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全站仪,即全站型电子测距仪(Electronic Total Station),是一种集光、机、电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。与光学经纬仪比较电子经纬仪将光学度盘换为光电扫描度盘,将人工光学测微读数代之以自动记录和显示读数,使测角操作简单化,且可避免读数误差的产生。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。广泛用于地上大型建筑和地下隧道施工等精密工程测量或变形监测领域。

全站仪与光学经纬仪区别在于度盘读数及显示系统,电子经纬仪的水平度盘和竖直度盘及其读数装置是分别采用(编码盘)或两个相同的光栅度盘和读数传感器进行角度测量的。根据测角精度可分为0.5″,1″,2″,3″,5″,7″等几个等级。

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。


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全站仪按其外观结构可分为两类:

(1)积木型(Modular,又称组合型)

早期的全站仪,大都是积木型结构,即电子速测仪、电子经纬仪、电子记录器各是一个整体,可以分离使用,也可以通过电缆或接口把它们组合起来,形成完整的全站仪。

(2)整体型(Integral)

随着电子测距仪进一步的轻巧化,现代的全站仪大都把测距,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。

全站仪按测量功能分类,可分成四类:

(1)经典型全站仪(Classical total station)

TCRP全站仪

TCRP全站仪

经典型全站仪也称为常规全站仪,它具备全站仪电子测角、电子测距和数据自动记录等基本功能,有的还可以运行厂家或用户自主开发的机载测量程序。其经典代表为徕卡公司的TC系列全站仪。

(2)机动型全站仪(Motorized total station)

在经典全站仪的基础上安装轴系步进电机,可自动驱动全站仪照准部和望远镜的旋转。在计算机的在线控制下,机动型系列全站仪可按计算机给定的方向值自动照准目标,并可实现自动正、倒镜测量。徕卡TCM系列全站仪就是典型的机动型全站仪。

(3)无合作目标性全站仪(Reflectorless total station)

无合作目标型全站仪是指在无反射棱镜的条件下,可对一般的目标直接测距的全站仪。因此,对不便安置反射棱镜的目标进行测量,无合作目标型全站仪具有明显优势。如徕卡TCR系列全站仪,无合作目标距离测程可达1000m,可广泛用于地籍测量,房产测量和施工测量等。

免棱镜全站仪

免棱镜全站仪

(4)智能型全站仪(Robotic total station)

在自动化全站仪的基础上,仪器安装自动目标识别与照准的新功能,因此在自动化的进程中,全站仪进一步克服了需要人工照准目标的重大缺陷,实现了全站仪的智能化。在相关软件的控制下,智能型全站仪在无人干预的条件下可自动完成多个目标的识别、照准与测量。因此,智能型全站仪又称为“测量机器人”,典型的代表有徕卡的TCA型全站仪等。

全站仪按测距仪测距分类,还可以分为三类:

(1)短距离测距全站仪

测程小于3KM,一般精度为±(5mm+5ppm),主要用于普通测量和城市测量。

全世界精度高的全站仪TCA2003

全世界精度高的全站仪TCA2003

(2)中测程全站仪

测程为3-15km,一般精度为±(5mm+2ppm),±(2mm+2ppm)通常用于一般等级的控制测量。

(3)长测程全站仪

测程大于15km,一般精度为±(5mm+1ppm),通常用于三角网及特级导线的测量。

自动陀螺全站仪

由陀螺仪GTA1000与无合作目标全站仪RTS812R5组成的自动陀螺全站仪能够在20分钟内,高以±5″的精度测出真北方向。

GTA1800R这款仪器实现了陀螺仪和全站仪的有机整合,GTA1000陀螺仪上架于RTS812R5系列全站仪。

GTA1800R在全站仪的操作软件里实现和陀螺仪的通讯轻松完成待测边的定向。

GTA1800R可以实现北方向的自动观测,免去了人工观测的劳动量和不确定性。


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