全站仪与GPS使用.docx

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全站仪与GPS使用

第五章电子全站仪与GPS的使用

教学目的：

学会全站仪与GPS使用方法。

教学重点：

1.角度测量；2.距离测量；3.标准测量；4.对边测量；5.悬高测量；6.点放样；7.距离放样；8.面积测量；的使用；

教学难点：

标准测量；点放样

教学资料：

全站仪使用说明书、教学课件、GPS使用说明书

教学方法：

讲授法、讲解法、演示法

讲授新课：

一、全站仪的常用功能

1.角度测量2.距离测量3.标准测量4.对边测量

5.悬高测量6.放样测量7.距离放样8.面积测量

第一节索佳500电子全站仪的构造

一、仪器构造

索佳500电子全站仪的构造

图5-2操作面板

{回车键}选取或接收输入的内容

（二）定义到软键上的功能

[DIST]距离测量

[SHV]测量类型选择（S；斜距，H：

平距，V：

高差）

[OSET]水平角置零

[COORD]坐标测量

[REP]水平角重复测量

[MLM]对边测量

[S-O]放样测量

[OFFSETRE]偏心测量

[REC]进入存储数据菜单

[EDM]进入EDM（电子测距）参数设置

[H.ANG]将水平角设为已知值

[TILT]倾角显示

[MENU]进入菜单模式（即进行坐标测量、放样测量、偏心测量、重复测量、对边测量、悬高测量、后方交会测量、面积测算等）

[REM]悬高测量

[RESEC]后方交会测量

[R/L]左/右水平角测量。

HAR：

右角，NAL左角

[ZA/%]坡度类型选择（天顶距或%坡度），ZA：

天顶距（天顶时为0）VA；垂直角（水平时为±90，盘左为90，盘右270）

[HOLD]水平角锁定和解锁

[RCL]显示:

最新测量数据

[D-OUT]将观测值输出到计算机等外部设备

[AIM]测距信号检测

[AERA]面积测量

[F/M]距离单位转换（米或英尺）

[HT]仪器高和目标高设置

[…]尚未进行功能定义

索佳500电子全站仪是一种精度±5＂（ISO/DIS12875-2）级电脑型电子全站仪，角度最小显示为1＂/5＂，测距精度为±（3+210-5×D）mm，距离最小显示为0.001m。

