全站仪的结构和工作原理
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全站仪—全站仪的构造(工程测量)
自动补偿系统 操作面板 存储器 通讯接口 机测距（砷 相位式。
化镓发光二极管）;激光
模式：精测、粗测、
测距（氦氖激光器/砷化 跟踪
镓发光二极管）
合作目标:标准棱镜、
三（多）棱镜、360棱镜、
反射片。
光 同
电 测轴 距望
远 系
镜 统
反射棱镜
激光测距发射 物镜
红外光测距发射 光电接收
内光路马达及滤光片 目镜
线性CCD阵列 ATR照准红外光发射
全站仪
第一节 全站仪基本构造与特点
一、全站仪概述
发展：光电测距仪+光学经纬仪的构架——电子经纬 仪替代光学经纬仪——半站仪（光电测距仪+电子经纬 仪）——全站仪的产生。
在微处理器的集中控制下，集测量数据采集与数据处 理与一体的高度智能化测绘仪器。主要技术指标:
测角精度 测角中误差 (5〞) 测距精度 测距中误差 (5+5ppm)
全站仪发展演变历程
全站仪又称为全站型电子速测仪。全站仪的型 号很多，但各种型号的基本结构大致相同。
可以进行水平角测量、距离测量、坐标测量。
二、全站仪构造与特点
电子全站仪主要由测量部分、中央处理单元、输入、
输出以及电源等部分组成。电子测角系统:电子度盘
编码度盘
光栅度盘
光电测距系统
测距原理：脉冲式、
全站仪结构框图全站仪示意图NTS
图5-1 全站仪结构框图
图5-2 全站仪示意图
图5-3 NTS-355 全站仪
图5-4 全站仪专用棱镜与基座
图5-5 NTS-355 专用棱镜与基座
图5-6 全站仪专用棱镜对中杆
任务二 用全站仪进行基本测量
5.2 全站仪的基本操作方法
1. 测前的准备工作
1）安置仪器 将全站仪连接到三脚架上，对中并整平。多数全站仪有双轴补偿功能，
2. 全站仪的基本操作与使用方法
1）水平角测量 （1）按角度测量键，使全站仪处于角度测量模式，照准第一个目标A。 （2）设置A方向的水平度盘读数为0°00′00″。 （3）照准第二个目标B，此时显示的水平度盘读数即为两方向间的水平 夹角。
2）距离测量 （1）设置棱镜常数。 （2）设置大气改正值或气温、气压值。 （3）量仪器高、棱镜高并输入全站仪. （4）距离测量
照准目标棱镜中心，按测距键，距离测量开始，测距完成时显示斜距、 平距、高差。 3）坐标测量 （1）设定测站点的三维坐标。 （2）设定后视点的坐标或设定后视方向的水平度盘读数为其方位角。
（3）设置棱镜常数。
（4）设置大气改正值或气温、气压值。
（5）量仪器高、棱镜高并输入全站仪。
（6）照准目标棱镜，按坐标测量键，全站仪开始测距并计算显示测点的 三维坐标。
任务一 知道全站仪的构造、了解 其主要特点及主要技术指标
5.1 全站仪概述 (1)全站型电子速测仪简称全站仪，它是一种可以同时进行角度（水平角、竖
直角）测量、距离（斜距、平距、高差）测量和数据处理，由电子测角,光 电测距,微型机及其软件组合而成的智能型光电测量仪器. 世界上第一台商品化的全站仪是1971年前西德Opton公司生产的Reg Eld14 (2)全站仪结构与特点 全站仪的基本功能是测量水平角,竖直角和斜距,借助于机内固化的软件可以 组成多种测量功能,如可以计算并显示平距,高差以及镜站点的三维坐标,进 行偏心测量,悬高测量,对边测量,面积计算等.
全站仪的结构组成和基本操作方法
全站仪第一节全站仪的结构组成和基本操作方法第一节全站仪的结构组成和基本操作方法数字化测图的关键仪器是电子全站仪。
它具有功能强、精度高、用途广和使用方便、快捷等特点，备受欢迎。
目前，世界各国生产的全站仪品种、规格、型号繁多，并朝着自动化、智能化的方向发展，如增加自动调焦、自动锁定跟踪目标、激光对点、数字键、免棱镜观测、DOS操作等等。
但无论哪一种规格型号，其中最主要的几种指标是：测程、测角精度、测距精度、存点数量。
(图5-1)为南方测绘公司的全站仪系列产品。
各种全站仪的基本操作上略有不同。
但基本原理和主要功能基本相同。
本章将以拓普康电子全站仪为例，介绍全站仪的有关知识。
一、GTS—332电子全站仪的组成GTS—332电子全站仪由电子经纬仪、光电测距仪和微机三部分组成，主要技术指标是：单棱鏡测程3km，测角精度±2″，测距精度（±2mm+2ppm•D），野外测量最多能存8000个点，能进行数据采集、数据文件存储并通过RS—232C串行信号接口与其它计算机进行数据通讯。
全站仪的各部件名称如(图5-2)。
二、基本操作方法全站仪的安置操作（对中、整平、瞄准等）与经纬仪基本相同，所不同的是，全站仪有一操作键盘和显示屏（图5-3），通过观测和键盘的操作，会在显示屏上显示出各种数据。
1、键盘操作各种操作键的功能见(表5-1)。
按POWER键打开电源开关后，可直接进入角度测量，如按键或键可进行距离测量或坐标测量，若按MENU键，将进入菜单测量模式。
