全站儀

　　簡史

　　全站儀是人們在角度測量自動化的過程中應(yīng)運而生的，各類電子經(jīng)緯儀在各種測繪作業(yè)中起著巨大的作用。

　　全站儀的發(fā)展經(jīng)歷了從組合式即光電測距儀與光學(xué)經(jīng)緯儀組合，或光電測距儀與電子經(jīng)緯儀組合，到整體式即將光電測距儀的光波發(fā)射接收系統(tǒng)的光軸和經(jīng)緯儀的視準軸組合為同軸的整體式全站儀等幾個階段。

　　最初速測儀的距離測量是通過光學(xué)方法來實現(xiàn)的，我們稱這種速測儀為“光學(xué)速測儀”。實際上，“光學(xué)速測儀”就是指帶有視距絲的經(jīng)緯儀，被測點的平面位置由方向測量及光學(xué)視距來確定，而高程則是用三角測量方法來確定的。

　　帶有“視距絲”的光學(xué)速測儀，由于其快速、簡易，而在短距離（100米以內(nèi)）、低精度 （1/200、1/500）的測量中，如碎部點測定中，有其優(yōu)勢，得到了廣泛的應(yīng)用。

　　隨著電子測距技術(shù)的出現(xiàn)，大大地推動了速測儀的發(fā)展。用電磁波測距儀代替光學(xué)視距經(jīng)緯儀，使得測程更大、測量時間更短、精度更高。人們將距離由電磁波測距儀測定的速測儀籠統(tǒng)地稱之為“電子速測儀”（Electronic Tachymeter）。然而，隨著電子測角技術(shù)的出現(xiàn)。這一“電子速測儀”的概念又相應(yīng)地發(fā)生了變化，根據(jù)測角方法的不同分為半站型電子速測儀和全站型電子速測儀。半站型電子速測儀是指用光學(xué)方法測角的電子速測儀，也有稱之為“測距經(jīng)緯儀”。這種速測儀出現(xiàn)較早，并且進行了不斷的改進，可將光學(xué)角度讀數(shù)通過鍵盤輸入到測距儀，對斜距進行化算，最后得出平距、高差、方向角和坐標差，這些結(jié)果都可自動地傳輸?shù)酵獠?span id="yeaacuo" class='hrefStyle'>存儲器中。全站型電子速測儀則是由電子測角、電子測距、電子計算和數(shù)據(jù)存儲單元等組成的三維坐標測量系統(tǒng)，測量結(jié)果能自動顯示，并能與外圍設(shè)備交換信息的多功能測量儀器。由于全站型電子速測儀較完善地實現(xiàn)了測量和處理過程的電子化和一體化，所以人們也通常稱之為全站型電子速測儀或簡稱全站儀。

　　20世紀八十年代末，人們根據(jù)電子測角系統(tǒng)和電子測距系統(tǒng)的發(fā)展不平衡，將全站儀分成兩大類，即積木式和整體式。

　　20世紀九十年代以來，基本上都發(fā)展為整體式全站儀。

　　分類

　　全站儀采用了光電掃描測角系統(tǒng)，其類型主要有：編碼盤測角系統(tǒng)、光柵盤測角系統(tǒng)及動態(tài)（光柵盤）測角系統(tǒng)等三種。

　　全站儀按其外觀結(jié)構(gòu)可分為兩類：

　?。?）積木型（Modular，又稱組合型）

　　早期的全站儀，大都是積木型結(jié)構(gòu)，即電子速測儀、電子經(jīng)緯儀、電子記錄器各是一個整體，可以分離使用，也可以通過電纜或接口把它們組合起來，形成完整的全站儀。

　?。?）整體型（Integral）

　　隨著電子測距儀進一步的輕巧化，現(xiàn)代的全站儀大都把測距，測角和記錄單元在光學(xué)、機械等方面設(shè)計成一個不可分割的整體，其中測距儀的發(fā)射軸、接收軸和望遠鏡的視準軸為同軸結(jié)構(gòu)。這對保證較大垂直角條件下的距離測量精度非常有利。

　　全站儀按測量功能分類，可分成四類：

　?。?）經(jīng)典型全站儀（Classical total station）

　　經(jīng)典型全站儀也稱為常規(guī)全站儀，它具備全站儀電子測角、電子測距和數(shù)據(jù)自動記錄等基本功能，有的還可以運行廠家或用戶自主開發(fā)的機載測量程序。其經(jīng)典代表為徠卡公司的TC系列全站儀。

