全站儀及其使用
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時(shí)間：2013-05-13
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)
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全站型電子速測(cè)儀簡(jiǎn)稱(chēng)全站儀，它是一種可以同時(shí)進(jìn)行角度（水平角、豎直角）測(cè)量、距離（斜距、平距、高差）測(cè)量和數(shù)據(jù)處理，由機(jī)械、光學(xué)、電子元件組合而成的測(cè)量?jī)x器。由于只需一次安置，儀器便可以完成測(cè)站上所有的測(cè)量工作，故被稱(chēng)為“全站儀”。
全站儀的結(jié)構(gòu)原理如圖1所示。圖中上半部分包含有測(cè)量的四大光電系統(tǒng)，即水平角測(cè)量系統(tǒng)、豎直角測(cè)量系統(tǒng)、水平補(bǔ)償系統(tǒng)和測(cè)距系統(tǒng)。通過(guò)鍵盤(pán)可以輸入操作指令、數(shù)據(jù)和設(shè)置參數(shù)。以上各系統(tǒng)通過(guò)I/O接口接入總線(xiàn)與微處理機(jī)聯(lián)系起來(lái)。
微處理機(jī)（CPU）是全站儀的核心部件，主要有寄存器系列（緩沖寄存器、數(shù)據(jù)寄存器、指令寄存器）、運(yùn)算器和控制器組成。微處理機(jī)的主要功能是根據(jù)鍵盤(pán)指令啟動(dòng)儀器進(jìn)行測(cè)量工作，執(zhí)行測(cè)量過(guò)程中的檢核和數(shù)據(jù)傳輸、處理、顯示、儲(chǔ)存等工作，保證整個(gè)光電測(cè)量工作有條不紊地進(jìn)行。輸入輸出設(shè)備是與外部設(shè)備連接的裝置（接口），輸入輸出設(shè)備使全站儀能與磁卡和微機(jī)等設(shè)備交互通訊、傳輸數(shù)據(jù)。
目前，世界上許多著名的測(cè)繪儀器生產(chǎn)廠(chǎng)商均生產(chǎn)有各種型號(hào)的全站儀。
二、全站儀的測(cè)量功能與原理
（一）、概況
電磁波測(cè)距按測(cè)程來(lái)分，有短程(＜3km)、中程(3—15km)和遠(yuǎn)程(＞15km)之分。按測(cè)距精度來(lái)分，有Ⅰ級(jí)(5mm)、Ⅱ級(jí)(5mm—10mm)和Ⅲ級(jí)(＞10mm)。按載波來(lái)分，采用微波段的電磁波作為載波的稱(chēng)為微波測(cè)距儀；采用光波作為裁波的稱(chēng)為光電測(cè)距儀。光電測(cè)距儀所使用的光源有激光光源和紅外光源(普通光源已淘汰)，采用紅外線(xiàn)波段作為載波的稱(chēng)為紅外測(cè)距儀。由于紅外測(cè)距儀是以砷化稼(GaAs)發(fā)光二極管所發(fā)的熒光作為載波源，發(fā)出的紅外線(xiàn)的強(qiáng)度能隨注入電信號(hào)的強(qiáng)度而變化，因此它兼有載波源和調(diào)制器的雙重功能。GaAs發(fā)光二極管體積小，亮度高，功耗小，壽命長(zhǎng)，且能連續(xù)發(fā)光，所以紅外測(cè)距儀獲得了更為迅速的發(fā)展。本節(jié)討論的就是紅外光電測(cè)距儀。
圖2 光電測(cè)距示意圖
欲測(cè)定A、B兩點(diǎn)間的距離D，安置儀器于A點(diǎn)，安置反射鏡于B點(diǎn)。儀器發(fā)射的光束由A至B，經(jīng)反射鏡反射后又返回到儀器。設(shè)光速c為已知，如果光束在待測(cè)距離D上往返傳播的時(shí)間t2D。已知，則距離D可由下式求出
D=1/2 * ct2D
式中c＝c。／n，c。為真空中的光速值，其值為299792458m／s, n為大氣折射率，它與測(cè)距儀所用光源的波長(zhǎng)，測(cè)線(xiàn)上的氣溫t, 氣壓P和濕度e有關(guān)。
測(cè)定距離的精度，主要取決于測(cè)定時(shí)間t2D 的精度，例如要求保證±lcm的測(cè)距精度，時(shí)間測(cè)定要求準(zhǔn)確到6．7×10-lls，這是難以做到的。因此，大多采用間接測(cè)定法來(lái)測(cè)定t2D。間接測(cè)定 的方法有下列兩種：
1．脈沖式測(cè)距
由測(cè)距儀的發(fā)射系統(tǒng)發(fā)出光脈沖，經(jīng)被測(cè)目標(biāo)反射后，再由測(cè)距儀的接收系統(tǒng)接收，測(cè)出這一光脈沖往返所需時(shí)間間隔( )的鐘脈沖的個(gè)數(shù)以求得距離D。由于計(jì)數(shù)器的頻率一殷為300MHz(300×106Hz)，測(cè)距精度為O.5m，精度較低。
評(píng)論