操作键表5-1键名称功能POWER电源电源开关星键1．显示屏对比度2．十字丝照明3．背景光4．倾斜改正5．设置大气改正和棱镜常数坐标测量键坐标测量模式距离测量键距离测量模式ANG角度测量键角度测量模式MENU菜单键在菜单角模式和之间切换，在菜单角模式下可设应用测量与照明调节、仪器系统误差改正ESC退出键1．返回测量或上一层模式2．从正常测量直接进入数据采集模式或放样模式3．也可用作为正常测量模式下的记录键ENT确认输入键在输入值末尾按此键F1-F4软键（功能键）对应于显示的软键功能信息2、显示屏显示的符号(表5-2)显示屏表5-2显示内容显示内容V（V%）垂直角（坡度显示）N北向坐标（X）HR水平角（右角）E东向坐标（Y）HL水平角（左角）Z 高程（H）HD水平距离*EDM（电子测距）正在进行VD高差m以米为单位SD倾斜距离f以英尺/英寸为单位在显示屏右边的各操作键与显示屏下方的软键（功能键）配合，将组合成各种各样的功能，并在显示屏上显示出各种信息（图5-4）。
使用全站仪进行建筑物结构变形监测
使用全站仪进行建筑物结构变形监测简介：建筑物结构的变形与稳定性是建筑工程中至关重要的问题。
为了及时发现潜在的结构问题，确保建筑物的安全与稳定，工程师和建筑师经常使用全站仪进行结构变形监测。
本文将介绍全站仪的原理和应用，并讨论其在建筑物监测中的重要性。
一、全站仪的原理全站仪是一种测量仪器，由测量仪和特殊的反射镜装置组成。
通过发送和接收红外射线，全站仪能够测量建筑物各个点的位置和变形。
全站仪的工作原理基于三角测量法，通过测量观测点与仪器的角度差以及观测点与仪器的距离，从而确定观测点的坐标。
二、全站仪在建筑物监测中的应用1. 结构变形监测全站仪在建筑物结构变形监测中发挥着重要的作用。
通过在建筑物的不同部位放置三角测量点，并定期进行测量，工程师能够及时检测到建筑物的变形情况。
这种变形监测能够帮助工程师判断建筑物是否存在潜在的结构问题，并采取相应的修复措施。
2. 地基沉降监测除了结构变形监测，全站仪还可以用于建筑物地基沉降的监测。
地基沉降是建筑物安全与稳定性的重要指标。
通过在建筑物的基础上放置多个测量点，并测量其高程变化，工程师能够及时发现并评估地基的沉降情况。
这种地基沉降监测能够帮助工程师判断地基的承载能力，为建筑物的设计和施工提供重要参考。
3. 拱顶位移监测对于一些大型建筑物，如体育场馆和大型文化建筑，拱顶位移是一个重要的考虑因素。
借助全站仪的高精度测量能力，工程师可以对拱顶位置进行实时监测，并记录其位移情况。
通过监测结果，工程师可以调整建筑物的结构设计，确保拱顶的稳定性。
三、使用全站仪进行建筑物监测的重要性1. 及时发现潜在问题通过使用全站仪进行建筑物监测，工程师能够及时发现潜在的结构问题。
建筑物的结构变形往往需要一段时间才能显现出来。
而通过定期的测量，工程师能够及早识别和解决这些问题，确保建筑物的安全和稳定性。
2. 提供科学依据全站仪能够提供高精度的测量结果，这为工程师提供了科学的数据依据。
以往，建筑物的监测主要依赖于工程师的经验和直觉。
全站仪
全站仪
全站仪——随着现代科学技术的发展和计算机的广泛应用， 一种集测距装置、测角装置和微处理器为一体的新型测量仪 器应运而生。这种能自动测量和计算，并通过电子手簿或直 接实现自动记录、存储和输出的测量仪器，称为全站式电子 速测仪，简称全站仪。 分为分体式和整体式两类。
测量仪器总的发展过程
测量仪器总的发展过程： 光学经纬仪 电子经纬仪 全站仪的发展过程： 1.普通型全站仪 2.功能型全站仪 3.磁卡型全站仪 4.内存式全站仪 5.全自动智能全站仪 速测全站仪 全站仪。
2）气象改正
某测距仪的气象改正公式为： 某测距仪的气象改正公式为：
0 . 3872 P ∆ L t = 278 . 96 − L 1 + 0 . 003661 t
式中：ΔLt——气象改正值，单位为 气象改正值， 式中： 气象改正值 单位为mm； ； P——测站气压，单位为mmHg， 测站气压，单位为 测站气压 ， 1 mmHg=133.322Pa； ； t——测站温度，单位为°C； 测站温度，单位为° 测站温度 L——距离，单位为km 。 ——距离，单位为km 距离
∆β
全站仪的主要功能
不同厂家生产的电子全 站仪其键盘设计并不完 6、偏心测量 全相同， 全相同，实现相同测量 如图，若侍定点处不 功能的按键程序和步骤 也不完全一样， 也不完全一样，具体使 能设置棱镜，可将棱 用应参见厂家的使用说 镜设置在待定点的左 明书。 明书。
侧或右侧，并使棱镜 至站点的距离相当， 瞄准棱镜并进行观测， 再照准待定点，仪器 即可显示待定点的坐 标。
三）测程及测距仪的精度：
1、测程：测距仪一次所能测的最远距离。 短程测距仪 — 测程小于5km； 中程测距仪 — 测程在5km-30km； 远程测距仪 — 测程在30km以上。
全站仪——随着现代科学技术的发展和计算机的广泛应用， 一种集测距装置、测角装置和微处理器为一体的新型测量仪 器应运而生。这种能自动测量和计算，并通过电子手簿或直 接实现自动记录、存储和输出的测量仪器，称为全站式电子 速测仪，简称全站仪。 分为分体式和整体式两类。
测量仪器总的发展过程
测量仪器总的发展过程： 光学经纬仪 电子经纬仪 全站仪的发展过程： 1.普通型全站仪 2.功能型全站仪 3.磁卡型全站仪 4.内存式全站仪 5.全自动智能全站仪 速测全站仪 全站仪。
2）气象改正
某测距仪的气象改正公式为： 某测距仪的气象改正公式为：
0 . 3872 P ∆ L t = 278 . 96 − L 1 + 0 . 003661 t
式中：ΔLt——气象改正值，单位为 气象改正值， 式中： 气象改正值 单位为mm； ； P——测站气压，单位为mmHg， 测站气压，单位为 测站气压 ， 1 mmHg=133.322Pa； ； t——测站温度，单位为°C； 测站温度，单位为° 测站温度 L——距离，单位为km 。 ——距离，单位为km 距离