　?。?）機動型全站儀（Motorized total station）

　　在經(jīng)典全站儀的基礎(chǔ)上安裝軸系步進電機，可自動驅(qū)動全站儀照準部和望遠鏡的旋轉(zhuǎn)。在計算機的在線控制下，機動型系列全站儀可按計算機給定的方向值自動照準目標，并可實現(xiàn)自動正、倒鏡測量。徠卡TCM系列全站儀就是典型的機動型全站儀。

　?。?）無合作目標性全站儀（Reflectorless total station）

　　無合作目標型全站儀是指在無反射棱鏡的條件下，可對一般的目標直接測距的全站儀。因此，對不便安置反射棱鏡的目標進行測量，無合作目標型全站儀具有明顯優(yōu)勢。如徠卡TCR系列全站儀，無合作目標距離測程可達1000m，可廣泛用于地籍測量，房產(chǎn)測量和施工測量等。

　?。?）智能型全站儀（Robotic total station）

　　在自動化全站儀的基礎(chǔ)上，儀器安裝自動目標識別與照準的新功能，因此在自動化的進程中，全站儀進一步克服了需要人工照準目標的重大缺陷，實現(xiàn)了全站儀的智能化。在相關(guān)軟件的控制下，智能型全站儀在無人干預(yù)的條件下可自動完成多個目標的識別、照準與測量。因此，智能型全站儀又稱為“測量機器人”，典型的代表有徠卡的TCA型全站儀等。

　　全站儀按測距儀測距分類，還可以分為三類：

　?。?）短距離測距全站儀

　　測程小于3KM，一般精度為±（5mm+5ppm），主要用于普通測量和城市測量。

　?。?）中測程全站儀

　　測程為3-15km，一般精度為±（5mm+2ppm），±（2mm+2ppm）通常用于一般等級的控制測量。

　　（3）長測程全站儀

　　測程大于15km，一般精度為±（5mm+1ppm），通常用于國家三角網(wǎng)及特級導(dǎo)線的測量。

　　自動陀螺全站儀

　　由陀螺儀GTA1000與無合作目標全站儀RTS812R5組成的自動陀螺全站儀能夠在20分鐘內(nèi)，最高以±5″的精度測出真北方向。

　　GTA1800R這款儀器實現(xiàn)了陀螺儀和全站儀的有機整合，GTA1000陀螺儀上架于RTS812R5系列全站儀。

　　GTA1800R在全站儀的操作軟件里實現(xiàn)和陀螺儀的通訊輕松完成待測邊的定向。

　　GTA1800R可以實現(xiàn)北方向的自動觀測，免去了人工觀測的勞動量和不確定性。

　　結(jié)構(gòu)

　　全站儀幾乎可以用在所有的測量領(lǐng)域。電子全站儀由電源部分、測角系統(tǒng)、測距系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理部分、通訊接口、及顯示屏、鍵盤等組成。

　　同電子經(jīng)緯儀、光學(xué)經(jīng)緯儀相比，全站儀增加了許多特殊部件，因此而使得全站儀具有比其它測角、測距儀器更多的功能，使用也更方便。這些特殊部件構(gòu)成了全站儀在結(jié)構(gòu)方面獨樹一幟的特點。

　　同軸望遠鏡

　　全站儀的望遠鏡實現(xiàn)了視準軸、測距光波的發(fā)射、接收光軸同軸化。同軸化的基本原理是：在望遠物鏡與調(diào)焦透鏡間設(shè)置分光棱鏡系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)實現(xiàn)望遠鏡的多功能，即既可瞄準目標，使之成像于十字絲分劃板，進行角度測量。同時其測距部分的外光路系統(tǒng)又能使測距部分的光敏二極管發(fā)射的調(diào)制紅外光在經(jīng)物鏡射向反光棱鏡后，經(jīng)同一路徑反射回來，再經(jīng)分光棱鏡作用使回光被光電二極管接收；為測距需要在儀器內(nèi)部另設(shè)一內(nèi)光路系統(tǒng)，通過分光棱鏡系統(tǒng)中的光導(dǎo)纖維將由光敏二極管發(fā)射的調(diào)制紅外光傳也送給光電二極管接收 ，進行而由內(nèi)、外光路調(diào)制光的相位差間接計算光的傳播時間，計算實測距離。

