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全站儀,即全站型電子速測儀,是指在測站上一經觀測,必要的觀測數據如斜距、天頂距(豎直角)、水平角等均能自動顯示,而且幾乎是在同一時間內得到平距、高差和點的坐標。如通過傳輸接口把全站型速測儀野外採集的數據終端與計算機、繪圖機連接起來,配以數據處理軟件和繪圖軟件,即可實現測圖的自動化。廣泛用於地上大型建築和地下隧道施工等精密工程測量或變形監測領域。
全站儀與光學經緯儀區別在於度盤讀數及顯示系統,光學經緯儀的水平度盤和豎直度盤及其讀數裝置是分別採用(編碼盤)或兩個相同的光柵度盤和讀數傳感器[1]進行角度測量的。根據測角精度可分為0.5″,1″,2″,3″,5″,7″等幾個等級。
簡史
全站儀是全站型電子速測儀的簡稱,是電子經緯儀、光電測距儀及微處理器相結合的光電儀器。世界上全站儀的品牌主要有徠卡、拓普康、尼康、南方、索佳等。
全站儀是人們在角度測量自動化[2]的過程中應運而生的,各類電子經緯儀在各種測繪作業中起着巨大的作用。
全站儀的發展經歷了從組合式即光電測距儀與光學經緯儀組合,或光電測距儀與電子經緯儀組合,到整體式即將光電測距儀的光波發射接收系統的光軸和經緯儀的視准軸組合為同軸的整體式全站儀等幾個階段。
最初速測儀的距離測量是通過光學方法來實現的,我們稱這種速測儀為「光學速測儀」。實際上,「光學速測儀」就是指帶有視距絲的經緯儀,被測點的平面位置由方向測量及光學視距來確定,而高程則是用三角測量方法來確定的。
帶有「視距絲」的光學速測儀,由於其快速、簡易,而在短距離(100米以內)、低精度(1/200、1/500)的測量中,如碎部點測定中,有其優勢,得到了廣泛的應用。
隨着電子測距技術的出現,大大地推動了速測儀的發展。用電磁波測距儀代替光學視距經緯儀,使得測程更大、測量時間更短、精度更高。人們將距離由電磁波測距儀測定的速測儀籠統地稱之為「電子速測儀」(Electronic Tachymeter)。然而,隨着電子測角技術的出現。這一「電子速測儀」的概念又相應地發生了變化,根據測角方法的不同分為半站型電子速測儀和全站型電子速測儀。半站型電子速測儀是指用光學方法測角的電子速測儀,也有稱之為「測距經緯儀」。這種速測儀出現較早,並且進行了不斷的改進,可將光學角度讀數通過鍵盤輸入到測距儀,對斜距進行化算,最後得出平距、高差、方向角和坐標差,這些結果都可自動地傳輸到外部存儲器中。全站型電子速測儀則是由電子測角、電子測距、電子計算和數據存儲單元等組成的三維坐標測量系統,測量結果能自動顯示,並能與外圍設備交換信息的多功能測量儀器。由於全站型電子速測儀較完善地實現了測量和處理過程的電子化和一體化,所以人們也通常稱之為全站型電子速測儀或簡稱全站儀。
20世紀八十年代末,人們根據電子測角系統和電子測距系統的發展不平衡,將全站儀分成兩大類,即積木式和整體式。
20世紀九十年代以來,基本上都發展為整體式全站儀。
分類
全站儀採用了光電掃描測角系統,其類型主要有:編碼盤測角系統、光柵盤測角系統及動態(光柵盤)測角系統等三種。
結構
全站儀幾乎可以用在所有的測量領域。電子全站儀由電源部分、測角系統、測距系統、數據處理部分、通訊接口、及顯示屏、鍵盤等組成。
同電子經緯儀、光學經緯儀相比,全站儀增加了許多特殊部件,因此而使得全站儀具有比其它測角、測距儀器更多的功能,使用也更方便。這些特殊部件構成了全站儀在結構方面獨樹一幟的特點。
同軸望遠鏡
全站儀的望遠鏡實現了視准軸、測距光波的發射、接收光軸同軸化。同軸化的基本原理是:在望遠物鏡與調焦透鏡間設置分光稜鏡系統,通過該系統實現望遠鏡的多功能,即既可瞄準目標,使之成像於十字絲分劃板,進行角度測量。同時其測距部分的外光路系統又能使測距部分的光敏二極管發射的調製紅外光在經物鏡射向反光稜鏡後,經同一路徑反射回來,再經分光稜鏡作用使回光被光電二極管接收;為測距需要在儀器內部另設一內光路系統,通過分光稜鏡系統中的光導纖維將由光敏二極管發射的調製紅外光傳也送給光電二極管接收,進行而由內、外光路調製光的相位差間接計算光的傳播時間,計算實測距離。
參考文獻
- ↑ 常見七種傳感器介紹,其中屬物理傳感器應用最廣泛 ,搜狐,2017-06-16
- ↑ 自動化的定義以及優缺點 ,搜狐,2019-08-14