∆β
全站仪的主要功能
不同厂家生产的电子全 站仪其键盘设计并不完 6、偏心测量 全相同， 全相同，实现相同测量 如图，若侍定点处不 功能的按键程序和步骤 也不完全一样， 也不完全一样，具体使 能设置棱镜，可将棱 用应参见厂家的使用说 镜设置在待定点的左 明书。 明书。
侧或右侧，并使棱镜 至站点的距离相当， 瞄准棱镜并进行观测， 再照准待定点，仪器 即可显示待定点的坐 标。
三）测程及测距仪的精度：
1、测程：测距仪一次所能测的最远距离。 短程测距仪 — 测程小于5km； 中程测距仪 — 测程在5km-30km； 远程测距仪 — 测程在30km以上。
全站仪工作原理 操作介绍
• 开放性环境，用户可二次开发功能(开放性具有足够的包容性和 灵活性，在不同的场合中能够适应不同的要求。随着科学技术的 进步，开放环境的要求已经遍及整个开发和应用领域。过去用户 只能被动地接收全站仪所提供的功能，若遇到一些特殊要求的工 作，用户只能采用一些变通的方法，不能主动地去指挥仪器工作 。而在开放环境的条件下，用户就可以参与到仪器功能的二次开 发中，从而使用户真正地成为仪器的“头脑”，使仪器按照人的 意愿去进行工作。
• 内置程序增多和标准化 （内置程序能够实时提供观测过程并计算出最 终结果。观测者只要能够按仪器中设定的功能，操作步骤正确就能完 成测量工作，而不含程序的全站仪则只能提供观测值和观测值的计算 值。通过程序将内业计算的工作直接在外业中完成，程序的执行过程 实际上也就是仪器操作的执行过程。目前，各厂家仪器都具备有内置 程序2020的/3/21功能，比较实用的程序有度盘定向、放样测量、坐标测量等。
表3-2 测距仪的精度分级
2020/3/21
2、全站仪的等级
表3-4 全站仪的准确度等级
• I、Ⅱ级仪器为精密型全站仪，主要用于 高等级控制测量及变形观测等；
• Ⅲ、Ⅳ级仪器主要用于道路和建筑场地 的施工测量、电子平板数据采集、地籍 测量和房地产测量等
2020/3/21
2020/3/21
五、电脑全站仪的主要特点 (一）电脑全站仪（智能型全站仪）：具有双轴倾斜补 偿器，双边主、附显示器，双向传输通讯，大容量的 内存或磁卡与电子记录簿两种记录方式以及丰富的机 内软件，因而测量速度快、观测精度高、操作简便、 适用面宽、性能稳定，深受广大测绘技术人员的欢迎， 成为1993年以来的全站仪主流发展方向。
能、开放性、智能型、标准化方向发展，它将在地形 测量、工程测量、工业测量、建筑施工测量和变形观 测等领域中发挥越来越重要的作用。
(整理)全站仪的基本组成.
全站仪的基本组成全站仪，即全站型电子速测仪，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，并能与外转设备交换住处的多功能测量仪器。
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。
从总体上看，全站仪有下列两大部分组成：（1）为采集数据而设置的专用设备：主要有电子测角系统，电子测距系统，数据存储系统，还有自动补偿设备等。
（2）过程控制机：主要用于有序地实现上述每一专用设备的功能。
过程控制机包括与测量数据相联接的外转设备及进行计算、产生指令的微处理机。
3、全站仪保管的注意事项3.1仪器的保管由专人负责，每天现场使用完毕带回办公室；不得放在现场工具箱内。
3.2 仪器箱内应保持干燥，要防潮防水并及时更换干燥剂。
仪器必须放置专门架上或固定位置。
3.3 仪器长期不用时，应以一月左右定期取出通风防霉并通电驱潮，以保持仪器良好的工作状态。
3.4 仪器放置要整齐，不得倒置。
4、使用时应注意事项：4.1 开工前应检查仪器箱背带及提手是否牢固。
4.2 开箱后提取仪器前，要看准仪器在箱内放置的方式和位置，装卸仪器时，必须握住提手，将仪器从仪器箱取出或装入仪器箱时，请握住仪器提手和底座，不可握住显示单元的下部。
切不可拿仪器的镜筒，否则会影响内部固定部件，从而降低仪器的精度。
应握住仪器的基座部分，或双手握住望远镜支架的下部。
仪器用毕，先盖上物镜罩，并擦去表面的灰尘。
装箱时各部位要放置妥帖，合上箱盖时应无障碍。
4.3 在太阳光照射下观测仪器，应给仪器打伞，并带上遮阳罩，以免影响观测精度。
在杂乱环境下测量，仪器要有专人守护。
当仪器架设在光滑的表面时，要用细绳（或细铅丝）将三脚架三个脚联起来，以防滑倒。
4.4当架设仪器在三脚架上时，尽可能用木制三脚架，因为使用金属三脚架可能会产生振动，从而影响测量精度。
4.5 当测站之间距离较远，搬站时应将仪器卸下，装箱后背着走。
全站仪工作原理
全站仪工作原理
全站仪是一种用于测量地面和建筑物的工具，它通过激光或电
子信号来测量距离、角度和高程，从而确定物体的位置和形状。
全
站仪的工作原理主要包括三个方面，测距原理、测角原理和测高原理。
首先，全站仪的测距原理是利用激光或电子信号发射出去并经
过反射后返回，通过测量发射和接收的时间差来计算出物体与全站
仪的距离。
这种测距原理可以实现高精度的距离测量，通常可以达
到几毫米的精度。
全站仪的测距原理是其工作的基础，也是其最重
要的功能之一。
其次，全站仪的测角原理是利用内置的角度测量装置来测量物
体的水平角和垂直角。
这些角度信息可以用来确定物体的方向和位置，从而实现对物体的精确定位。
测角原理是全站仪实现测量精度