　　同軸性使得望遠鏡一次瞄準即可實現(xiàn)同時測定水平角、垂直角和斜距等全部基本測量要素的測定功能。加之全站儀強大、便捷的數(shù)據(jù)處理功能，使全站儀使用極其方便。

　　雙軸自動補償

　　在儀器的檢驗校正中已介紹了雙軸自動補償原理，作業(yè)時若全站儀縱軸傾斜，會引起角度觀測的誤差，盤左、盤右觀測值取中不能使之抵消。而全站儀特有的雙軸（或單軸）傾斜自動補償系統(tǒng)，可對縱軸的傾斜進行監(jiān)測，并在度盤讀數(shù)中對因縱軸傾斜造成的測角誤差自動加以改正(某些全站儀縱軸最大傾斜可允許至±6′）。，也可通過將由豎軸傾斜引起的角度誤差，由微處理器自動按豎軸傾斜改正計算式計算，并加入度盤讀數(shù)中加以改正，使度盤顯示讀數(shù)為正確值，即所謂縱軸傾斜自動補償。

　　雙軸自動補償?shù)乃捎玫臉?gòu)造（現(xiàn)有水平，包括Topcon,Trimble）：使用一水泡（該水泡不是從外部可以看到的，與檢驗校正中所描述的不是一個水泡）來標定絕對水平面，該水泡是中間填充液體，兩端是氣體。在水泡的上部兩側(cè)各放置一發(fā)光二極管，而在水泡的下部兩側(cè)各放置一光電管，用一接收發(fā)光二極管透過水泡發(fā)出的光。而后，通過運算電路比較兩二極管獲得的光的強度。當在初始位置，即絕對水平時，將運算值置零。當作業(yè)中全站儀器傾斜時，運算電路實時計算出光強的差值，從而換算成傾斜的位移，將此信息傳達給控制系統(tǒng)，以決定自動補償?shù)闹怠Ｗ詣友a償?shù)姆绞匠跤晌⑻幚砥饔嬎愫笮拚敵鐾?，還有一種方式即通過步進馬達驅(qū)動微型絲桿，把此軸方向上的偏移進行補正，從而使軸時刻保證絕對水平。

　　鍵盤

　　鍵盤是全站儀在測量時輸入操作指令或數(shù)據(jù)的硬件，全站型儀器的鍵盤和顯示屏均為雙面式，便于正、倒鏡作業(yè)時操作。

　　存儲器

　　全站儀存儲器的作用是將實時采集的測量數(shù)據(jù)存儲起來，再根據(jù)需要傳送到其它設(shè)備如計算機等中，供進一步的處理或利用，全站儀的存儲器有內(nèi)存儲器和存儲卡兩種。

　　全站儀內(nèi)存儲器相當于計算機的內(nèi)存（RAM），存儲卡是一種外存儲媒體，又稱PC卡，作用相當于計算機的磁盤。

　　通訊接口

　　全站儀可以通過RS-232C通訊接口和通訊電纜將內(nèi)存中存儲的數(shù)據(jù)輸入計算機，或?qū)⒂嬎銠C中的數(shù)據(jù)和信息經(jīng)通訊電纜傳輸給全站儀，實現(xiàn)雙向信息傳輸。

　　使用方法

　　全站儀具有角度測量、距離（斜距、平距、高差）測量、三維坐標測量、導(dǎo)線測量、交會定點測量和放樣測量等多種用途。內(nèi)置專用軟件后，功能還可進一步拓展。

　　全站儀的基本操作與使用方法 ：

　　水平角測量

　　（1）按角度測量鍵，使全站儀處于角度測量模式，照準第一個目標A。

　?。?）設(shè)置A方向的水平度盤讀數(shù)為0°00′00〃。

　?。?）照準第二個目標B，此時顯示的水平度盤讀數(shù)即為兩方向間的水平夾角。

　　距離測量

　?。?）設(shè)置棱鏡常數(shù)