第二节索佳500电子全站仪的使用

一、电池充电

1．充电步骤：

见教材P88

（电池出厂时未进行充电，使用前必须充电）

注意：

电池长期不使用应每月充一次电，不要在电量完全耗尽后再充电。

2.电池的安装步骤

（1）向下按动电池护盖开关钮，打开电池护盖。

（2插入电池，向下按动并听到卡嗒声响。

（3）合上电池盖，向下按动开关钮听到喀哒声响，完成电池安装。

注意：

卸下电池前必须关闭电源。

电池护盖未关闭时开机，仪器发出响声，合上护盖仪器返回前一屏幕显示。

二、安置仪器及使用

1.仪器安装与对中步骤

（1）架设三脚架使架腿等长，架头位于测点上近似水平，三脚架腿牢固地支撑在地面上。

（2）将仪器放置三脚架架头上，一只手握住仪器，另一只手旋紧中心螺旋。

（3）通过光学对中器目镜观察，旋转对中器的目镜至分划板十字丝看得最清楚，再旋转对中器调焦环观看地面点，调整仪器对中。

图5-4电子全站仪安置图

2.整平

仪器整平可以通过屏幕显示的电子气泡完成。

其操作步聚如下：

（1）调整脚螺旋使测点位于光学对中器十字丝中心。

（2）调节三脚架腿使气泡居中，此项工作需要重复多次进行。

（3）松开水平制动钮转动照准部，使照准部水准器轴平行于任意两个脚螺旋的连线，相对旋转该两个脚螺旋，使气泡居中（气泡向顺时针旋转的脚螺旋方向移动）。

图5-5电子全站仪整平图

（4）将照准部旋转90o，利用第三个脚螺旋使气泡居中。

（5）再旋转照准部90o，检查气泡是否居中。

若不居中，按照步骤（3）将脚螺旋向相反方向相对等速旋转完成该方向居中，按照（4）进行，使气泡居中。

3.开机和关机

按下{on}键开机，按下{on}后同时按住{灯}键关机。

（详见教材P90）

4.数值的输入

输入方位角，例：

125o30ˊ00〞（操作时输入。

操作步骤如下：

（1）在测量模式第2页（）菜单下按[]。

（2）按回车键选取“Hangee”。

（3）分别按下[1]键入“1”，[2]键入“2”，[5]健入“5”，按{FUNC}至[.]所在页显示。

（4）用同样的方法键入余下的数字后按回车键输入。

注意:

输入字母或数字时，按{FUNC}至所需字母或数字所在页显示后选取。

5.任选项的选取

任选项的选取，利用移动光标上下左右并用回车键确定。

6.模式转换

[CNFG]由状态模式转为设置模式。

[MFAS]由状态模式转为测量模式。

[MFM]由状态模式转为存储模式。

[ESC]由各模式返回状态模式。

7.其他操作[ESC]：

返回前一显示。

8.调焦与照准步骤

（1）目镜调焦

（2）瞄准目标

（3）物镜调焦

（4）消除视差

第三节索佳500电子全站仪的应用

一、角度测量

索佳500电子全站仪可进行水平角和垂直角测量。

（一）两点间角度测量

操作步骤：

（假定O、A、B三点不在同一条直线上，O点为测站，A、B两点为目标点，测水平角。

）

（1）将仪器安置在测站上，对中、整平。

（2）瞄准目标A点，在测量模式第1页（P1）菜单下按[OSET]，在[OSET]闪动时再次按下该键。

此时，水平角设置为零。

（3）顺时针旋转，瞄准目标B。

显示屏显示的“HAR”右侧的角度值即为两目标点A、B间的水平角值。

（二）已知方向的设置

该法适用于极坐标法的点位测定。

（三）水平角重复测量

（该法重复多次测定同一夹角，可得到更高精度的水平角测量。

）

操作步骤：

（1）“REP”功能定义到测量模式下的功能软键上。

（2）按[REP]此时方向值显示为0。

（3）瞄准目标点A后按[OK]。

（4）瞄准目标点B后按[OK]。

（5）第2次瞄准目标点A后按[OK]。

（6）第2次瞄准目标点B后按[OK]。

（7）重复步骤（4）、（5）继续后面的测量。

（8）完成测量后按{ESC}结束。

注意：

如果未将“REP”功能定义到功能软键上，也可以在测量模式的第2页菜单下按[MENU]后选取“Repetition”进行水平角重复测量。

重复测量最大次数为10次。

（四）角度测量数据输出

角度测量数据输出就是将角度测量数据输出到计算机等外部设备中。

操作步骤如下：

（1）将“D-OUT”功能定义到测量模式下的功能软键上。

（2）照准目标点。

（3）按[D-OUT]后选取“AngleData”，将角度测量数据输出到计算机内。

二、距离测量

在距离测量前，对仪器要完成以下设置：

（1）测距模式；

（2）反射镜类型；

（3}棱镜常数改正值；

（4）气象改正值；

（5）距离测量需要对棱镜返回的信号进行检测。

操作步骤如下：

（1）将“ATM”功能定义到测量模式软键上。

（２）精确照准目标。

（3}返回信号的强弱由右图计量条表示。

计量条中黑色部分越长表示返回的信号越强。

显示的“*”号表示返回的信号足以测距。

不显示的“*”号表示返回的信号不足以测距，需重新照准目标。

按[BEEP]打开蜂鸣路，当返回信号足以测距时仪器发出蜂鸣声，按[OFF」关闭蜂鸣器。

按[DIST]开始距离测量。

（一）距离和角度测量

电子全站仪可以同时距离和对角度进行测量。

其操作步骤如下：

（1）将仪器瞄准目标。

（2）在测量模式第1页菜单下按[DIST]开始距离测量。

测距开始后，仪器闪动显示测距模式、梭镜常数改正值、气象改正值等信息。

一声短响后屏幕上显示出距离“S”、垂直角“ZA”和水平角“HAR”的测量值。

（3）按[STOP]停止距离测量。

（4）按[SHV]可使距离值的显示在斜距“S”、平距“H”和高差“V”之间转换。

注意：

若侧距模式为单次精测，每次测距完成后测量自动停止。

若测距模式为平均精测，测量完成后在S-A行上显示距离的平均值。

（二）调阅测量数据

测量的数据包括距离、垂直角、水平角和坐标观测值可随时在显示屏上调阅。

操作步骤如下：

