全站仪的结构和工作原理.docx
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全站仪的结构和工作原理
全站仪的结构和工作原理
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（ElectronicTotalStation）。
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，我们称这种速测仪为“光学速测仪”。
实际上，“光学速测仪”就是指带有视距丝的经纬仪，被测点的平面位置由方向测量及光学视距来确定，而高程则是用三角测量方法来确定的。
带有“视距丝”的光学速测仪，由于其快速、简易，而在短距离（100米以内）、低精度（1/200（1/500）的测量中，如碎部点测定中，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”（ElectronicTachymeter）。
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。
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；
（4）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O.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。
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）。
图8-4仪器站与棱镜站装配示意图
（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，瞄准操作只需单手进行，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。
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。
6.测距时间快，耗电量少。
第二节全站仪的发展现状及前景
全站仪作为最常用的测量仪器之一，它的发展改变着我们的测量作业方式，极大地提高了生产的效率。
虽然GPS技术在大地测量领域已广泛应用，但在测绘领域中全站仪依然发挥着极其重要的作用，因为它有着GPS接收机所不具备的一些优点。
如不需对天通视，选点和布点灵活，特别适用于带状地形及隐蔽地区，观测数据直观，数据处理简单，操作方便，精度高等。
全站仪早期的发展主要体现在硬件设备上，如减轻质量、减小体积等；中期的发展主要体现在软件功能上，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
随着计算机技术的不断发展与应用以及用户的特殊要求与其它工业技术的应用，全站仪出现了一个新的发展时期，出现了带内存、防水型、防爆型、电脑型等等的全站仪。
目前，世界上最高精度的全站仪：
测角精度（一测回方向标准偏差）0.52，测距精度1mm+1ppm。
利用ATR功能，白天和黑夜（无需照明）都可以工作。
全站仪已经达到令人不可致信的角度和距离测量精度，既可人工操作也可自动操作，既可远距离遥控运行也可在机载应用程序控制下使用。
纵观全站仪的发展，有些是仪器加工制造及传统理论的进化，有些是其他技术的进步所带来的变化，而有些则是思想观念的更新。
综合全站仪的发展具有如下几个特点。
1.仪器的系统性
全站仪从20世纪60年代末开始出现即显示了其系统性。
如德国ZEISS厂的RegElta-14和瑞典AGA厂的Geodimeter700全站仪，它们都配有记录、打印的外围设备，因此全站仪都配有供数据输出的RS-232C标准串行端口。
目前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，组成了一个智能型的测绘系统。
2.双轴自动补偿改正
仪器误差对测角精度的影响，主要是由仪器的三轴之间关系不正确造成的。
在光学经纬仪中主要是通过对三轴之间关系的检验校正，减少仪器误差对测角精度的影响；在电子仪器中则主要是通过所谓“自动补偿”实现的。
最新的全站仪已实现了“三轴”补偿功能（补偿器的有效工作范围一般为±3´），即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。
3.实时自动跟踪、处理和接收计算机控制
新式结构的全站仪，仪器中都安装有驱动仪器水平方向360º、望远镜竖直方向360º。
旋转的伺服马达，用这种类型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。
4.操作方便，功能性强
全站仪的发展使得它操作方便，功能性强。
由于仪器中的操作菜单往往使用的是英文描述，于是操作便显得复杂起来。
全站仪处理这一问题时是用象形符号或助记符号帮助理解或使用类似于Windows风格的界面提供联机帮助。
事实上，提供中文菜单并不是没有可能。
由于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，如英文、日文、法文、德文等），尽管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。
全站仪全中文菜单的出现将是一件并不遥远的事。
5.内置程序增多和标准化
近年来，全站仪发展的一个极其重要的特征是内置程序的增多和标准化。
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。
也就是说，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。
6.开放性环境，用户可二次开发功能
开放性环境最大的特点是它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。