　　測距前須將棱鏡常數(shù)輸入儀器中，儀器會自動對所測距離進行改正。

　?。?）設(shè)置大氣改正值或氣溫、氣壓值

　　光在大氣中的傳播速度會隨大氣的溫度和氣壓而變化，15℃和760mmHg是儀器設(shè)置的一個標準值，此時的大氣改正為0ppm。實測時，可輸入溫度和氣壓值，全站儀會自動計算大氣改正值（也可直接輸入大氣改正值），并對測距結(jié)果進行改正。

　?。?）量儀器高、棱鏡高并輸入全站儀。

　?。?）距離測量

　　照準目標棱鏡中心，按測距鍵，距離測量開始，測距完成時顯示斜距、平距、高差。

　　全站儀的測距模式有精測模式、跟蹤模式、粗測模式三種。精測模式是最常用的測距模式，測量時間約2.5S，最小顯示單位1mm；跟蹤模式，常用于跟蹤移動目標或放樣時連續(xù)測距，最小顯示一般為1cm，每次測距時間約0.3S；粗測模式，測量時間約0.7S，最小顯示單位1cm或1mm。在距離測量或坐標測量時，可按測距模式（MODE）鍵選擇不同的測距模式。

　　應(yīng)注意，有些型號的全站儀在距離測量時不能設(shè)定儀器高和棱鏡高，顯示的高差值是全站儀橫軸中心與棱鏡中心的高差。

　　坐標測量

　?。?）設(shè)定測站點的三維坐標。

　?。?）設(shè)定后視點的坐標或設(shè)定后視方向的水平度盤讀數(shù)為其方位角。當設(shè)定后視點的坐標時，全站儀會自動計算后視方向的方位角，并設(shè)定后視方向的水平度盤讀數(shù)為其方位角。

　　（3）設(shè)置棱鏡常數(shù)。

　　（4）設(shè)置大氣改正值或氣溫、氣壓值。

　?。?）量儀器高、棱鏡高并輸入全站儀。

　?。?）照準目標棱鏡，按坐標測量鍵，全站儀開始測距并計算顯示測點的三維坐標。

　　數(shù)據(jù)通訊

　　全站儀的數(shù)據(jù)通訊是指全站儀與電子計算機之間進行的雙向數(shù)據(jù)交換。全站儀與計算機之間的數(shù)據(jù)通訊的方式主要有兩種，一種是利用全站儀配置的PCMCIA（personal computer memory card internation association，個人計算機存儲卡國際協(xié)會，簡稱PC卡，也稱存儲卡）卡進行數(shù)字通訊，特點是通用性強，各種電子產(chǎn)品間均可互換使用；另一種是利用全站儀的通訊接口，通過電纜進行數(shù)據(jù)傳輸。

　　區(qū)分方法

　　全站儀盤左盤右

　　全站儀儀器的盤左和盤右，實際上沿用老式光學(xué)經(jīng)緯儀的稱謂。是根據(jù)豎盤相對觀測人員所處的位置而言的，觀測時當豎盤在觀測人員的左側(cè)時稱為盤左，反之稱為盤右。相對盤左和盤右而言也有稱為正鏡和倒鏡，以及F1(FACE1）面和F2(FACE2）面的。

　　對于測量來講，若正、反（盤左、盤右）測量后，通過測量方法有可消除某些人為誤差以及固定誤差的作用。對于可定義盤左和盤右稱謂的儀器而言，給用戶增加了應(yīng)用儀器的可選操作界面，對測量作業(yè)和測量結(jié)果沒有影響。

　　另外，對于靠角度確認盤左和盤右可能存在某些錯覺，例如某些連接陀螺儀的全站儀或者經(jīng)緯儀，在確定盤左和盤右時顯示的不一定是對應(yīng)。就是說相對180度角度數(shù)值而已往小向轉(zhuǎn)不一定是盤左。反正，用戶記住兩者的差值即可。儀器也是自動求算的，對工程測量結(jié)果沒有影響。

　　氣泡校正

　　全站儀整平以及氣泡校正正確調(diào)平儀器的方法：

　　(1）架設(shè)：將儀器架設(shè)到穩(wěn)固的三腳架上，旋緊中心螺旋。

　?。?）粗平：看圓氣泡（精度相對較低，一般為1分），分別旋轉(zhuǎn)儀器的3個腳螺旋將儀器大致整平。

　　(3）精平：使儀器照準部上的管狀水準器（或者稱長氣泡管）平行于任意一對腳螺旋，旋轉(zhuǎn)兩腳螺旋使氣泡居中（最好采用左拇指法，即左右手同時轉(zhuǎn)動兩個腳螺旋，并且兩拇指移動方向相向，左手大拇指方向與氣泡管氣泡移動方向相同。）；然后，將照準部旋轉(zhuǎn)90°，旋轉(zhuǎn)另外一個腳螺旋使長氣泡管氣泡居中。