（1）将“RCL”功能定义到测量模式下的软键上。

（2）按[RCL]屏幕上显示出最新寄存的测量数据。

按[SHV]可使距离值按指定的斜距、平距或高差显示。

（3）按[ESC]返回测量模式。

（三）距离测量数据输出

操作步骤：

（1）将“D-OUT”功能定义到测量模式下的软键上。

（2）瞄准目标。

（3）按[D-OUT]后选取“Distdata”将测量教据输出到计算机内。

（4）按[STOP]停止数据输出，返回测量模式。

三、悬高测量

悬高测量主要解决在无法设置棱镜的物体上进行的高度测量。

高度计算公式：

图5-11悬高测量

操作步骤如下：

（1）将“HEM”功能定义到测量模式下的软键上。

（2）将棱镜架设在待测物体的正上方或正下方，量取镜高。

（3）输入棱镜高并照准棱镜。

在测量模式第1页菜单下按[DIST]测距。

屏幕上显示出距离“S”直角“ZA”和水平角“HAR”的量测值。

按[STOP]停止测距。

（4）照准待测物体后按[REM]后开始悬高测量。

仪器显示地面点至待测物体的高度“Ht”

（5）按[STOP]停止测量。

（6）[ESC]结束悬高测量，返回测量模式。

注意：

如果未将“REM”功能定义到软键上，在测量模式的第2页菜单下按[MENU]后选取“REM”进行悬高测量。

四、坐标测量

输入测站点的坐标、仪器高、目标高和后视坐标方位角后，用坐标测量功能可以测定目标点的三维坐标。

（一）输入测站数据

进行坐标测量前，将测站坐标、仪器高和目标高等数据输入仪器中。

1、操作步骤

（l）量取仪器高和目标高。

（2）在测量模式第l页菜单下按[COORD]进入《CORRD》屏幕。

（3）选取“Stndta”后按[EDIT]输入测站坐标、仪器高和目标高也可以调用内存中已知坐标数据。

（4）按OK完成输入。

如果存储测站数据按[REC]。

图5-15设置后视坐标方位角

2、调用内存中已知坐标数据的方法

（1）在输入测站数据时按READ。

屏幕上显示已知坐标数据表。

Know：

存储于内存中的坐标数据。

Grd./stn；当前工作文件中的坐标数据。

（2）将光标移至所需点号上，按上下光标键或翻页键选择所找的点号。

（二）设置后视坐标方位角

后视坐标方位角由测站点坐标和后视点坐标反算得到。

操作步聚如下：

（1）在Coord屏幕下选取“SetH.angle”?

。

（2）选取“Backsight”后按[EDIT]输入后视点坐标。

也可以利用[READ]调用内存中的数据。

（3）按[OK]。

屏幕上显示出测站点的坐标。

（4）按设置测站坐标。

瞄准后视点后按[OK]设置后视点方位角。

（三）三维坐标测量

在全站仪中用N、E表示平面坐标，用Z表示高程。

在设立完测站后视点坐标方位角后即可测定目标点的三维坐标。

图5-17三维坐标测量

1、目标点计算公式

式中：

N0：

测站点N坐标S：

斜距Mh：

仪器高

E0：

测站点E坐标

：

天顶距Ph：

目标高

Z0：

测站点Z坐标

：

坐标方位角

2、操作步骤

（1）照准目标点上的棱镜。

（2）在Coord屏幕下选取“Observation”开始坐标测量，在屏幕上显示出所测目标点的坐标值后按STOP停止测量。

按HT可重新输入测站数据。

当待测目标点的目标高不同时，在开始观测前先将目标高输入到仪器中。

（3）照准下一目标点后按OBS开始测量。

用同样方法对所有目标点进行测量。

（4）按{}结束坐标测量，返回Coord屏幕。

五、后方交会测量

在某一测站上，通过对两个以上的已知点观测，以求得待定点的坐标。

在全站仪上称为后方交会。

如果对已知点仅观测水平方向，则至少应观测三个已知点。

.

