全站仪工作原理,操作介绍

第二章　全站仪 第一节全站仪的概况 第二节　全站仪的发展现状及展望 第三节　全站仪的测角原理 第四节　全站仪的测距原理 第五节　全站仪的补偿器原理 第六节　全站仪的数据处理原理 第七节　全站仪的数据通讯 第八节　全站仪基本测量功能 第九节全站仪的操作使用注意事项第一节　全站仪的概述一、基本概念（1）速测法：使用一种仪器在同一个测站点，能够同时测定某一点的平面位置和高程的方法。（2）全站仪：在一个测站点能快速进行三维坐标测量、定位和自动数据采集、处理、存储等工作，较完善地实现了测量和数据处理过程的电子化和一体化。全站仪的特点：小型、轻巧、精密、耐用，具有强大的软件功能，操作更加方便快捷、测量精度更高、内存量更大、结构造型更精美合理。二、全站仪的应用范围１、应用领域１）测绘工程、建筑工程、交通与水利工程、地籍与房地产测量，２）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。２、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。三、全站仪的基本组成及结构1、全站仪的基本组成全站仪由电子测角、电子测距、电子补偿、微机处理装置四大部分组成全站仪：光、机、电一体化，集水平角、垂直角、距离、高差测量功能于一体全站仪由以下部分组成：（1）电源部分：可充电电池，为各部分供电（2）测角部分：电子经纬仪，可测定水平角、竖直角、设置方位角（3）补偿部分：实现仪器垂直轴倾斜误差对水平、竖直角度测量影响的自动补偿改正（4）测距部分：光电测距仪，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（6）输入、输出设备：键盘、显示屏、双向数据通讯接口2、全站仪的基本结构 图3-2　全站仪结构原理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。②　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。 原理：将发射、接收、瞄准光学系统设计成同轴，共用一个望远镜，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。 特点：体积小、结构紧凑、操作方便、精度高。 使用：与棱镜对中杆和支架配套使用。（一般有水平方向和竖直方向同轴双速制动及微动手轮）四、全站仪的精度及等级１、全站仪的精度在全站仪的精度等级设计中，对测距和测角精度的匹配采用“等影响”原则，即式中，取=1～2km，=206265″，则有表3-1所示的对应关系。表3-1的关系表3-2　测距仪的精度分级测距标准差，即测距精度，按国家技术监督局发布，在1991年1月实施的《光电距仪检定》，分为三个等级，如表3-2所示。 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2、全站仪的等级五、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。（二）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。(6)测距时间快，耗电量少。第二节全站仪的发展现状及前景早期：全站仪的发展主要体现在硬件设备上，如减轻质量、减小体积等；中期：全站仪的发展体现在软件功能上，如水平距离换算、自动补偿改正、加常数乘常数的改正等；现今：全站仪的发展则是全方位的，如全自动、智能型。