的关键，也是其在建筑和地理测量领域得到广泛应用的重要原因之一。
最后，全站仪的测高原理是利用激光或电子信号来测量物体的
高程。
通过测量信号的反射时间或者信号的强度来确定物体的高度，
从而实现对物体高程的测量。
这种测高原理可以在地形测量和建筑物测量中发挥重要作用，为工程测量提供了重要的数据支持。
综上所述，全站仪的工作原理主要包括测距原理、测角原理和测高原理。
这些原理的相互配合和协同作用，使全站仪成为一种功能强大、测量精度高的测量工具，广泛应用于建筑、地理测量、地质勘探等领域。
全站仪的工作原理深刻地影响着其性能和应用，对于用户来说，了解全站仪的工作原理，有助于更好地使用和维护全站仪，提高测量工作的效率和精度。
全站仪说明
功能
1
F1
MEAS
进行测量″
F2
MODE
设置测距模式，Fine/Coarse/Tracking（精度/粗测/跟踪)
F3
S/A
设置音响模式
F4
P1↓
显示第2页软键功能
2
F1
OFSET
选择偏心测量模式
F2
S.O
选择放样测量模式
F3
m/f/i
距离单位米/英尺/英尺、英寸切换
F4
P2↓
显示下一页（第1页）软键功能
（3）坐标测量模式
页数
软键
显示符号
功能
1
F1
MEAS
进行测量″
F2
MODE
设置测距模式，Fine/Coarse/Tracking（精度/粗测/跟踪)
F3
S/A
设置音响模式
F4
P1↓
显示第2页软键功能
2
F1
R.HT
输入棱镜高
F2
INS.HT
输入仪器高
F3
OCC
输入仪器站坐标
F4
P2↓
显示第3页软键功能
（2）视准轴误差的检验
视准轴误差在仪器出厂前已测定并存入仪器中。测角时，即使只用一个盘位，也能获得精确的测量结果。
视准轴误差应经常进行检验，如果发生变化，可重新测定。其操作步骤与经纬仪视准轴误差检验相同。
①目的：使视准轴垂直于横轴。
②检验：在平坦地面上，选择相距100m左右的A\B两点，在A点竖立一标志，B点横置一个刻有毫米分划的标尺，并使其垂直于AB。将仪器安置于AB连线的中点O上，整平仪器，盘左位置照准A，固定照准部，倒转望远镜，用十字上竖丝在B点尺上读数B1。旋转照准部以盘右瞄准A点，固定照准部，倒转望远镜在B点尺上读数B2。如果B1=B2，说明视准轴垂直于横轴，如果B1≠B2,，则应进行校正。
1
F1
MEAS
进行测量″
F2
MODE
设置测距模式，Fine/Coarse/Tracking（精度/粗测/跟踪)
F3
S/A
设置音响模式
F4
P1↓
显示第2页软键功能
2
F1
OFSET
选择偏心测量模式
F2
S.O
选择放样测量模式
F3
m/f/i
距离单位米/英尺/英尺、英寸切换
F4
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显示下一页（第1页）软键功能
（3）坐标测量模式
页数
软键
显示符号
功能
1
F1
MEAS
进行测量″
F2
MODE
设置测距模式，Fine/Coarse/Tracking（精度/粗测/跟踪)
F3
S/A
设置音响模式
F4
P1↓
显示第2页软键功能
2
F1
R.HT
输入棱镜高
F2
INS.HT
输入仪器高
F3
OCC
输入仪器站坐标
F4
P2↓
显示第3页软键功能
（2）视准轴误差的检验
视准轴误差在仪器出厂前已测定并存入仪器中。测角时，即使只用一个盘位，也能获得精确的测量结果。
视准轴误差应经常进行检验，如果发生变化，可重新测定。其操作步骤与经纬仪视准轴误差检验相同。
①目的：使视准轴垂直于横轴。
②检验：在平坦地面上，选择相距100m左右的A\B两点，在A点竖立一标志，B点横置一个刻有毫米分划的标尺，并使其垂直于AB。将仪器安置于AB连线的中点O上，整平仪器，盘左位置照准A，固定照准部，倒转望远镜，用十字上竖丝在B点尺上读数B1。旋转照准部以盘右瞄准A点，固定照准部，倒转望远镜在B点尺上读数B2。如果B1=B2，说明视准轴垂直于横轴，如果B1≠B2,，则应进行校正。
全站仪测量基本原理
全站仪测量基本原理
全站仪测量基本原理包括三个方面：角度测量、距离测量和坐标计算。
角度测量：全站仪通过使用一对精确的水平仪来确定水平，然后使用垂直悬臂式测角仪来测量垂直角。
利用水平仪和垂直角度，测量仪可以确定任意方向上的水平角。
测量数据通过传感器和高精度编码器转化为数字信号并存储。
距离测量：全站仪使用电磁波（通常为红外线）通过发射一个瞬时脉冲并接收反射回来的信号来测量距离。
测量仪中的电子设备用于测量脉冲发射和接收之间的时间差，进而计算出距离。
坐标计算：全站仪可以通过测量不同方向的角度和距离来确定待测点相对于参考点的坐标。
通过使用三角函数和三角测量原理，可以将角度和距离转化为坐标值。
这些计算可以在测量仪内部的电脑进行，也可以在外部计算机上进行。
总结起来，全站仪测量基本原理是利用角度测量、距离测量和坐标计算来确定待测点的位置坐标。
这些原理的应用保证了测量数据的准确性和可靠性，使得全站仪成为现代测量领域中不可或缺的工具。
全站仪的原理
全站仪的原理
全站仪是一种用于测量地面上各点的三维坐标的仪器。
它的测量原理是基于三角测量原理和角度测量原理。
在三角测量原理中，全站仪通过测量测站位置与待测点的连线方向和长度，以及它们与已知点的连线方向和长度，利用三角关系计算待测点的坐标。
全站仪使用的三角测量原理可以有效地解决点位定位问题，并具有较高的精度。