输入值和观测值输出值

已知点坐标（Xi,Yi,Zi）+水平角观侧值Hi测站点坐标（X0,Y0,Z0）

垂直角观测值Vi

距离观测值Di

操作步骤如下：

（1）将RESEC功能键定义到测量模式下的软健上。

（2）按RESEC开始后方交会测量。

（3）按EDIT输入已知点数据每输完一点后按光标键进入下一点。

当所有已知点输入完毕后按MEAS。

若返回上一点按光标返回键。

图5-19后方交会测量

（4）照准第1已知点后按[DIST]开始测量。

屏幕上显示测量结果。

（5）按YES确认第1己知点的测量结果。

（6）重复步骤（4）—（6）顺序观测已知点。

当观测量足以计算测站点坐标时屏幕上将显示出CALC。

（7）观测完所有已知点按[CALC]或YES进行测站点的坐标计算。

当某已知点被观测或需要增加新的已知点时按ADD。

存储测量结果按REC。

（8）按OK结束后方交会测量。

按YES将已知点1作为后视点设置后视方位角。

按NO不设置后视点坐标方位角，返回测量模式下。

注意：

如果未将RESEC功能定义到软键上，也可在测量模式的第2页菜单下按MENU后选取RESECTION进行后方交会测量。

经过软件计算得出计算结果。

六、放样测量

放样测量：

用全站仪在实地上测定出测量工程所需求的点位即为。

索佳500电子全站仪能够进行角度和距离放样、坐标放样、悬高放样。

（一）角度和距离放样测量

角度和距离放样是依据相对于某参考方向转过的角度和至测站点的距离测设出所需点位。

操作步骤如下：

（1）设立测站。

（2）照准参考点后按两次OSET将参考方向置零或者输入角值为所需值。

（3）在测量模式第3页菜单下按SO进入SO屏幕。

（4）选取S-Odata后按EDIT对下列各值进行设置：

①测站点至放样点的距离SOdist。

②放样方向与参考方向间的夹角SOhang。

（5）按OK完成放样值的设置。

（6）转动仪器照准部实现似的dHA的值为“O”，指挥将棱镜设立到所照准方向上。

（7）按{▲S—O}选择显示方式。

在平距放样、斜距放样、高差放样、坐标放样、悬高放样间进行切换。

（8）按DIST开始放样测量。

屏幕上显示出距离实测值与放样值之差“S-0H”。

（9）在照准方向上将棱镜移向或远离测站使SH的值为“0”。

图5-20放样测量

当差值小到一定范围时，屏幕显示出全部四个箭头符号。

注意：

在测量模式第页菜单下按MENU后选取S-0也可进行放样测量。

（二）坐标放样测量

如果放样点的坐标已知，仪器能够自动计算出放样的角度和距离，利用角度和距离放样功能可测设出放样点的位置。

操作步骤如下：

步骤：

（1）在测量模式第3页莱单下按S一O进入S一O屏幕。

（2）选取stndala后按EDIT，输入测站数据并按OK。

（3）选取SetHangle。

设置后视方向的坐标方位角。

（4）选取S-Odata，按COORD后在按后在按EDIT并输入放样点坐标值。

如果按READ可直接调用内存中的数据作为放样点的坐标。

（5）按[OK]屏幕上显示出放样角度值和距离值。

（6）按S—O使之显示S—O（坐标放样）。

（8）按COORD开始坐标放样测量。

移动棱镜测出放样点的位置。

图5-22坐标放样

（三）悬高放样测量

悬高放样测量的目的是解决由于测设位置过高或过低而无法在其位置上设置棱镜的放样点的点位。

其操作步聚如下：

（1）将棱镜放置在放样点的正上方或正下方，用带尺量取棱镜高（棱镜中心至地面点的距离）。

（2）在测量模式第3页菜单下按S—O进入S—O屏幕。

（3）选取“Stadata”后按EDIT]输入以下各值：

①仪器高；②棱镜高。

（4）按OK返回S—O屏幕。

（5）选取“S—Odata”后按EDIT在SOdist处输入放样高度，即放样点至地面点的高度。

（6）按OK。

（7）按[S—O]使之显示“S—OHt”（悬高放样）。

（8）按REM开始悬高放样测量。

向上或向下转动望远镜测定放样点的点位。

（9）使第一行处显示值为“Om”则所照准处为放样点点位。

按ESC结束放样返回S—O屏幕。

七、对边测量

在不搬动仪器的情况下，直接测量多个目标点与某一起始点（Pl）间的斜距、平距和高差常常使用对边测量方法。

最后测量的点可以设置为后面测量的起点。

任一点目标与起点间的高差也可用坡度来显示。

图5-24对边测量

多点间距离测量步骤；

（1）照准起始点，在测量模式第1页菜单下按DIST开始测量，待显示出测量值后按STOP停止测量。

（2）照准目标点，在测量模式第3页菜单下按MLM对目标点进行测量。

.屏幕上显示各值，S：

目标点与起始点为斜距；H：

目标点与起始点为平距；V：

目标点与起始点为高差。

（3）照准下一目标点并按MLM对目标点进行测量。

用同样的方法测量各目标点与起始点间的斜距、平距、高差。

按S%可显示出目标点与其始点间的坡度。

照准起始点后按OBS可对起始点重新进行测量。

观测完某目标点后按MOWE可将该点设置为后面测量的起始点。

八、面积计算

面积计算可以通过输入或调用仪器内存中三个或多个点的坐标数据算出由这些点的连线封闭而成的图形面积（计算面积的点数应为3-30个）。

坐标：

P1（N1，E1）面积：

S

（已知值）P2（N2，E2）（计算值）

P3（N3，E3）

图5-25闭合导线坐标

1.利用测量点计算面积的步骤

（1）将AREA功能定义到测量模式下的软键上。

（2）按AREA开始面积计算。

（3）照准待什算面积图形第1个边界点上的棱镜后按OBS。

再次按OBS开始测量，屏幕上显示出所测点的坐标。

（4）按OK将所观测的第1个边界点作为“01”点。