因此，全站仪的发展现状及前景正朝着全自动、多功能、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。一、全站仪的发展全站仪的发展具有如下几个特点： 仪器的系统性，全站仪有供数据输出的标准串行端口，这个标准串口的开发应用，不仅能将数据从仪器传输到记录器、电子记录簿或电子平板中，即实现数据的单向流动；而且能够将数据或程序从计算机输入到仪器中，以便对仪器的软件进行更新，甚至通过计算机和仪器的连接，将仪器作为终端由计算机中的程序对仪器进行实时控制操作，实现数据的双向流动。此时全站仪已不再是一台单一的测绘仪器，它和计算机、软件甚至一些通讯设备(如电话、传真机、调制解调器等)一起，组成子一个智能型的测绘系 双轴自动补偿改正（全站仪中安装的补偿器，自动检测或改正由于仪器垂直轴倾斜而引起的测角误差；通过仪器视准轴误差和横轴误差的检测结果计算出误差值，必要时由仪器内置程序对所观测的角度加以改正） 实时自动跟踪、处理和接收计算机控制（新式结构的全站仪可以实现无人值守观测、自动放样、自动检测三轴误差、自动寻找和跟踪目标。因此，在变形观测、动态定位及在一些对人体有害的环境中应用，将具有无可比拟的优越性） 操作方便，功能性强（全站仪所使用的是液晶显示屏，因此用何种文字显示并没有太多的区别，有些仪器即提供了好几种不同语言的操作菜单，虽然中文占用的点阵行数会多一些，但“滚动条”的使用可解决这个问题） 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的功能，比较实用的程序有度盘定向、放样测量、坐标测量等。 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。 仪器的兼容性和标准化(所购的一套仪器，使用了若干年后，如果其中一个关键部件的损坏或技术的更新，由于设备之间的不兼容，使这套仪器配置中的其他配件也不能为别的仪器所利用，那么用户只能将其整个淘汰。目前各厂家的数据记录设备都向PCM-CIA卡靠拢，但这仅仅是在兼容性方面迈出的小小一步。考虑到全站仪是一种特殊行业使用的特殊仪器及各厂家自身的利益，兼容性还仅仅只能停留在设想上) 实现数据共享能力(指全站仪和其他类型的仪器(如GPS接收机、数字水准仪)之间的数据交流。通过不同仪器之间的数据交流，从而减少内业、外业之间的衔接，提高测量工作的自动化水平) 高精度(现行精度最高的全站仪，测角精度±0.5″，测距精度±(1mm+1ppm·D)。高精度仪器的出现，解决了一系列精密工程测量方面的问题，但现实测量工程中有时也需要更高精度的仪器，以降低精密测量的难度和工作量，这是用户的要求，也是技术发展的要求)二、全站仪软件包的发展１、全站仪测量软件包的发展现状(1)菜单功能。各公司目前新近推出的全站仪软件包大都采用了菜单功能。利用菜单功能和配置的操作提示，可以在提高仪器操作功能的同时简化键盘操作。(2)基本测量功能。包括电子测距、电子测角(水平角、垂直角)，经微处理器处理可实现数据存储、成果计算、数据传输及基本参数设置等。主要用于测绘的基本测量工作，包括控制测量、地形测量和工程放样施工测量等。特别注意的是只要开机，电子测角系统即开始工作并实时显示观测数据。(3)程序测量功能。包括水平距离和高差的切换显示、三维坐标测量、对边测量、放样测量、偏心测量、后方交会测量、面积计算等。特别注意的是程序测量功能只是测距及数据处理，它是通过预置程序由观测数据经微处理器数据处理、计算后显示所需要的测量结果，实现数据的存储及双向通信。