全站仪使用方法与功能介绍

1）全站仪概述

全站仪的全称为全站型电子速测仪（electronic total Station），因其安置一次仪器就可完成该测站上的全部测量工作（水平角、垂直角、距离、高差）而得名。全站仪由电源、测角系统、测距系统、数据处理、通信接口及显示屏、键盘等部分组成，也可以认为全站仪就是在电子经纬仪基础上加上了光电测距、数据运算和存储系统等。早期的全站仪就是在经纬仪上加一个测距仪（图2.30），因此又称半站仪。其测角系统和测距系统不同轴，操作不便而且影响了测量精度。

随着电子测距技术和计算机技术的发展，将测距、测角和记录单元在光学、机械等方面设计成一个不可分割的整体，其中测距仪的发射轴、接收轴和望远镜的视准轴为同轴结构，这对保证较大垂直角条件下的距离测量精度非常有利，因此称为整

图2.30　组合式全站仪及其配套棱镜

体式全站仪。图2.31所示为南方测绘仪器公司生产的NTS-310系列全站仪。

图2.31　全站仪外观及其各部件

全站仪不仅能进行测角、测距、测高差，还能进行三维坐标数据采集、施工放样、偏心测量、悬高测量、对边测量、面积测量、自由设站等功能，因此全站仪在地形测绘和建设工程领域使用越来越普遍。

2）全站仪测量

现以NTS-310系列全站仪为例，介绍全站仪的使用。本项目先介绍全站仪测量角度和距离，其他使用见本书后面相关项目和任务。

（1）键盘功能及信息显示

NTS-310全站仪的操作面板分为显示屏、数字键和功能键，如图2.32所示。全站仪上各键的功能和显示上的符号分别见表2.5和表2.6。

图2.32　NTS-310全站仪操作面板

表2.5　NTS-310全站仪各键功能

表2.6　NTS-310全站仪显示符号

（2）全站仪角度测量

按ANG进入角度测量模式，全站仪上角度测量模式有三个界面菜单，如图2.33所示，其功能键的作用见表2.7。

图2.33　NTS-310全站仪角度测量菜单

表2.7　角度测量功能键作用

①用全站仪进行水平角测量时，仪器操作同电子经纬仪类似。现以本项目任务1中的测回法为例（图2.14）说明全站仪角度测量的方法。操作流程见表2.8。(www.xing528.com)

表2.8　水平角测量操作流程

续表

②水平角（右角/左角）切换，见表2.9。

表2.9　水平角测量操作流程

③水平角的设置有两种方式，一是通过锁定角度值进行设置（见表2.10），二是通过键盘输入进行设置（见表2.11）。

表2.10　通过锁定角度值进行设置

表2.11　通过键盘输入进行设置

④垂直角与斜率（%）的转换，见表2.12。

表2.12　垂直角与斜率的转换

⑤天顶距和高度角的转换，全站仪可以直接测得仪器与目标点的竖直角大小。操作方式见表2.13。

表2.13　天顶距和高度角的转换

（3）全站仪距离测量

全站仪距离测量模式有两个界面菜单，见二维码中的操作视频。在进行距离测量前通常需要确认大气改正的设置和棱镜常数的设置，再进行距离测量。当必须精确测量高程时，必须先检查仪器的竖盘指标差（i角）设置。NTS-310系列全站仪测距有棱镜、反射板、无合作三种合作模式可选。

①大气改正和棱镜常数的设置。当设置大气改正时，通过测量温度和气压输入仪器中可求得改正值。棱镜常数为-30，则设置棱镜改正为-30，如使用其他常数的棱镜，在使用之前应先设置一个相应的常数。假设测得测站周围的温度+25℃，气压980.5 hPa。操作过程见表2.14。

表2.14　大气改正与棱镜常数设置

②距离与高差测量。距离测量有三种模式：连续测量、单次测量、跟踪测量。连续测量是全站仪连续不停地测量测站和目标之间的距离，测量精度为mm；单次测量是全站仪只测量一次距离，精度为mm，采用该模式能节省全站仪电量；跟踪测量是全站仪连续不停地测量测站和目标之间的距离，每次测量速度加快，精度一般为cm。距离测量方法见表2.15。

需要说明的是，全站仪上显示的测站与目标之间的高差VD是全站仪竖盘中心与目标点棱镜中心之间的高差，若要换算到地面高差，还需要将仪器高和棱镜高输入全站仪。

表2.15　距离测量方法