全站仪结构
全站仪几乎可以用于所有测量领域。电子全站仪由电源、测角系统、测距系统、数据处理部分、通信接口、显示屏和键盘组成。与电子经纬仪和光学经纬仪相比,全站仪增加了许多特殊的部件,使全站仪比其他角度测量和距离测量仪器具有更多的功能和更方便的使用。这些特殊的部件使全站仪在结构上是独有的。
全站仪望远镜实现了测距光波的准直轴、发射光轴和接收光轴的同轴度。同轴度的基本原理是在望远物镜和聚焦透镜之间设置分束棱镜系统,通过分束棱镜系统可以实现望远镜的多功能,即瞄准目标,将其成像在分划板上,并测量角度。同时,测距部分的外光路系统可以使测距部分的光电二极管发出的调制红外光经物镜导向反射棱镜后,经同一光路反射回来,再通过分光棱镜的作用被光电二极管接收;为了测量距离,需要在仪器内部设置另一个内部光路系统。光电二极管发出的调制红外光也通过分光棱镜系统中的光纤传输到光电二极管接收,通过调制光在内外光路中的相位差间接计算光的传播时间,并计算测量距离。
同轴度使望远镜能够一次瞄准同时测量水平角、垂直角、斜距等所有基本测量要素。加上全站仪强大便捷的数据处理功能,使用起来极其方便。
介绍了仪器检测和校准中双轴自动补偿的原理。如果全站仪的纵轴在作业时发生倾斜,会造成角度观测误差,左右观测值不能偏移。全站仪专用双轴(或单轴)倾斜自动补偿系统,可监测纵轴倾斜,自动校正表盘读数中因纵轴倾斜引起的角度测量误差(部分全站仪纵轴大允许倾斜6’)。由垂直轴倾斜引起的角度误差也可以由微处理器根据垂直轴倾斜校正公式自动计算,并将其加入到表盘读数中进行校正,使表盘显示读数为正确值,即所谓的垂直轴倾斜自动补偿。
采用的双轴自动补偿结构(现有水平,包括Topcon、Trimble):用一个气泡(这个气泡从外面看不到,也不是检查校准中描述的气泡)校准绝对水平面,中间充满液体,两端充满气体。泡罩上部两侧放置发光二极管,泡罩下部两侧放置光电池,发光二极管用于接收泡罩发出的光。然后,由运算电路比较由两个二极管获得的光的强度。当处于初始位置,即绝对水平时,操作值设置为零。运行过程中,当全站仪表倾斜时,运算电路实时计算光强差,转化为倾斜位移,并将该信息传输给控制系统,确定自动补偿值。除了起初由微处理器计算后校正输出外,还有另一种自动补偿的方式,即通过步进电机驱动微型螺杆来校正轴向的偏差,从而保证轴始终处于绝对水平。
它是键盘全站仪在测量时输入操作指令或数据的硬件。全站仪的键盘和显示屏是双面的,便于前后镜操作时操作。
全站仪的存储器用于存储实时测量数据,然后将其传输到计算机等其他设备进行进一步处理或利用。全站仪的内存包括内存和存储卡。
全站仪的内存相当于计算机的内存(RAM),存储卡是一种外部存储介质,也称为PC卡,充当计算机的磁盘。
全站仪可以通过RS-232C通信接口和通信电缆将存储器中存储的数据输入计算机,也可以通过通信电缆将计算机中的数据和信息传输到全站仪,实现信息的双向传输。