7.仪器的兼容性和标准化
考虑到用户的利益，兼容性是必须的。
兼容的基础是在计算机领域由IBM公司首先完成，从而使计算机得以飞速发展。
在全站仪领域，用户已经体会到了不兼容的弊端，如所购的一套仪器，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。
8.实现数据共事能力
由于对仪器实时作业的要求，“内业”的“外业化”便显得十分必要。
过去从外业到内业再到外业的工作过程，将被一次性的外业工作所替代，而这种效率的提高，需要以仪器间数据的共享为基础。
这种数据共享主要是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。
9.高精度
精度是全站仪最重要的参数之一，现行精度最高的全站仪，测角精度±0.5"，测距精度±（lmm+1ppmD）。
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
20世纪90年代推出的全站仪所配置的测量与定位软件，已由过去少量的特殊功能发展到迄今的功能齐全、实用、操作简便的测量软件包，使得全站仪测量技术更加广泛地应用于控制测量、施工放样测量、地形测量和地籍测量等领域。
1.全站仪测量软件包的发展现状
随着市场产销竞争日趋激烈，全站仪测量软件包的发展也在不断地更新。
现代新型全站仪测量配置的软件包普遍向多功能化方向发展，归纳起来具有如下功能：
（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
我国电子测量仪器的研制与生产虽然起步较晚，但发展较快。
20世纪80年代初国产光电测距仪投放市场。
90年代研制生产光电子经纬仪，南方公司生产的我国第一台NTS-200系列全站仪，打破了国外厂家垄断我国全站仪市场的局面，随后其他仪器厂家也相继地推出了自己的全站仪。
这说明我国已基本具备生产全站仪的能力，而且全站仪精度也能满足实际需要，价格仅是国外全站仪的1/3。
从这些全站仪目前所配备的软件来看，它们具有以下特点：
（1）软件包一般配备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-200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的作用。
（3）用户界面文字化，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
由于近代电子技术高速发展，测量仪器不断地更新换代，满足了各种各样的用途和精度的需要，新型全站仪正朝着自动化、多功能化、一体化的方向更新和发展。
为了充分发挥全站仪的功效，国内外厂家都在进一步地研究与开发全站仪软件包。
从目前的情况来看，全站仪软件包将向着以下方面发展：
（1）由基于DOS编程的Windows编程发展，软件包功能强大，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。
因此，综合测量系统将是今后测量工作的发展趋势。
这种系统把全站仪通过相关软件系统和计算机、打印机、绘图机、数字化仪等设备联为一体，将大大有利于实现地形测量、地籍测量、工程测量及变形观测等工作的自动化。
第三节电子经纬仪
一、电子经纬仪的特点
电子经纬仪是一种集光学、机械、电子技术于一体的测角仪器。
它既可以设计成一台完整的仪器和电子测距仪连接成积木型全站仪，也可以设计成电子经纬仪单元，与电子测距仪单元有机结合在一起构成不可分割的整体式全站仪。
但不管是哪种形式，它都可以独立工作。
相对于传统的光学经纬仪来说，现代的电子经纬仪具有如下优点：
1.对中
光学经纬仪的对中采用垂球或光学对中器，而如今越来越多的电子经纬仪采用激光对中器，使用起来非常直观。
2.整平
光学经纬仪的精密整平使用长水准器，整平过程需要花费较长时间；而如今越来越多的电子经纬仪采用电子气泡，用数字或图形直接显示垂直轴倾斜量，使用起来非常直观、方便。
3.读数
光学经纬仪的读数必须借助专门的读数窗，需要人工调焦、调像进行对径读数、估读，掌握起来比较困难，且非常容易出错；而电子经纬仪的水平角、垂直角读数自动显示，一般最小显示为l´，有的可达0.1´，因而没有读数误差。
4.记录
光学经纬仪的读数需要用笔记录手簿，并由人工来进行质量控制，对作业人员的素质要求较高；而电子经纬仪的读数可直接存储到PCMCIA卡或外接记录器，并可由系统进行质量控制。
5.补偿器
光学经纬仪采用机械补偿器，只能对垂直角进行补偿；而如今越来越多的电子经纬仪采用电子液体补偿器，不仅对垂直角进行补偿，而且可对水平角进行补偿，补偿范围更大，精度更高，除此之外，补偿器零点可以通过软件调整，免除了机械调整的麻烦。
6.轴系调整
光学经纬仪的轴系误差，只能进行机械调整来消除，而这些调整往往要送到专业维修单位进行；而如今越来越多的电子经纬仪除了机械调整之外，还可以通过软件设置进行修正，使修正后的残余误差几乎为零，而这些调整除送专业维修单位之外，也可以由用户自行操作。
二、电子测角的原理
电子测角，即电子化、数字化、自动化角度测量，其表现是直接以数字显示角度测量结果，其实质是用一套角码转换系统来代替传统的光学读数系统，也就是采用了光电度盘，将度盘的角值符号变成能被光电器件识别和接收的特定信号，然后再转换成常规的角值，从而实现了读数记录的数字化和自动化。
角值和光电信号的转换，大体分为两类：
一类是把度盘分成区、环进行编码，称为编码度盘，它直接把角度转换成二进制代码，所以称绝对转换系统；另一类是利用光栅度盘把单位角度转换成脉冲信号，然后用计算机累积变化的脉冲数，求得相应的角度值，称为增量转换系统。
三、补偿器与电子气泡
（一）补偿器
1.补偿器的产生
在角度测量中，经纬仪的垂直轴、水平轴和视准轴的
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