(4)用户开发系统。为了便于用户自行开发新的功能，满足某些特殊测量工作的需要，全站仪具有用户开发系统。目前，全站仪一般都装有标准的MS-DOS操作系统，用户可在PC机上开发各种测量应用程序，以扩充全站仪的功能。2、国内全站仪软件包开发状况(1)软件包一般配置有按我国测绘生产组织方式和国家测绘规范要求的应用程序。(2)软件包功能齐全。如南方测绘仪器公司的NTS-202系列全站仪，能够提供平均测量、放样测量、悬高测量、间接测量、坐标测量和数据传输等功能，它们在实现数字化测图中起着重要作用。(3)用户界面汉字化，便于我国用户操作。如苏州第一光学仪器厂生产的DQZ2全站仪具有宽屏幕点阵图形，其软件包的用户界面全部采用汉字显示。(4)软件包数据采集和计算处理一体化，形成的各种坐标数据文件可通过格式转换与各种绘图软件接口，实现自动绘图。(5)多种测量方法供用户选择，使全站仪能广泛地应用于控制测量、工程测量和工程放样施工等领域。由此看来，从硬件到软件，实现全站仪国产化已具备了技术条件。3　全站仪软件包的未来发展趋势全站仪软件包将向着以下方面发展：(1)由基于DOS编程向Windows编程发展，软件包功能更强大，界面更丰富多彩。(2)通过格式转换和各种绘图软件接口，实现自动绘图。(3)随着液晶显示技术的进一步发展，未来全站仪显示屏不仅能显示字符，而且还能显示图形，全站仪软件包能现场实时绘制工作草图，使数据自动采集与辅助测图同时进行，成为未来野外测量作业的先进作业方式。(4)全站仪作为内、外作业联系的重要部分，建立综合测量系统，已成为开发全站仪软件包的延续。如：索佳测绘公司的“综合测绘系统”、徕卡公司的“开放式测量世界”、南方测绘公司的“CASS南方内外业一体化成图软件”、北京光学仪器厂的“BGSS”综合测绘系统等。第三节　全站仪测角原理全站仪测角原理（仍然采用度盘，从度盘上取得电信号，再将电信号转换为数字并显示角度值）电子测角的度盘主要有编码度盘、光栅度盘、动态度盘三种形式。因此，电子测角也就有编码测角、光栅测角、动态测角等形式。第四节全站仪的测距原理世界上第一台测距仪，于1947年由瑞典AGA公司制成，该厂生产的AGA-8激光测距仪被认为是第一代测距仪的代表。这类仪器的最大测距一般为20－60km。由南非1954年开始研制，1957年正式生产的微波测距仪，也属于第一代测距仪，在良好的条件下，最大测距可达60－80km。第一代测距仪，测距精度虽然较高，但体积大、笨重且造价昂贵。20世纪60年代中期，电子产品的小型化和小型发光二极管的研制成功，为第二代测距仪的设计提供了条件。第二代测距仪是一种小型、轻便的仪器，而且耗电少，操作简便，但最大测距较短，一般为0.5－5km，测距精度为±[(2～10)mm+(0.5～5)ppm)]。相干激光引入光波测距仪后，就产生了第三代测距仪，这类仪器十分轻便，耗电少、读数方便，最大测距可达5～60km，精度高达±(5mm+lppm)。目前，测距仪正向小型、自动、多功能的方向发展。中国在20世纪80年代中期，已研制出了第一台电磁波测距仪，但由于国内的电子材料的质量等问题，始终未能投入生产。80年代后期，北京光学仪器厂与瑞典AGA公司合作，组装生产了AGA-112、AGA-114等型号的测距仪；90年代初，常州第二无线电厂推出了大地系列的测距仪，标称精度在5mm+5ppm。一、测距仪的测程和测距精度测距仪是利用电磁波作为载波和调制波进行测量长度的一门技术。其主要技术指标为测程和测距精度。１、测距仪的测程测距仪一次所测得的最远距离称为测距仪的测程。