在角度测量原理中，全站仪通过测量测站位置与待测点的连线方向和已知点的连线方向之间的角度差，以及测站与待测点之间的水平和垂直方向的角度差，来计算待测点的坐标。
角度测量原理可以补充三角测量原理的不足，提高测量的精度和可靠性。
全站仪的测量原理基于上述两个原理的综合应用，通过测量仪器内的角度传感器和距离传感器读取的数据，结合已知点的坐标信息和仪器的位置信息，利用计算机软件进行数据处理和坐标计算，最终得出待测点的三维坐标。
总结起来，全站仪的原理是基于三角测量原理和角度测量原理，通过测量仪器内的角度和距离数据，并结合已知点坐标和仪器位置信息，通过计算处理得出待测点的三维坐标。
全站仪工作原理
全站仪工作原理
全站仪是一种测量工具，用于测量地面上不同点之间的水平和垂直距离。
它的工作原理是利用光学测量和角度计算来确定目标点的位置。
首先，全站仪发射一束可见光的激光束，这个激光束在测量距离的过程中被称为测距光束。
测距光束照射到目标点上，然后被反射回全站仪。
全站仪上配备有接收器，它接收到反射回来的测距光束。
接收器将激光束上的光信号转换成电信号，并通过电路处理来确定反射光束的强度。
接下来，全站仪通过测量测距光束在空气中传播的时间来计算出目标点与仪器的距离。
这个测量过程利用了光在空气中的传播速度。
同时，全站仪还能测量反射光束在水平和垂直方向上的角度。
它通过内置的仰角、水平角以及方位角的测量系统来测量目标点的位置。
利用测量到的距离和角度数据，全站仪通过三角计算方法计算出目标点的坐标。
具体的计算过程是基于三角测量原理，利用几何和三角学的知识进行计算。
综上所述，全站仪通过利用光学测量和角度计算来确定地面上不同点之间的水平和垂直距离，从而实现测量和定位的功能。
全站仪结构及工作原理
全站仪结构及工作原理嘿！今天咱们来好好聊聊全站仪这玩意儿的结构及工作原理呀！全站仪，哎呀呀，这可是在测量领域里相当重要的工具呢！先来说说它的结构吧。
全站仪主要由五个部分组成。
首先是望远镜系统，哇，这就像是全站仪的“眼睛”呢。
它能够帮助我们清晰地看到远处的目标，而且还具备放大和调焦的功能，让我们可以更准确地瞄准测量点。
接着是测角系统，这可是全站仪的核心之一呀！它能够精确地测量水平角和垂直角，为后续的计算提供关键的数据。
再来说说测距系统，哎呀呀，这个部分可厉害了！它通过发射和接收电磁波，然后根据时间差来计算距离，精度那是相当高的呢！还有中央处理单元，就像是全站仪的“大脑”，负责处理和计算各种测量数据，把复杂的数据转化为我们能理解的结果。
最后是电源系统，没有电，全站仪可就没法工作啦！这为整个仪器提供了持续的动力支持。
那全站仪的工作原理又是怎样的呢？当我们要进行测量时，首先通过望远镜瞄准目标。
然后，测角系统会测量出水平角和垂直角的数据。
同时，测距系统发射电磁波，并接收反射回来的信号，计算出距离。
这些测量得到的数据会被传输到中央处理单元。
这里呀，就像是一个数据处理的“工厂”。
中央处理单元会根据内置的程序和算法，对这些数据进行处理和计算。
经过一系列复杂的运算，最终得出我们需要的测量结果，比如坐标、高差等等。
全站仪的工作原理看似简单，实际上却包含了很多精密的技术和复杂的计算。
它的出现，大大提高了测量工作的效率和精度。
在实际应用中，全站仪可发挥了大作用呢！比如说在建筑施工中，能够准确测量建筑物的位置和高度，确保施工的准确性。
在道路桥梁建设中，也能为路线规划和桥梁设计提供精确的数据支持。
哎呀呀，全站仪的结构和工作原理真的是太精妙啦！随着科技的不断进步，相信全站仪也会不断升级和改进，为我们的测量工作带来更多的便利和惊喜呢！。
全站仪概述
全站仪概述
（1）普通全站仪。 普通全站仪具有常规测量和程序测量功能，测 程为1～5 km，测距精度为5 mm左右，测角精度 为2″～5″。其价格相对低廉，使用最广泛，在全站 仪产品中占比例较大。
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（2）Windows全站仪。 Windows全站仪是在普通全站仪的基础上引入 了Windows CE操作系统，虽然仪器的技术参数变化 不大，但仪器的操作性、机动性提高很多，代表了全 站仪信息化、可视化的发展方向，是普通全站仪未来 的替代产品。但因价格较高，其目前市场占有率还不 高。
全站仪概述
图5-2 全站仪的结构原理
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1.3 全站仪的主要技术参数
全站仪的主要技术参数既可以反映全站仪 的性能，也可以反映全站仪的品质。作为全站 仪的使用者，应了解仪器的主要技术参数，熟 悉仪器的性能和功能，才能更好地使用仪器。 全站仪的主要技术参数如下：
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（1）望远镜放大倍数。望远镜放大倍数是反映全站仪光 学性能的指标之一，普通全站仪放大倍数一般为30倍左右。
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1.2 全站仪的结构及原理 1. 全站仪的结构
全站仪虽然品种繁 多，但各类全站仪的外 形结构差别不大，现以 索佳SET10K系列全站仪 （见图5-1）为例介绍全 站仪的结构部件。
全站仪概述
图5-1 索佳SET10K系列全站仪