（5）重复上述的步骤（3）至（4），按顺时针或逆时针方向顺序观测余下的各边界点。

（6）按CALC计算并显示面积之值。

（7）按OK结束面积计算返回测量模式屏幕。

2.调用坐标点计算面积的步骤

（1）将“AREA"功能定义到测量模式下的软键上。

（2）按AREA开始面积计算。

（3）按READ调用计算面积图形第1个边界点的坐标。

（4）选取第1个边界点对应的点，然后按回车键。

所选点被设为“01”点。

（5）重复步骤

（2）至（3），按顺时针或逆时针方向顺序全部余下的各边界点的坐标。

（6）按CALC计算并显示面积结果。

（7）按OK结束面积计算返回测量模式屏幕。

注意：

如果未将AREA功能定义到软健上，也可以在测量模式的第2页菜单下按MENU后选取“Areacalc”进行面积计算。

九、存储数据

可以将测量数据、测站数据和注记教据存储到当前工作文件中。

（一）存储距离测量数据

1.存储距离测量数据的步骤

（1）照准目标点在测量模式第1页菜单下按DIST开始测量。

（2）在测量模式第3页菜单下按REC进入屏幕，选取“Distdata”显示观测值。

（3）按REC后按EDIT输入以下各值：

①目标点点号；②属性码；③目标高。

（4）确认无误后按OK存储数据。

（5）照准下一目标后按DIST对目标点进行测量、重复步（3）与（4）完成该点的测量和数据存储。

按AUTO可在距离测量的同时自动存储测量结果。

2.注意事项

（1）仪器自动产生的点号是在上一点点号的基础上加1。

（2）为了防止重复存储，数据一旦存储后REC不再显示。

（3）点号最大长度可设为14位（字母或数字均可以）。

（4）目标高输入范围为±9999.999m。

（5）属性码最大长度为16位字符。

（二）存储角度测量数据

经测量获得的角度数据也可以存储到当前工作文件中。

操作步骤如下：

（1）在测量模式第3页菜单下按REC进入REC屏幕。

（2）照准目标后选取“Angledata”屏幕上显示角度测量值。

（3）按REC后按EDIT输入以下各值：

①目标点点号;②属性码；③目标高。

（4）核实输入值无误后按OK。

存储数据。

（三）存储坐标数据

步骤：

（同存储角度测量数据步骤）

增加：

瞄准下目标点后按OBS继续对目标点的测量，重复步骤（3）与（4）完成该点的测量和数据存储。

（四）存储测站数据

存储侧站数据的内容包括：

测站坐标、点号、仪器高、属性码、观测者、观测日期、时间、天气情况、风力、温度、气压和气象改正数。

步骤：

（1）在测量模式第3页菜单下按REC进入REC屏幕，选取“Stndata"。

（2）按EDIT后输入以下各值：

①测站坐标（）；②点号（Pt）；③仪器高（Inst>h）；④属性码（Code）⑤观测者（Operator）；⑥日期（Date）；⑦时间（Time）；⑧天气情况（Weath）；⑨风力（Wind）；⑩温度（Temp）；11气压（Press）；12气象改正值（PPm）。

（3）核实输入值无误后按OK存储数据。

十、已知坐标的输入与删除

（一）已知坐标在键盘上的输入步骤

（1）在存储模式下选取“Knowdata”。

（2）选取“Keyincoord”后输入已知坐标值和点号。

（3）按确认键，将数据存入仪器内存并返回步骤

（2）屏幕下。

（4）继续输入各已知点的坐标数据。

（二）已知坐标在键盘上的删除步骤

（l）在存储模式下选取“Knowdata”。

（2）选取“Deletion”显示已知点号表。

（3）将光标移至待删除点号上，按确认键。

（4）按DEL删除所选点。

（三）清除全部已知坐标步骤

（1）在存储模式下选取“Knowdata”。

（2）选取“clear”后按确认键。

（3）按YES确认清楚返回Knowdata屏幕。

十一、电子全站仪使用与保养应注意的问题

使用电子全站仪时应注意如下问题：

（1）禁止在高粉尘下作业，在易燃品附近禁止使用仪器。

（2）禁止私自拆卸和重装仪器。

（3）不能用望远镜直接看太阳及反光物体反射的阳光。

（4）架设三脚架时固紧三脚架和中心螺旋，防止脚架滑倒损伤仪器。

（5）迁站时必须从脚架上把仪器取下来。

（6）取下电池时先关闭电源开关。

（7）仪器应在干燥恒温的室内保管。

如果长期不使用仪器，至少每三个月检查一次。

第四节　GPS简介

一、GPS概述

GPS又称全球定位系统（GlobalPositioningSystem）。

（一）GPS系统的特点

（1）全球，全天候工作：

能为用户提供连续、实时的三维位置、三维速度和精密时间。

不受天气的影响。

（2）定位精度高：

单机定位精度优于10m，如果采用差分定位，精度可达厘米级和毫米级。

（3）应用广：

在测量、导航.、测速、测时等方面广泛应用，其应用领域不断扩大。

（二）GPS系统的组成

GPS由三个独立的部分组成；

（1）空间部分：

空间部分由21颗工作卫星和3个备用卫星组成。

均匀地分布在6个卫星轨道上，备用卫星随时可以替代发生故障的工作卫星。

（2）地面监控系统：

1个主控站，3个注入站，5个监控站。

（3）用户接收机：

接收GPS卫星发射信号，以获得导航和定位信息，经数据处理，完成导航和定位工作。

接收机由主机、天线和电源组成。

二、GPS定位原理

（一）伪距差分原理

这种差分，能得到米级定位精度。

（二）载波相位差分原理

载波相位差分可使定位精度达到厘米级。

三、GPS性能简介

EtrexVenture的操作关键是五个主页的调用。

（一）仪器的按键及其功能

（1）鼠标键：

按下后放开，对所选择菜单或选项确认。

按下并保持，