶部时，因仰角过大导致实测困难，甚至无法观测。
通过现场观察，目测建筑物高度或者数层数估计建筑物高度，根据经验，在距建筑物2-3倍建筑高度处安置仪器高度测量精度最佳。
由于架设仪器距离建筑物小于200米，所以不必考虑大气折光和地球曲率的影响。
1.2立面特征点三维坐标采集野外立面测量其实与一般地形图测绘一样，都是架设全站仪采集坐标。
由于立面图所反应的是房屋墙体附属构件（门、窗、雨篷、阳台等）特征点在立面上的位置（d）和高度（h），所以不需要测得大地坐标。
在坐标数据保存过程中，有必要对点号编辑，比如是窗户特征点在点号前加c，是门的点号前加m，是阳台的点号前加y，这样做的目的在于方便内业连线。
在开始测量时，注意在免棱镜模式下将目标高的设置为零，这时需要持镜员在室内地坪处竖直花杆，观测棱镜，记下室内地坪高度读数，然后再将目标高修改为刚测到高度，瞄准特征点测量得到的高度即为相对于室内地坪高差。
1.3绘制野外草图手工现场绘制立面草图，在草图上标注特征点点号，如果条件允许的话最好使用高像素的数码相机，对被测立面拍照，以便于内业编绘时参照检查。
用钢卷尺、皮尺丈量每栋建筑物室内外墙体，门窗、台阶等详细尺寸，绘制局部大样草图。
2 内业数据处理全站仪采集的是三维坐标数据（n，e，h），在autocad软件中只能看到二维平面坐标（n，e），而立面图上反应的是在投影坐标系下水平距离d和高度h，所以全站仪采集回来的数据不能直接使用，需要进行转换，即将三维坐标（n，e，h）转换立面坐标（h，d）。
2.1 建立投影面首先定义一个铅直的、与建筑物山墙面平行的投影面，将山墙上所有特征点都投影到这个面上而得到的建筑立面图，建立投影坐标轴——立面坐标系。
以如图2所示建筑物为例建立如图3所示投影面在立面测量过程中，在建筑物前开阔地方架设全站仪，对中整平，观测室内地坪处棱镜，在仪器端修改棱镜高后，观测山墙面o、o’和a三点，a1点为a点在水平面noe坐标系中的投影点，以oo’为竖轴x，以oa1为水平轴y，建立了xoy坐标系为投影坐标系。
2.2 计算水平距离d在立面图特征点坐标采集过程中，仪器分别观测o点、o’点和a点，得到相应三个点三维坐标（no、eo、ho），（no’、eo’、ho’），（na、ea、ha），其中a1点在水平面noe坐标系中平面坐标（na、ea）。
如图4所示b点为南面阳台一角点，b1为其在水平面内的投影点，现在如何求得b点在投影坐标系xoy中的坐标，关键是如何求取投影点b1在oy轴上长度d。
由几何关系得到：2.3利用coord将数据导入excel中coord是索佳全站仪数据编辑通讯程序，主要用于索佳全站仪与计算机之间数据交换。
用通讯电缆连接全站仪和计算机，启动通讯程序，点击通讯程序工具栏的参数设置图标并将通讯参数设置成与仪器一致。
在通讯程序下点击工具栏的数据下载图标进入等待接受下载数据状态。
在仪器上选择内存，文件操作，通讯输出，将光标移动至待输出文件名上，按回车键，文件名右侧显示out后按ok 键，选择sdr33格式，选择观测数据后按回车键输出数据。
点击工具栏上转csv格式图标，点击菜单栏上文件，选择另存为后输入文件名. csv将坐标数据以csv格式保存，完成上述步骤后数据导入excel中就可以进一步编辑。
另一种方法：下载数据以文件名.log 格式保存，新建excel空白表，在工具菜单中选择【数据（d）】，【导入外部数据（d）】子菜单【导入数据…】，在选取数据源对话框中，选择刚保存好的数据.log，按对话框提示操作，也可以将数据导入excel中。
2.4观测高差h在立面图高度测量过程中，如图5所示，根据电磁波测距三角高程原理，得公式中s为平距，β为竖直角，为仪器高，为棱镜高或目标高。
注意公式④是有棱镜模式下观测，；公式⑤是无棱镜模式下观测，。
由公式⑥可知，为了使仪器直接显示高差h，再结合免棱镜全站仪有两种测量模式——有协作目标和无协作目标，当持镜员在室内地坪处竖直棱镜，观测员照准棱镜，观测读数，注意此时若是在有协作目标测量模式下，在观测室内棱镜前，需将仪器高和目标高都设置为零，观测棱镜后，记下刚测得的高度，再返回修改仪器高和目标高，分别设置仪器高为花杆高度，目标高为刚测到的高度，然后观测立面特征点，得到的高程数据即相对于室内地坪的高差数据；若是在无协作目标测量模式下，观测前，仪器高可以输入假定高，目标高输入为零，观测室内地坪出棱镜后，记下刚测得的高度，在仪器端只修改目标高为刚得到高度，观测立面其它特征点得到的高程也是相对于室内地坪高差。
通过这样测量方法得到高度数据不需要进一步编辑，可以直接用于高程展点。
2.5数据编辑在excel中，将显示的数据中第二列插入两列空格列，将第五列数据剪切后粘贴第二列，在第一行插入一行空格行，从第一行第六列至第十二列依次输入n-n，e-e，s，tan ，，，，在第一行第二、第三列分别输入h和d。
如表1所示表中s为特征点与投影立面坐标系坐标原点的水平距离，单位为米；d为s在投影坐标轴上的投影距离，单位为米；α为坐标方位角，单位为度；θ为投影线与投影轴的夹角，单位为度。
表中各单元格计算公式见公式①-③。
需要说明是：投影坐标系xoy坐标原点o和oy轴指向的选择问题。
通常定义具有代表性主墙面为投影面，将墙左外侧线的顶端点的平面坐标定义为投影坐标系xoy坐标原点，墙左右外侧线顶端点平面坐标矢量oa’定义为oy轴。
2.6 在autocad中展点成图在上述表1编辑完成后，保留点号、h和d值，其他数据全部删除，另存为文本文件，通过展点程序，在autocad完成展点，如图6所示，数据经处理后非常直观地展现立面所有特征点在投影坐标系中位置关系，方便地连线成图，再配合局部大样草图，绘制建筑物附属构件详细尺寸，完成立面图后，在检查过程中，还要对照数码相机拍摄的高像素照片，保证所绘立面图与实地立面一致后，完成出图。
3 结束语本文利用免棱镜全站仪在测绘建筑物三维坐标中的优点，数学分析了测量基本公式，建立了如何由三维坐标向立面坐标转换模型，结合一般测量单位所拥有软硬件，完成了地形测绘所不涉及的立面图测绘，在实际工作中具有可行性和实际应用价值。
参考文献[1]王京卫，郭秋英，杨风雷.基于免棱镜全站仪的古建筑文物测绘方法[j].山东建筑大学学报，2011，26（2）：178-181.[2]伊晓东，王子茹.基于分区控制下的建筑物立面图测绘[j].大连理工大学学报，2004（3）：449-453[3]林立.免棱镜全站仪在已有建筑测绘中的应用方法[j].河北工业科技，2010，27（2）：105-108.。