1—物镜； 2—显示窗； 3—圆水准器； 4—圆水准器校正螺丝； 5—脚螺旋； 6—底板； 7—三角基座制动控制杆； 8—操作面板； 9—电池盒盖； 10—仪器高标志； 11—提柄固紧螺
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2. 全站仪的结构原理
全站仪由测角部分、测距部分、补偿部分、微处理装置 四大部分组成，它本身就是一个带有特殊功能的计算机控制 系统，其微处理装置由微处理器、存储器、输入/输出设备 等部分组成。由微处理器对获取的倾斜距离、水平角、竖直 角、垂直轴倾斜误差、视准轴误差、横轴误差、竖盘指标差、 棱镜常数、气温、气压等信息加以处理，从而获得各项改正 后的观测数据和计算数据。在仪器的只读存储器中固化了测 量程序，测量过程由该程序完成。
全站仪原理
全站仪原理
全站仪是一种高精度的测量仪器，广泛应用于土地测量、建筑工程、道路施工
等领域。
它利用光学、机械和电子技术，能够测量水平角、垂直角和斜距，具有高精度、高效率的特点。
全站仪的原理是基于光学测量和电子数据处理的技术，下面我们来详细了解一下全站仪的原理。
首先，全站仪利用光学测量原理进行角度测量。
它通过望远镜和角度测量装置
来观测目标点，利用光束的反射和折射，测量目标点与仪器之间的水平角和垂直角。
全站仪的望远镜具有高倍率和高分辨率，能够精确对准目标点，并通过角度测量装置将角度数据传输到电子处理系统中。
其次，全站仪利用电子数据处理原理进行距离测量。
它通过发射一束红外线或
激光束，照射到目标点上并接收反射回来的光信号，通过测量光信号的时间差来计算目标点与仪器之间的斜距。
全站仪的电子处理系统能够精确计算出斜距数据，并结合角度数据进行坐标计算，从而实现对目标点的精确定位。
此外，全站仪利用机械结构原理实现测量精度的保障。
它采用稳定的三轴结构
和精密的角度测量装置，能够确保测量过程中的稳定性和准确性。
全站仪的机械结构设计经过精密的加工和调试，能够在各种复杂的环境条件下保持高精度的测量性能。
综上所述，全站仪的原理主要包括光学测量、电子数据处理和机械结构三个方面。
它通过高精度的光学测量装置、精密的电子处理系统和稳定的机械结构，实现了对目标点的高精度测量。
全站仪在现代测量领域发挥着重要作用，为工程测量和地理测量提供了可靠的技术支持，有着广阔的应用前景和市场需求。
全站仪原理
§5-2全站仪的使用
三.高级测量
1．后方交会测量 全站仪安置在某一待定 点上，通过对两个以上 点上， 的已知点处的棱镜进行 观测， 观测，并输入各已知点 三维坐标及仪器高和棱 镜高后， 镜高后，全站仪即可 显示待定点的三维坐标。 显示待定点的三维坐标。
§5-2全站仪的使用
三.高级测量
2．放样测量 将要测设的角度和边长 （或坐标值）输入全站 或坐标值） 仪，在放样过程中仪器 显示角度和边长的实测值 与放样值之差， 与放样值之差，根据显示的偏离值及符号 调整棱镜位置，直至偏离值为零， 调整棱镜位置，直至偏离值为零，此时棱镜 所处位置即为要测设的点位。 所处位置即为要测设的点位。有的电子全站 仪还可通过图形显示出棱镜上下左右前 后的移动方向。 后的移动方向。
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§5-2全站仪的使用
三.高级测量
4．悬高测量 要测量某些不能设置反射棱镜的 目标（高压电线、桥梁桁架） 目标（ ） 的高度时， 的高度时，可在目标正 上方或正下方处安置棱 镜，输入棱镜高h1，瞄 输入棱镜高h1， h1 准棱镜并观测后， 准棱镜并观测后，再瞄 准目标，仪器即可显示目标的高度H 准目标，仪器即可显示目标的高度H
§5-2全站仪的使用
二.基本测量
2．距离测量 （1）测量前的检查
①电池电量已充足； 电池电量已充足； 度盘指标已设置好； ②度盘指标已设置好； 仪器参数已按观测条件设置好； ③仪器参数已按观测条件设置好； 气象改正数、棱镜常数改正数和测距模式已设置完毕； ④气象改正数、棱镜常数改正数和测距模式已设置完毕； 已准确照准棱镜中心，返回信号强度适宜测量。 ⑤已准确照准棱镜中心，返回信号强度适宜测量。
§5-2全站仪的使用
二.基本测量
1．角度测量 用水平制动钮和微动螺旋精确照准后视点； ①用水平制动钮和微动螺旋精确照准后视点； 在测量度模式将后视点方向设置成零； ②在测量度模式将后视点方向设置成零； 精确照准前视点； ③精确照准前视点； 所显的值，即为两点间的夹角。 ④所显的值，即为两点间的夹角。
全站仪的原理
全站仪的原理一、仪器概述全站仪是一种高精度的测量仪器，它可以同时测量水平角、垂直角和斜距距离，广泛应用于土木工程、建筑工程、道路工程等领域。
全站仪具有高精度、高效率、多功能等特点，成为现代测量技术的重要组成部分。
二、光学原理1. 光线传输全站仪使用的是光学测量原理，即利用光线进行测量。
在全站仪中，发射器发出一束可见光，经过物镜后形成一束平行光线，并射向被测物体上的反射棱镜。
反射棱镜将光线反射回来，经过物镜后再次聚焦到探测器上。
2. 视轴方向在全站仪中，视轴是指从物镜中心点到探测器中心点的连线。
视轴方向与水平面垂直，在水平方向上呈现出一个水平圆锥面。
3. 水平角度计算水平角是指视轴与正北方向之间的夹角。
在全站仪中，水平角度计算采用电子读数方式进行计算。
全站仪内部装有水平角度计算器，它可以自动记录并计算水平角。
4. 垂直角度计算垂直角是指视轴与水平面之间的夹角。