一般认为：(1)短程测距仪－测程在5km以内；(2)中程测距仪－测程在5－30km；(3)远程测距仪－测程在30km以上。2、测距仪的测距精度测距仪的测距精度是仪器的重要技术指标之一。测距仪的测距精度为：　　　　　　　　　　(3-10)式中mD－测距中误差，mm；a－固定误差，mm；　b－比例误差；　　D－距离，km。二、测距的基本原理测距仪是通过测量光波在待测距离上往返传播的时间来计算待测距离的在A点安置光电测距仪，B点安置反射棱镜，测距仪发射的光波经反射棱镜反射后，被测距仪所接收，测量出光波在A、B之间往、返传播的时间。利用光波在空气中的传播速度约30万km／s这一特性，则：　　　　　　　　　　(3-12)式中C—光在大气中的传播速度，约30万km／s。按测定时间的方法，电磁波测距仪主要可区分为以下两种类型：(1)脉冲式测距仪。它是直接测定仪器发出的脉冲信号往返于被测距离的传播时间，进而按上式求得距离值的一类测距仪。(2)相位式测距仪。它是测定仪器发射的测距信号往返于被测距离的滞后相位来间接推算信号的传播时间，从而求得所测距离的一类测距仪。五、全站仪无棱镜测距原理无棱镜测距又称为无接触测距，是指全站仪发射的光束经过自然表面反射后直接测距。在特殊点或危险点的测量中有着广泛的应用，不仅使作业强度和危险性大大降低，而且对被测量目标起到一定的保护作用。　　　　　　　表3-10　常见无棱镜全站仪参数由于相位法测距采用很细的激光束，就可以完成测量任务，使得相邻非常近的两个点位也能被准确地测定出来，因此有棱镜测距和无棱镜测距具有几乎相等的测距精度。TCRA采用激光作为发光源，提供了更强大的信号功率来进行无棱镜测距，其准确度采用动态频率校正技术来保证第五节全站仪的补偿器原理全站仪补偿器是测量仪器由光学型(经纬仪)转向光电型(全站仪)后出现的一种全新的误差改正器件，只有对补偿器的基本原理有了一定的认识，才能在实践中更好地使用全站仪，以便提高测量精度和减少劳动强度。在全站仪作业中，如果整平的水准气泡偏离精确设置的气泡中心，此时传感器对仪器的水平度进行检测，并对由此产生的小角度偏差进行自动补偿改正。众所周知，按测量规范要求，整平气泡允许偏离半格，对水准器为每格20″的仪器，如垂直轴倾斜在视准轴的方向上为10″，在倾角较大的地区测量时，会造成较大的测角误差。对于光学经纬仪，在半测回中不能对此误差进行自动改正；而装有倾斜传感器的全站仪，可以通过补偿功能，使此误差减小到最低程度。在高差较大的地区，仍可以在补偿软件的修正之下，精确地测量水平角和竖直角。一、全站仪的三轴误差全站仪三轴的关系同光学经纬仪一样，包括垂直轴(竖轴)、水平轴(横轴)和视准轴，由于三轴的关系不正确引起的测角误差简称仪器的三轴误差。1　视准轴误差视准轴误差是由于视准轴和横轴之间不垂直所引起的误差，又称照准误差。其主要原因是由于安装和调整不当，望远镜的十字丝偏离了正确的位置，它是一个定值。此外，外界温度的变化也会引起视准轴的变化，而且这个变化是一个不定值。若令Δc为视准轴误差C对水平方向观测读数的影响，则有：　　　　　　　　　　(3-22)显然，与视准轴误差成正比，且随着目标点的垂直角度α的增大而增大。2　水平轴误差水平轴误差是由于水平轴和垂直轴之间不垂直所引起的倾斜误差，又称为水平轴倾斜误差。其主要原因是由于安装或调整不完善，支撑水平轴的二支架不等高和水平轴两端的直径不等而引起的。由于仪器存在着横轴误差，当仪器整平后垂直轴垂直水平轴也不水平，这就会对水平方向引起观测误差。若令Δi为横轴倾斜误差i对水平方向观测读数的影响。