　　(4）檢驗：將儀器照準部再旋轉(zhuǎn)90°，若長氣泡管氣泡仍居中，表示已經(jīng)整平；若有偏差，請重復(fù)步驟（3）。正常情況下重復(fù)1～2次就會好了。

　　氣泡是否有問題的檢驗：

　　精平同時進行檢驗：使儀器照準部上的管狀水準器（或者稱長氣泡管）平行于任意一對腳螺旋，旋轉(zhuǎn)兩腳螺旋使氣泡居中；然后，將照準部旋轉(zhuǎn)180°，此時若氣泡仍然居中，則管狀水準器軸垂直于豎軸（長氣泡管沒有問題）。如氣泡不居中，就需要校正。

　　校正方法：

　　(A）按照檢驗的步驟進行到第（3）步，確定偏差量即氣泡偏離中間的差量。

　　(B）用改針調(diào)整長氣泡管的校正螺釘，使氣泡返回偏差量的1/4。若前面的差量無法精確知道，這里可大概改正；然后重復(fù)檢驗步驟的第（3）步驟。

　　(C）重復(fù)前面步驟，一般重復(fù)1～2次即可調(diào)好。調(diào)好后，再按照整平步驟進行儀器整平。

　　這里提及一下，在長氣泡管調(diào)整后最好再確認一下圓氣泡，若有偏差也調(diào)一下。

　　補充：氣泡管氣泡為什么會出現(xiàn)偏差？

　　原因：

　　(1）圓氣泡管一般由3個螺釘固定，內(nèi)部有一個波形彈簧。若3個螺釘受力不均勻時，當儀器在車輛運輸過程中受顛簸就會引起受力小的螺釘松動，最后引起偏差，或者長時間使用造成螺釘松動。

　　(2）長氣泡管一般是一端固定，另外一端可調(diào)（校正螺釘）?？烧{(diào)端下面有彈簧，固定端里面應(yīng)該有凸形內(nèi)墊圈。無論是生產(chǎn)裝配還是維修校正，若在長氣泡管調(diào)整時沒有注意校正螺釘?shù)穆菁y間距，使螺釘受力不均衡，在儀器受大的顛簸后螺釘會稍微旋轉(zhuǎn)、引起氣泡偏差。

　　使用維護

　　保管時

　　1、儀器的保管由專人負責，每天現(xiàn)場使用完畢帶回辦公室；不得放在現(xiàn)場工具箱內(nèi)。

　　2、儀器箱內(nèi)應(yīng)保持干燥，要防潮防水并及時更換干燥劑。儀器必須放置專門架上或固定位置。

　　3、儀器長期不用時，應(yīng)以一月左右定期取出通風防霉并通電驅(qū)潮，以保持儀器良好的工作狀態(tài)。

　　4、儀器放置要整齊，不得倒置。

　　使用時

　　1、開工前應(yīng)檢查儀器箱背帶及提手是否牢固。

　　2、開箱后提取儀器前，要看準儀器在箱內(nèi)放置的方式和位置，裝卸儀器時，必須握住提手，將儀器從儀器箱取出或裝入儀器箱時，請握住儀器提手和底座，不可握住顯示單元的下部。切不可拿儀器的鏡筒，否則會影響內(nèi)部固定部件，從而降低儀器的精度。應(yīng)握住儀器的基座部分，或雙手握住望遠鏡支架的下部。儀器用畢，先蓋上物鏡罩，并擦去表面的灰塵。裝箱時各部位要放置妥帖，合上箱蓋時應(yīng)無障礙。

　　3、在太陽光照射下觀測儀器，應(yīng)給儀器打傘，并帶上遮陽罩，以免影響觀測精度。在雜亂環(huán)境下測量，儀器要有專人守護。當儀器架設(shè)在光滑的表面時，要用細繩（或細鉛絲）將三腳架三個腳聯(lián)起來，以防滑倒。