在全站仪中，垂直角度计算采用电子读数方式进行计算。
全站仪内部装有垂直角度计算器，它可以自动记录并计算垂直角。
5. 斜距测量斜距是指从全站仪到被测物体的实际距离。
在全站仪中，斜距测量采用三角测量原理进行计算。
全站仪内部装有斜距测量器，它可以自动记录并计算斜距。
三、电子技术原理1. 电子读数全站仪采用电子读数方式进行测量。
在测量过程中，光学信号被转换成电信号，并通过传感器传输到控制器中进行处理和分析。
控制器内部装有数字显示屏，可以实时显示测量结果。
2. 数据存储和传输在全站仪中，数据存储和传输采用电子技术进行处理。
控制器内部装有大容量存储器和通讯接口，可以将数据保存到存储卡或通过无线网络传输到计算机上进行处理和分析。
3. 自动补偿全站仪内部装有自动补偿系统，可以自动修正测量误差。
在测量过程中，全站仪会自动检测并纠正水平角、垂直角和斜距的误差，从而确保测量结果的高精度和高可靠性。
四、机械结构原理1. 井字轴结构全站仪采用井字轴结构设计，可以实现水平方向和垂直方向的精确控制。
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全站仪的结构和工作原理寸录第一节全站仪概述第二节全站仪的发展现状及前景第三节第三节电子经纬仪第四节电磁波测距仪第五节全站仪的操作第六节全站仪的检定和检验第七节全站仪的使用与维护第一节 全站仪概述一、 全站仪概述全站仪，即全站型电子速测仪( Electronic Total Station)。
是一种集光、机械、 电子部件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。
因其一次安置仪器就可完成该测站上全部测量工作， 所以称之为 全站仪。
因全站仪具有多功能、高效率的特性，目前几乎可以用在所有的测量领域。
全站仪是人们在角度测量自动化的过程中应用而生的， 各类电子经纬仪在各种测绘作业中起 着巨大的作用。
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。
最初速测仪的距离测量是通过光学方法来实现的， 际上，“光学速测仪” 就是指带有视距丝的经纬仪， 距来确定，而高程则是用三角测量方法来确定的。
快速、简易，而在短距离( 100 米以内)、低精度 定中，有其优势，得到了广泛的应用。
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”( Electronic Tachymeter )。
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。
近年来，随着微电子技术、电子计算技术、电子记录技术的迅速发展和广泛应用，全 世界众多测绘仪器制造厂家不断推出各种型号的全站仪，以满足各类用户各种用途的需要。
特别是新一代的智能型全站仪， 不仅测量速度快、 精度高，还内置有微处理器和存储器，以 及功能强大的系统软件和丰富多彩应用程序， 可实现设计、计算、 放样等许多高级功能，将 全站仪的发展推向了一个崭新的阶段。
二、 全站仪的分类全站仪采用了光电扫描测角系统，其类型主要有：编码盘测角系统、光栅盘测角系 统及动态（光栅盘）测角系统等三种 。
全站仪按结构组成分为组合式 （Modular ）全站仪 （测距单元与电子经纬仪既可组合 又可分离，两者通过专用的电缆和接口装置连接）和整体式（ Integrated ）全站仪（测角、 测距和微处理器单元与仪器的光学、 机械系统融为一体不可分离， 且经纬仪的视准轴和测距 仪的发射轴、接收轴三轴共线。
全站仪按功能分为普通全站仪（能够测角、测距和计算坐标、 高差）、智能型全站 仪（具有内置或可扩充的系统软件和工具软件，具有自动安平和补偿设备） 、自动跟踪式全 站仪等。
最近十余年来， 随着制造工艺、 微电子技术和计算机技术的发展， 世界上各个主要 测量仪器制造厂商出产的全站仪大都属于新一代的集成式智能型全站仪。
我们称这种速测仪为 “光学速测 仪” 。
实 被测点的平面位置由方向测量及光学视 带有“视距丝”的光学速测仪，由于其( 1/200(1/500 )的测量中，如碎部点测三、全站仪的应用全站仪的应用范围已不仅局限于测绘工程、建筑工程、交通与水利工程、地籍与房地产测量，而且在大型工业生产设备和构件的安装调试、船体设计施工、大桥水坝的变形观测、地质灾害监测及体育竞技等领域中都得到了广泛应用。
全站仪的应用具有以下特点：1. 在地形测量过程中，可以将控制测量和地形测量同时进行。
2. 在施工放样测量中，可以将设计好的管线、道路、工程建筑的位置测设到地面上，实现三维坐标快速施工放样。
3. 在变形观测中，可以对建筑（构筑）物的变形、地质灾害等进行实时动态监测。
4. 在控制测量中，导线测量、前方交会、后方交会等程序功能，操作简单、速度快、精度高；其他程序测量功能方便、实用且应用广泛。
5. 在同一个测站点，可以完成全部测量的基本内容，包括角度测量、距离测量、高差测量，实现数据的存储和传输。
6. 通过传输设备，可以将全站仪与计算机、绘图机相连，形成内外一体的测绘系统，从而大大提高地形图测绘的质量和效率。