则有：　　　　　　　　　　　(3-23)显然，Δi的大小不仅与i角的大小成正比，而且与目标点的垂直角α有关。3　垂直轴误差垂直轴误差是由于仪器的垂直轴偏离铅垂位置所引起的误差，又称为垂直轴倾斜误差。其主要原因是仪器整平不完善、垂直轴晃动、土质松软引起脚架下沉或因振动、温度和风力等因素的影响而引起脚架移动等。若令Δν为垂直轴倾斜误差ν对水平方向观测读数的影响，则有：　　　　　　　　　　　　　　　(3-24)显然，垂直轴倾斜误差对水平方向值的影响不仅与垂直轴倾斜角有关，而且还随照准目标的垂直角度和观测目标的方位不同而不同。在测量工作中，以上三种误差同时存在，前两种误差采用盘左、盘右读数取平均的方法可以消除，而垂直轴的倾斜误差对水平角和垂直角的影响不能消除。三、补偿器的目的和作用在测量工作中，有许多方面的因素影响着测量的精度，其中仪器的三轴误差是诸多误差源中最重要的因素。为了减少测量误差，人们经常采用盘左、盘右观测求平均值的方法，但这个过程比较麻烦，需要多花费一些时间，且容易导致操作上的错误。在许多应用工程中，测量精度的要求相对较低，如在一般建筑施工测量中，单镜位观测就能够满足精度要求；另外，由于担任许多定位和测量任务的人员，没有经过更多的有关测量技术方面的培训，这就给仪器提出了更高的要求，即应尽可能方便使用，自动减少三轴误差的影响。因此，补偿器的目的就是为了减少仪器的三轴误差对观测数据的影响。补偿器的作用就是通过检测仪器垂直轴倾斜在轴和轴上的分量信息，自动地对测量值进行改正，从而提高采集数据的精度。四、补偿器的工作原理补偿器又称倾斜传感器，是全站仪里的一个重要部分。按工作原理可划分为摆式补偿器和液体补偿器；按补偿范围可划分为单轴补偿器、双轴倾斜补偿器和三轴补偿器。1、单轴补偿器在光学经纬仪上采用单轴补偿的方法，只能补偿由于垂直轴倾斜而引起的垂直度盘读数误差.单轴补偿只能自动改正由于垂直轴倾斜误差对垂直度盘读数的影响。２、双轴倾斜补偿器双轴倾斜补偿器是当仪器垂直轴倾斜时，能自动改正由于垂直轴倾斜误差对垂直度盘和水平度盘读数的影响。目前，绝大部分具有双轴补偿的仪器均采用液体补偿器。3、三轴补偿器三轴补偿器不仅能够补偿全站仪垂直轴倾斜引起的垂直度盘和水平度盘的读数误差，而且还能补偿由于水平轴倾斜误差和视准轴误差引起的水平度盘读数的影响。其采取的手段是用双轴补偿的方法来补偿垂直轴倾斜引起的垂直度盘和水平度盘的读数误差，并用机内计算软件来改正因横轴误差和视准轴误差引起的水平度盘读数误差。第六节全站仪的数据处理原理全站仪的数据处理由仪器内部的微处理器接受控制命令后按观测数据及内置程序自动完成。要解决数据的自动传输与处理，首先要解决数据的存储方法。存储器是关键，它是信息交流的中枢，各种控制指令、数据的存储都离不开它。存储的介质有电子存储介质和磁存储介质，目前使用的大多是磁存储介质，因为它所构成的存储器在断电后存储的信息仍能保留。2　全站仪的观测数据全站仪尽管生产厂家、型号繁多，其功能大同小异，但原始观测数据只有电子测距仪测量的仪器到棱镜之间的倾斜距离(斜距)；电子经纬仪测得的目标点的水平方向值、天顶距。全站仪的观测数据是水平角度、竖直角度、倾斜距离。仪器只要开机并瞄准目标，角度测量实时都显示观测数据，其他测量方式实际上都只是测距并由这三个观测数据通过内置程序间接计算并显示出来的，称为计算数据。特别注意的是，所有观测数据和计算数据都只是半个测回的数据，因此在等级测量中，不能用内存功能，记录水平角、天顶距、倾斜距离这三个原始数据是十分必要的。