　　4、當架設(shè)儀器在三腳架上時，盡可能用木制三腳架，因為使用金屬三腳架可能會產(chǎn)生振動，從而影響測量精度。

　　5、當測站之間距離較遠，搬站時應(yīng)將儀器卸下，裝箱后背著走。行走前要檢查儀器箱是否鎖好，檢查安全帶是否系好。當測站之間距離較近，搬站時可將儀器連同三腳架一起靠在肩上，但儀器要盡量保持直立放置。

　　6、搬站之前，應(yīng)檢查儀器與腳架的連接是否牢固，搬運時，應(yīng)把制動螺旋略微關(guān)住，使儀器在搬站過程中不致晃動。

　　7、儀器任何部分發(fā)生故障，不勉強使用，應(yīng)立即檢修，否則會加劇儀器的損壞程度。

　　8、光學(xué)元件應(yīng)保持清潔，如沾染灰沙必須用毛刷或柔軟的擦鏡紙擦掉。禁止用手指撫摸儀器的任何光學(xué)元件表面。清潔儀器透鏡表面時，請先用干凈的毛刷掃去灰塵，再用干凈的無線棉布沾酒精由透鏡中心向外一圈圈的輕輕擦拭。除去儀器箱上的灰塵時切不可作用任何稀釋劑或汽油，而應(yīng)用干凈的布塊沾中性洗滌劑擦洗。

　　9、在潮濕環(huán)境中工作，作業(yè)結(jié)束，要用軟布擦干儀器表面的水分及灰塵后裝箱?；氐睫k公室后立即開箱取出儀器放于干燥處，徹底涼干后再裝箱內(nèi)。

　　10、冬天室內(nèi)、室外溫差較大時，儀器搬出室外或搬入室內(nèi)，應(yīng)隔一段時間后才能開箱。

　　轉(zhuǎn)運時

　　1、首先把儀器裝在儀器箱內(nèi)，再把儀器箱裝在專供轉(zhuǎn)運用的木箱內(nèi)，并在空隙處填以泡沫、海綿、刨花或其它防震物品。裝好后將木箱或塑料箱蓋子蓋好。需要時應(yīng)用繩子捆扎結(jié)實。

　　2、無專供轉(zhuǎn)運的木箱或塑料箱的儀器不應(yīng)托運，應(yīng)由測量員親自攜帶。在整個轉(zhuǎn)運過程中，要做到人不離開儀器，如乘車，應(yīng)將儀器放在松軟物品上面，并用手扶著，在顛簸厲害的道路上行駛時，應(yīng)將儀器抱在懷里。

　　3、注意輕拿輕放、放正、不擠不壓，無論天氣晴雨，均要事先做好防曬、防雨、防震等措施。

　　電池

　　全站儀的電池是全站儀最重要的部件之一，在全站儀所配備的電池一般為Ni-MH(鎳氫電池)和Ni-Cd(鎳鎘電池)，電池的好壞、電量的多少決定了外業(yè)時間的長短。

　　1、建議在電源打開期間不要將電池取出，因為此時存儲數(shù)據(jù)可能會丟失，因此請在電源關(guān)閉后再裝入或取出電池。

　　2、可充電池可以反復(fù)充電使用，但是如果在電池還存有剩余電量的狀態(tài)下充電，則會縮短電池的工作時間，此時，電池的電壓可通過刷新予以復(fù)原，從而改善作業(yè)時間，充足電的電池放電時間約需8小時。

　　3、不要連續(xù)進行充電或放電，否則會損壞電池和充電器，如有必要進行充電或放電，則應(yīng)在停止充電約30分鐘后再使用充電器。

　　4、不要在電池剛充電后就進行充電或放電，有時這樣會造成電池損壞。

　　5、超過規(guī)定的充電時間會縮短電池的使用壽命，應(yīng)盡量避免

　　6、電池剩余容量顯示級別與當前的測量模式有關(guān)，在角度測量的模式下，電池剩余容量夠用，并不能夠保證電池在距離測量模式下也能用，因為距離測量模式耗電高于角度測量模式，當從角度模式轉(zhuǎn)換為距離模式時，由于電池容量不足，不時會中止測距。