四、现代全站仪的特性和功能新一代的集成式智能型全站仪一般具有下列特性和功能：1. 电子水准器、激光对点器使整平、对中更为简便；2. 友好的用户界面可指导和提示作业人员应进行的操作；3. 强大的系统软件能自动进行仪器调校、参数设置、气象改正等；4. 丰富的应用软件可实现面积计算、导线测量、交会测量、道路放样等复杂操作流程和数据处理；5. 三轴补偿器可自动测定竖轴误差、横轴误差和视准轴误差并加以改正，提高了半测回测角精度；6. 动态电子测角系统可自动消除度盘偏心误差和分划误差的影响，而无需在测回间配置水平度盘；7. 通过主机或电子记录器上的标准通信接口，可实现全站仪与计算机之间的数据通信，从而使得测量数据的采集、处理与绘图等实现无缝连接，形成内外业一体化的高效率测量系统。
五、全站仪的基本组成及结构1.全站仪的基本组成全站仪几乎可以用在所有的测量领域。
电子全站仪由电源部分、测角系统、测距系统、数据处理部分、通讯接口、及显示屏、键盘等组成。
它本身就是一个带有特殊功能的计算机控制系统，其微机处理装置由微处理器、存储器、输入部分和输出部分组成。
由微处理器对获取的倾斜距离、水平角、竖直角、垂直轴倾斜误差、视准轴误差、垂直度盘指标差、棱镜常数、气温、气压等信息加以处理，从而获得各项改正后的观测数据和计算数据。
在仪器的只读存储器中固化了测量程序，测量过程由程序完成。
仪器的设计框架如图8-1所示。
图8-1全站仪设计框架其中：(1) 电源部分是可充电电池，为各部分供电；(2) 测角部分为电子经纬仪，可以测定水平角、竖直角，设置方位角；(3) 补偿部分可以实现仪器垂直轴倾斜误差对水平、垂直角度测量影响的自动补偿改正；⑷ 测距部分为光电测距仪，可以测定两点之间的距离；(5) 中央处理器接受输入指令、控制各种观测作业方式、进行数据处理等；(6) 输入、输出包括键盘、显示屏、双向数据通讯接口。
从总体上看，全站仪的组成可分为两大部分：一是为采集数据而设置的专用设备，主要有电子测角系统、电子测距系统、数据存储系统、自动补偿设备等。
二是测量过程的控制设备，主要用于有序地实现上述每一专用设备的功能，包括与测量数据相连接的外围设备及进行计算、产生指令的微处理机等。
只有上面两大部分有机结合才能真正地体现“全站”功能，既要自动完成数据采集，又要自动处理数据和控制整个测量过程。
2. 全站仪的基本结构全站仪按其结构可分为组合式(积木式)与整体式两种。
(1) 组合式全站仪组合式全站仪由测距头、光学经纬仪及电子计算部分拼装组合而成。
这种全站仪的出现较早，经不断地改进可将光学角度读数通过键盘输入到测距仪并对倾斜距离进行计算处理，最后得出平面距离、高差、方位角和坐标差，这些结果可自动地传输到外部存储器中，后来发展为把测距头、电子经纬仪及电子计算部分拼装组合在一起。
其优点是能通过不同的构件进行多样组合，当个别构件损坏时，可以用其他构件代替，具有很强的灵活性。
早期的全站仪都采用这种结构。
如图8-2是日本索佳公司生产的REDmini短程测距仪，仪器测程为 0.8km。
测距仪的支座下有插孔及制紧螺旋，可使测距仪牢固地安装在经纬仪的支架上方。
旋紧测距仪支架上的竖直制动螺旋后，可调节微动螺旋使测距仪在竖直面内俯仰转动。
测距仪发射接收镜的目镜内有十字丝分划板，用以瞄准反射棱镜。
I' •支柴廉；2—交架;3—主机皿一嗟直制动螺施：5—竖直微动媒艇：血一发射接收镜的i I锻;7—发射接收盅的物镜用一显示曲；9—电源电缆播臺10—电源开艾键(FCWER);】1--測肚键｛MR AS)图8-2组合式全站仪图8-3是组合式单块反射棱镜，当测程大于300m时，可换装三块棱镜。
图8-3 组合式单块棱镜此外，测距仪横轴到经纬仪横轴的高度与舰牌中心到反射棱镜中心的高度一致，从而使经纬仪瞄准视牌中心的视线与测距仪瞄准反射棱镜中心的视线保持平行（见图8-4 ）。
（2）整体式全站仪整体式全站仪是在一个机器外壳内含有电子测距、测角、补偿、记录、计算、存储等部分。
将发射、接收、瞄准光学系统设计成同轴，共用一个望远镜（见图8-5），角度和距离测量只需一次瞄准，测量结果能自动显示并能与外围设备双向通讯。
其优点是体积小、结构紧凑、操作方便、精度高，近期的全站仪都采用整体式结构。
整体式全站仪配套使用棱镜对中杆与支架，如果仪器有水平方向和竖直方向同轴双速制动及微动手轮，进行，更适合移动目标的跟踪测量及空间点三维坐标测量，操作更方便，应用更广泛。
瞄准操作只需单手1—娠瘵;2—光学村中器Htli；3—照准觇牌2—LZ站擁镜图8-5整体式全站仪望眼镜的光路六、电脑全站仪的主要特点电脑全站仪亦称智能型全站仪， 具有双轴倾斜补偿器，双边主、附显示器，双向传输通讯，大容量的内存或磁卡与电子记录簿两种记录方式以及丰富的机内软件， 因而测量速度快、观测精度高、操作简便、适用面宽、性能稳定，深受广大测绘技术人员的欢迎，成为1993 年以来的全站仪主流发展方向。
电脑全站仪的主要特点如下：1. 电脑操作系统电脑全站仪具有像通常 PC 机一样的DOS 操作系统。
2. 大屏幕显示可显示数字、文字、图像，也可显示电子气泡居中情况，以提高仪器安置的速度与精度，并采用人机对话式控制面板。
3. 大容量的内存 一般内存在1M 以上，其中主内存有 640K 、数据内存320K 、程序内存512K 、扩展内存 512K 。
4. 采用国际计算机通用磁卡。
所有测量信息都可以文件形式记入磁卡或电子记录簿，磁卡采用无触点感应式， 可以长期保留数据。
5•自动补偿功能补偿器装有双轴倾斜传感器，能直接检测出仪器的垂直轴，在视准轴方向和横轴方向上 的倾斜量，经仪器处理计算出改正值并对垂直方向和水平方向值加以改正，提高测角精度。