第七节、全站仪的数据通信一、数据的传输方式全站仪数据的传送方式有两种：串行通信和并行通信，通常情况下，并行通信用于距离较近的情况，串行通信用于距离较远的情况。 1　并行传输 在并行传输中，至少有8个数据位同时从一个设备传到另一个设备(如图所示)，接收设备在收到这些数据后，不需要经过任何改变就可以直接使用。计算机内部的数据传送通常都是以并行方式进行的。 与并行传输相对应，在计算机主机上都配有适用于多种打印机、绘图仪的并行接口，如LPT1：、LPT2：等。使用通行的并行打印机连接电缆，各种型号的打印机就能与计算机连接使用。2　串行传输在串行数据传输中，数据信息是按二进制位的顺序由低到高一位一位地在一条信号线上传送。这种方式传输速度慢，但设备要求简单，价格低廉，同时由于是在一条线上传输，每一个二进制数无论传输快慢，但最终均能组成完整而准确的信息，信号质量高，因此是常用的信息交换方法。与串行传输相对应，在各种输入、输出设备和计算机系统上常装有串行通信接口。计算机系统最常用的串行接口是美国电子工业协会规定的RS－232C标准接口，如计算机主机上的COMl和COM2两个标准接口。串行接口用于对通信速度要求不是很高的设备，如数字化仪、全站仪、GPS以及鼠标等。在这些常用的输入输出设备上都有串行接口，可以很方便地用电缆直接与主机连接。串行数据通信有三种基本方式：单工、半双工和全双工(如下页图所示)。单工方式：单工数据传输只支持数据在一个方向上流动。半双工方式：在半双工方式下，通信双方中，每一方都具备发送和接收功能，但当一方是发送单元时，另一方必须是接收单元。同理，当一方由接收单元变为发送单元时，另一方必须从发送单元变为接收单元。即数据通信虽然是双向的，但并非是同时进行的，在任一时刻，只能在一个方向上传输数据。全双工方式：在全双工方式下，任何时刻都允许在两个方向上传输数据，它是两个单通信方式的结合，发送数据单元在发送数据的同时也可以接收数据，而接收单元在接收数据的同时也可以发送数据。而且两个同时发送的信息可以有关也可以彼此无关，二、同步传输与异步传输串行数据通信有两种数据传输的方法：即同步传输与异步传输。同步传输是指每一个数据位都是用相同的时间间隔发送，而接收时也必须以发送时的相同时间间隔接收每一位信息。图同步传输示意图串行通信常采用异步传输方式在这种方式下，由于接收单元不能准确预计什么时候要接收下一个数据串，因此发送单元在发送任意数据串之前首先发送一位二进制数进行报警，称为起始位，起始位之值为“0”。在发送起始位“0”后，马上就接着发送数据串。当发送数据信息完毕后，相应地在其后加上1位或2位二进制数，用来表示数据传送结束，叫做停止位，其值为“1”。GPS、全站仪传输的数据量一般不是很大，采用串行通信，故在全站仪及GPS的数据通信中一般采用异步传输方式。三、全站仪通信参数的设置全站仪与计算机通信时，为了实现全站仪与计算机之间的正常通信，全站仪与计算机两端的通信参数设置必须一致。通信参数的设置一般包括以下几项(各仪器说明书中都有具体的规定)。1　波特率波特率表示数据传输速度的快慢，用位／秒(b／s)表示，即每秒钟传输数据的位数(bit)。全站仪中多采用1200b／s以上的波特率2　数据位数据位是指单向传输数据的位数，数据代码通常使用ASCII码，一般用7位或8位。3　校验位校验位，又称奇偶校验位，是指数据传输时接在每个7位二进制数据信息后面发送的第8位，它是一种检查传输数据正确与否的方法。4　停止位在校验位之后再设置一位或二位停止位，用来表示传输字符的结束。 有的全站仪还规定了自己的发送与接收端间的应答信息。接收端没有发出请求发送的信息，全站仪送出的数据，接收端不会接收，以确保数据传输的正确性和完整性。