　　檢驗

　?。?）照準部水準軸應(yīng)垂直于豎軸的檢驗和校正檢驗時先將儀器大致整平，轉(zhuǎn)動照準部使其水準管與任意兩個腳螺旋的連線平行，調(diào)整腳螺旋使氣泡居中，然后將照準部旋轉(zhuǎn)180度，若氣泡仍然居中則說明條件滿足，否則應(yīng)進行校正。

　　校正的目的是使水準管軸垂直于豎軸．即用校正針撥動水準管一端的校正螺釘，使氣泡向正中間位置退回一半．為使豎軸豎直，再用腳螺旋使氣泡居中即可．此項檢驗與校正必須反復(fù)進行，直到滿足條件為止。

　　（2）十字絲豎絲應(yīng)垂直于橫軸的檢驗和校正

　　檢驗時用十字絲豎絲瞄準一清晰小點，使望遠鏡繞橫軸上下轉(zhuǎn)動，如果小點始終在豎絲上移動則條件滿足．否則需要進行校正．

　　校正時松開四個壓環(huán)螺釘（裝有十字絲環(huán)的目鏡用壓環(huán)和四個壓環(huán)螺釘與望遠鏡筒相連接。轉(zhuǎn)動目鏡筒使小點始終在十字絲豎絲上移動，校好后將壓環(huán)螺釘旋緊。

　　（3）視準軸應(yīng)垂直于橫軸的檢驗和校正選擇一水平位置的目標，盤左盤右觀測之，取它們的讀數(shù)（顧及常數(shù)180度）即得兩倍的c（c=1/2（ɑ左－ɑ右）

　　（4）橫軸應(yīng)垂直于豎軸的檢驗和校正選擇較高墻壁近處安置儀器。以盤左位置瞄準墻壁高處一點p（仰角最好大于30度），放平望遠鏡在墻上定出一點m1。倒轉(zhuǎn)望遠鏡，盤右再瞄準p點，又放平望遠鏡在墻上定出另一點m2。如果m1與m2重合，則條件滿足，否則需要校正。校正時，瞄準m1、 m2 的中點m，固定照準部，向上轉(zhuǎn)動望遠鏡，此時十字絲交點將不對準p點。抬高或降低橫軸的一端，使十字絲的交點對準p點。此項檢驗也要反復(fù)進行，直到條件滿足為止。以上四項檢驗校正，以一、三、四項最為重要，在觀測期間最好經(jīng)常進行。每項檢驗完畢后必須旋緊有關(guān)的校正螺釘。

　　前景

　　隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展與應(yīng)用以及用戶的特殊要求與其它工業(yè)技術(shù)的應(yīng)用，全站儀出現(xiàn)了一個新的發(fā)展時期，出現(xiàn)了帶內(nèi)存、防水型、防爆型、電腦型等等的全站儀。

　　世界上最高精度的全站儀：測角精度（一測回方向標準偏差）0.5秒，測距精度 0.5mm+1ppm。利用ATR（Auto Targets Recognition，自動目標識別）功能，白天和黑夜（無需照明）都可以工作。全站儀已經(jīng)達到令人不可致信的角度和距離測量精度，既可人工操作也可自動操作，既可遠距離遙控運行也可在機載應(yīng)用程序控制下使用，可使用在精密工程測量、變形監(jiān)測、幾乎是無容許限差的機械引導(dǎo)控制等應(yīng)用領(lǐng)域。

　　全站儀這一最常規(guī)的測量儀器將越來越滿足各項測繪工作的需求，發(fā)揮更大的作用。

　　全站儀的測角系統(tǒng)與傳統(tǒng)光學(xué)經(jīng)緯儀測角系統(tǒng)不同點全站儀的測角系統(tǒng)與傳統(tǒng)光學(xué)經(jīng)緯儀測角系統(tǒng)相比較，主要有兩個方面的不同：

　?。?）傳統(tǒng)的光學(xué)度盤被絕對編碼度盤或光電增量編碼器所代替，用電子細分系統(tǒng)代替了傳統(tǒng)的光學(xué)測微器；

　?。?）由傳統(tǒng)的觀測者判讀觀測值及手工記錄變?yōu)橛^測者直接讀數(shù)并自動記錄。

　　全站儀的測距系統(tǒng)與一般測距儀基本一致，只是體積更小，通常采用半導(dǎo)體砷化鎵發(fā)光二極管作為光源。不同廠家生產(chǎn)的不同類型及系列的全站儀，其最大測程和距離測量誤差均有較大變化。

