全站仪应用原理及误差分析.pdf

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1、重蚕霍篮曩露大米自厂玟不2012年增刊·65·全站仪应用原理及误差分析王贤羽，李焕忠，吴琼(抚顺矿业集团东露天矿，辽宁抚顺l13oo4)摘要：分析了全站仪测距部产生的误差，测角部产生的误差，轴系误差与度盘误差，为全站仪用户对仪器检验提供了简单的方法。利用自身程序对全站仪进行检验和校正，使观测者对全站仪原理误差有较透彻的了解，使用者在测量过程中注意它的原理误差，进而减小原理误差提高观测精度。使人们在实际测量中能利用自身程序解决一些常见问题。关键词：全站仪；原理误差；校正中图分类号：TD178文献标识码：B文章编号：1671—9816(

2、2012)S2—0o65一o41前言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，所以人们也通常简称为全站仪。原理误差大多表现为系统误差的属性，也有表从总体上看，全站仪主要有电子测角系统、电子现为随机误差属性的。但是全站仪的标称精度表述测距系统、和控制系统3大部分组成。的都是随机误差，有些人误以为仪器除了随机误差1)电子测角系统完成水平方向和垂直方向的角就没有其他任何的误差。而客观事实恰恰相反，系统度测量；误差的累积效应的影响作用会更大。从这个意义上2)电子测距系统完成仪器到目标之间的斜距测讲，关注仪器的系统误差

3、有着更重要的意义。量；2全站仪的发展概述3)控制系统负责测量过程控制、数据采集、误差补偿、数据计算、数据存储、通信传输等。20世纪60年代以后，电子测距技术日益成熟，人们将电磁波测距仪和光学经纬仪组合在一起的仪3全站仪的基本原理器统称为“电子速测仪”(Elee~nieTachymeter)。后3．1电子测距原理来也叫半站型电子速测仪。随着电子测角技术在经电子测距的原理是利用电磁波的直线传播和波纬仪中的广泛应用，出现了电子经纬仪，人们又把电速稳定的特性，通过测出两点之间的电磁波传播延磁波测距仪和电子经纬仪进行一体化设计，并逐步迟时间进

4、而间接测得直线距离的过程(见图1)。对其功能不断完善：电子改正(补偿)、电子记录、电=子计算等，这就是今天意义上的全站型电子速测仪。半站型电子速测仪也称之为“测距经纬仪”。这1一一一旦一旦一种速测仪出现较早，并且进行了不断的改进，可将光图1电子测距原理学角度读数通过键盘输入到测距仪，对斜距进行解以分别在A、两点架设测距仪器和反射器，测算，最后得出平距、高差、方向角和坐标差，这些结果距仪发射一束电磁波．电磁波在被测距离A、之间都可自动地传输到外部存储器中。传播，到达点后，被反射器反方向反射回来。反射全站型电子速测仪则是由电子测角、电子

5、测距、回的电磁波又被测距仪接收，如果电磁波测距仪能电子计算和数据存储单元等组成的三维坐标测量系测出电磁波从发射到接收这一段的时间间隔，也就统．测量结果能自动显示，并能与外围设备交换信息。是电磁波在被测距离D上往返传播所用的时间，收稿日期：2012—04—28那么，A、B之间的距离就可以利用路程、速度、时间作者简介：王贤羽(1979一)，男，辽宁抚顺人，助理工程的关系计算出来。师，20o8年毕业于辽宁工程技术大学测绘工程专业，现任抚设电磁波在大气中的传播速度，则距离D为：矿集团东露天矿生产技术科测量技术员。D=V￡／2·66·露大米矿

6、便不2012年增刊蚕蟊蚕盈式中的可由测距仪中的测时系统测出，大气制信号对发光二极管进行调制，另一路主频信号作中的波速=c／h可以通过大气温度、湿度、压力来为测相参考信号送至基准混频电路本机振荡信号混求出．这就是电磁渡测距的基本原理。频产生参考中频信号。我们通常把主频波长的一半用于测距的电磁波一般多为微波、激光和红外称为测尺尺长。线。目前全站仪中广泛使用的是红外线。利用这种电发光二级管受主频信号的调制，该光线经光学系子测距仪测量地面两点间的距离，只要测距仪的测程统会聚后射向目标点的反射棱镜。光线经反射后回到可以到达，且两点间没有障碍物

7、．任何地形条件下都接收光电二极管，光电二极管再次将光信号转化成电可进行。高山之间、江河两岸、甚至星球之间的距离都信号，这时的电信号就是主频经被测距离延迟后的可直接测量。在过去的几十年中，许多类型的电子测被测信号。由于该信号很微弱，所以需要进行高倍的距仪已经广泛应用于大地测量、航外控制测量、工程放大。放大后的被测信号送到测距混频电路和本机测量和地籍测量中，大大地提高了测距的作业效率。振荡信号混频产生被测中频信号，被测中频信号再根据不同的测时方法，电子测距的基本方法可经放大整形后送至测相电路。电路测出参考中频和以分为脉冲法测距、干涉法测

8、距、相位法测距。目前．被测中频的相位差，此时测相电路的结果实际上不在生产中使用的仪器绝大多数是相位法测距，所使仅包含有被测距离上光信号延迟所导致的相位差，用的电磁渡谱为红外波段。也包含有电信号在电路传输过程的延迟所导致的相1)相位法测