全站仪及其使用

2013-05-13 09:48:04来源: 21ic
一、概 述

全站型电子速测仪简称全站仪,它是一种可以同时进行角度(水平角、竖直角)测量、距离(斜距、平距、高差)测量和数据处理,由机械、光学、电子元件组合而成的测量仪器。由于只需一次安置,仪器便可以完成测站上所有的测量工作,故被称为“全站仪”。

全站仪的结构原理如图1所示。图中上半部分包含有测量的四大光电系统,即水平角测量系统、竖直角测量系统、水平补偿系统和测距系统。通过键盘可以输入操作指令、数据和设置参数。以上各系统通过I/O接口接入总线与微处理机联系起来。

微处理机(CPU)是全站仪的核心部件,主要有寄存器系列(缓冲寄存器、数据寄存器、指令寄存器)、运算器和控制器组成。微处理机的主要功能是根据键盘指令启动仪器进行测量工作,执行测量过程中的检核和数据传输、处理、显示、储存等工作,保证整个光电测量工作有条不紊地进行。输入输出设备是与外部设备连接的装置(接口),输入输出设备使全站仪能与磁卡和微机等设备交互通讯、传输数据。
目前,世界上许多著名的测绘仪器生产厂商均生产有各种型号的全站仪。

二、全站仪的测量功能与原理

(一)、概况

电磁波测距按测程来分,有短程(<3km)、中程(3—15km)和远程(>15km)之分。按测距精度来分,有Ⅰ级(5mm)、Ⅱ级(5mm—10mm)和Ⅲ级(>10mm)。按载波来分,采用微波段的电磁波作为载波的称为微波测距仪;采用光波作为裁波的称为光电测距仪。光电测距仪所使用的光源有激光光源和红外光源(普通光源已淘汰),采用红外线波段作为载波的称为红外测距仪。由于红外测距仪是以砷化稼(GaAs)发光二极管所发的荧光作为载波源,发出的红外线的强度能随注入电信号的强度而变化,因此它兼有载波源和调制器的双重功能。GaAs发光二极管体积小,亮度高,功耗小,寿命长,且能连续发光,所以红外测距仪获得了更为迅速的发展。本节讨论的就是红外光电测距仪。

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图2 光电测距示意图

(二)、测距原理

欲测定A、B两点间的距离D,安置仪器于A点,安置反射镜于B点。仪器发射的光束由A至B,经反射镜反射后又返回到仪器。设光速c为已知,如果光束在待测距离D上往返传播的时间t2D。已知,则距离D可由下式求出

D=1/2 * ct2D

式中c=c。/n,c。为真空中的光速值,其值为299792458m/s, n为大气折射率,它与测距仪所用光源的波长,测线上的气温t, 气压P和湿度e有关。

测定距离的精度,主要取决于测定时间t2D 的精度,例如要求保证±lcm的测距精度,时间测定要求准确到6.7×10-lls,这是难以做到的。因此,大多采用间接测定法来测定t2D。间接测定 的方法有下列两种:

1.脉冲式测距

由测距仪的发射系统发出光脉冲,经被测目标反射后,再由测距仪的接收系统接收,测出这一光脉冲往返所需时间间隔( )的钟脉冲的个数以求得距离D。由于计数器的频率一殷为300MHz(300×106Hz),测距精度为O.5m,精度较低。
[1] [2]

关键字:全站仪  测距仪  发射系统  调制光波

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2013/0513/article_7324.html
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