　　全站儀的記錄系統(tǒng)又稱為電子數(shù)據(jù)記錄器，它是一種存儲測量資料的具有特定軟件的硬件設(shè)備。數(shù)據(jù)記錄器也有許多類型，但基本功能都一樣，起著全站儀與電子計算機之間的橋梁作用，它使野外記錄工作實現(xiàn)了自動化，減少了記錄計算的差錯，大大提高了野外作業(yè)的效率。全站儀記錄系統(tǒng)主要有三種形式：接口式、磁卡式和內(nèi)存式。

　　垂直度盤安裝過程中的誤差分析及其校正

　　垂直度盤由主光柵、指示光柵、指示光柵座、軸和軸套組成，在垂直度盤安裝過程中會產(chǎn)生豎盤指標差和水平軸傾斜誤差。豎盤指標差是由于固定指示光柵安裝不正確引起的，是指當視準軸水平時，垂直度盤讀數(shù)不為90度。安裝好垂直度盤后，將儀器放在儀器墩上，照準與儀器大致同高的平行光管無窮遠處的目標，用盤左、盤右觀測目標的天頂距。則盤左：α=90°-L+I；盤右：α=R-270°-I 得I=1/2（L+R-360°）若指標差I(lǐng)超過規(guī)定的限差，則進行校正，校正分為兩種：一種是機械校正，一種是通過軟件校正。機械校正，松開指示光柵座與支架連接的4個螺釘，旋轉(zhuǎn)調(diào)整指示光柵座，再次進行盤左盤右測量計算指標差，直到滿足需要為止。軟件校正：啟動儀器的指標差校正程序，按顯示屏提示，盤左、盤右照準平行光管，提取指標差差值并存儲，經(jīng)上述校正后，儀器顯示的角度為校正指標差后的值，即指標處于正確安裝位置時的值。水平軸傾斜誤差是由于支撐水平軸二支架的高度不等高造成的，當水平軸傾斜時會對水平角的測量有很大影響、在豎軸鉛直，視準軸與水平軸垂直的前提下：1.以水平軸中心O為圓心，任意長為半徑作球，HH1代表水平軸水平位置，H′H1′代表水平軸傾斜之角時的位置，豎直角度在H1一側(cè)，水平軸繞豎軸旋轉(zhuǎn)時，在各個方位上的傾斜角β是不變的。2.當水平軸水平時，照準目標T，則垂直照準面是OZTM′，它在水平度盤上讀數(shù)為M′，如果水平軸傾斜β角，當視準軸指向天頂時，視準軸就不會在正確的OZ位置，而移至OZ′位置，用這樣的視準軸去照準目標T時，照準面為傾斜面OZ′TM，在水平度盤的讀數(shù)為M。弦長MM′=△β就是水平軸傾斜誤差對方向讀數(shù)的影響。作OZM垂直面，在球面三角形ZTM中，ZT=Z,LZMT=β，TM≈α，LTZM=△β，則由球面垂直角公式：Sin△β=Sinβ/Sinz*Sinα又因為β和△β為小角度，可得△β=βtgα，這就是水平軸傾斜誤差對水平角影響的關(guān)系式。對水平軸的傾斜誤差的檢定采用平、低（高）點法來檢定：在室內(nèi)選定兩個點，一個高于水平視線，一個低于水平視線，且垂直角滿足α高=-α低，當觀測高點時：（L-R）高=2L/COSα高+2β*tgα高當觀測低點時：（L-R）低=2L/COSα低+2β*tgα低因α高=∣α低∣；則β=1/2（C高-C低）COtα當采用平、高讀時，只要將（L-R）平=2C與（L-R）低=2L/ COSα低+2β*tgα低具體操作根據(jù)軟件提示，盤耷拉、盤右分別照準水平平行光管，求解視準軸誤差和指示差β1，再盤左、盤右照準點平行光管，求解視準軸誤差和指標差β2，這時可根據(jù)上述公式求得水平軸傾斜誤差。當水平軸傾斜誤差過大時，可通過調(diào)整垂直度盤上的指示光柵座同支架的相對位置來校正，也可根據(jù)軟件進行補償。