只有全站仪与计算机两端设置的参数一致，才能实现正确的通信。 在目前的数字测图软件系统中，一般都将各个厂家生产的常用的全站仪按设定的参数条件编制了相应的接口程序，并写入菜单中，用户使用时只要根据自己的全站仪的型号选择即可。也可以通过厂家提供的通信程序或用户自己编制的通信程序进行数据通信。表3-11　主要厂商全站仪系列通信接口及参数设置第八节　全站仪基本测量功能全站仪的基本测量功能包括：电子测距、电子测角(水平角、垂直角)两部分；显示的数据为观测数据。一、全站仪的操作步骤(1)装入电池(2)安置仪器仪器的对中、整平同光学经纬仪的安置：1)安置仪器:高度适中，使测点在视场内。2)强制对中：调节脚螺旋，使光学对点器中心与测点重合。3)粗略整平：调节三脚架，使圆水准气泡集中。4)精确整平：调节脚螺旋，使长水准气泡集中。5)精确对中：移动基座，精确对中(只能前后、左右移动，不能旋转)。6)重复4)、5)两步骤，直到完全对中、整平为止。(3)打开电源开关(4)水平度盘、竖直度盘零位设置(5)设置仪器参数，选择测量功能(6)瞄准、观测和记录二、距离测量距离测量设备的选用：与全站仪配套的合作目标（反光棱镜）由于电子测距为仪器中心到棱镜的倾斜距离，因此仪器站和棱镜站均需要精确对中、整平。在距离测量前应进行气象改正、棱镜类型选择、棱镜常数改正、测距模式的设置和测距回光信号的检查，然后才能进行距离测量。仪器的各项改正是按设置仪器参数，经微处理器对原始观测数据计算并改正后，显示观测数据和计算数据的。只有合理设置仪器参数，才能得到高精度的观测成果。1　测距参数设置的选择１）测距参数的三项改正(1)气象改正[ppm](2)棱镜常数改正[C](3)仪器加常数改正[K]２）测距的三种模式测距的三种模式包括：精测(重复精测、平均精测、单次精测)、粗测(重复粗测、单次粗测)、跟踪测量。在使用中一般选择重复精测，其他测距模式精度较低，但可以节省观测时间和电池用量。３）测距的三种类型测距的三种类型包括：倾斜距离、平面距离、高差。一般选择倾斜距离，需要时可按[切换]键，显示倾斜距离、平面距离、高差；施工放样测量时选择平面距离。４）合作目标的两种类型反射棱镜包括：棱镜测距、反射片测距两种类型。棱镜和反射片的设置一定要注意，否则将无法测距。一般设置为棱镜测距。５）距离测量参数的设置在测距模式菜单下按[参数设置]键，进入距离测量参数的设置(主要是设置测量时的测距模式、测量时的温度、测量时的气压和气象改正数)，根据测量需要设置完成测距参数后，按回车键结束，返回测量模式屏幕。2　测距回光信号的检查在精确照准棱镜后按相应键，检测回光信号的强弱；回光信号越强，测距精度越高。也可使用蜂鸣声检测回光信号的强弱，按[ESC]键，结束检测。3　距离测量在精确照准棱镜后按相应键距离测量键，开始距离测量并在完成后发出一短声响，同时显示观测数据：包括距离、垂直角度、水平角度。如进行重复测距模式，按[STOP]键停止测距；显示的测距数据为按重复测距次数的平均值。若改变测距类型，在菜单下按切换键，则显示：S为斜距；H为平距；V为高差。三、角度测量1　测角参数设置1）角度测量的仪器参数设置角度测量的主要误差是仪器的三轴误差(视准轴、水平轴、垂直轴)，对观测数据的改正可按设置由仪器自动完成。(1)视准差改正：仪器的视准轴和水平轴误差采用正、倒镜观测可以消除，也可由仪器检验后通过内置程序计算改正数自动加入改正。(2)双轴倾斜补偿改正：仪器垂直轴倾斜误差对测量角度的影响可由仪器补偿器检测后通过内置程序计算改正数自动加入改正。(3)曲率与折射改正：地球曲率与大气折射改正，可设置改正系数K=0.142或K=0.200(视线较低)，通过内置程序计算改正数自动加人改正。2）垂直度盘的三种格式垂直角度可根据需要显示三种不同的格式（一般选择(1)，选择(3)比较直观）(1)天顶距：望远镜垂直指向天顶为0°，顺时针至360°。(2)水平0：望远镜水平为0°，逆时针至360°。(3)水平0±90：望远镜水平时为0°，上至+90°，下至–90°。３）出厂设置的三种单位角度单位360°制(degree)、距离单位米(meter)、气象改正单位(ppm)、气压单位百帕(hPa)、温度单位℃(Temp)。一般不需再设置否则出现观测数据或计算结果错误。2）角度测量角度测量是测定测站点至两个目标(或多个目标)点之间的水平夹角，同时可以测定相应目标点的天顶距。如图所示：Ｏ为测站点；Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ为目标点。观测方法步骤与光学经纬仪相同。(1)在Ｏ点安置仪器，开机并进行度盘设置。(2)将仪器望远镜瞄准目标点Ｂ。(3)按[0SET]键，屏幕出现闪烁时，再按一次[0SET]键，即将起始方向Ｂ设置为零，屏幕显示为：HAR0°00′00″在水平角测量时可以将起始方向设置为零，也可以将起始方向设置成所需的方向值。(4)精确瞄准第二目标点Ｃ，屏幕显示HAR87°12′07″即为两个方向ＢＯＣ的水平夹角。3）水平角重复测量为了获得更高精度的角度测量结果，则可对水平角进行复测。其原理是对某一角度进行多次观测后取平均值。第九节　全站仪的操作使用注意事项全站仪集光电于一身，为保证全站仪的正常工作，延长其使用寿命，在操作使用全站仪时应注意以下几点。(1)仪器应由专人使用、保管。迁站、装箱时只能握住仪器的支架，而不能握住镜筒，以免对仪器造成损伤，影响观测精度。(2)日光下测量应避免将物镜直接瞄准太阳。若在太阳下作业应安装滤光器。(3)避免在高温和低温下存放仪器，亦应避免温度骤变(使用时气温变化除外)。在高温天气作业时，必须撑伞，否则仪器内部温度容易升到60－70℃，从而缩短仪器的使用寿命。(4)仪器不使用时，应将其装入箱内，置于干燥处，注意防震、防尘和防潮。(5)若仪器工作处的温度与存放处的温度差异太大，应先将仪器留在箱内，直至它适应环境温度后再使用仪器。(6)仪器长期不使用时，应将仪器上的电池卸下分开存放。电池应每月充电一次。(7)仪器运输应将仪器装于箱内进行，运输时应小心避免挤压、碰撞和剧烈震动，长途运输最好在箱子周围使用软垫。(8)仪器安装至三脚架或拆卸时，要一只手先握住仪器，以防仪器跌落。(9)外露光学件需要清洁时，应用脱脂棉或镜头纸轻轻擦净，切不可用其他物品擦拭。(10)仪器使用完毕后，用绒布或毛刷清除仪器表面灰尘。仪器被雨水淋湿后，切勿通电开机。(11)作业前应全面仔细检查仪器，确信仪器各项指标、功能、电源、初始设置和改正参数均符合要求时再进行作业。（12）日光下测量应避免将物镜直接瞄准太阳，若在太阳下作业应安装滤光器。（13）全站仪发射光是激光，使用时不得对准眼睛。思考与练习题1、全站仪主要由哪几部分组成？2、全站仪需要考虑哪些方面的精度？3、全站仪的测角原理是什么？4、全站仪的测距原理是什么？5、全站仪的三轴误差如何解释？6、补偿器的目的及作用及工作原理？7、全站仪的观测数据有哪些？8、数据通信的方式有哪些？9、全站仪在进行数据传输之前应进行哪些设置？10、简述全站仪的操作步骤。11、在操作使用全站仪时应注意些什么？12、全站仪的基本测量功能是什么？