浅析全部仪的应用及计量检定方法的研究
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全站仪是当今地面测量工作走向自动化、数字化的核心测量仪器。在测绘工作中有着广泛的应用。全站仪的应用前景，可以预测的发展有如下仪器采集数据的能力将加强。针对某些特殊作业要求所开发的自动化处理系统，将得到很快的发展。仪器间的数据直接交换和共享将成为现实，内业工作将更多地在观测的同时予以完成。
正是由于全站仪在测绘中有广阔的发展前景，因此，在利用全站仪进行测绘作业前，对于全站仪的检定工作就显的尤为重要。目前对全站仪的检定，是测绘仪检定中的一项重工作。为了保证全站仪测量结果的准确、可靠、或考察仪器的各类性能及测量精度等指标，从使用的角度出发，对新购的，使用中的和修理后的仪器需要进行校准和检测。
1 全站仪的测量原理
1.1 电子测距技术
电子测距的基本原理是利用电磁波在空气中传播的速度为已知这一特性，测定电磁波在被测距离上往返传播的时间来求得距离值。但是，这种直接测距的方法实现起来非常困难，当我们要求较高的测量精度时，对测量时间的要求很高，这在实践过程中是非常困难的。因此，我们在实际的测距过程中可以根据此原理采取改进的方法进行测距。在实际过程中主要用两种方法，脉冲法和相位法。（1）脉冲法。测距使用的光源为激光器，它发射一束极窄的光脉冲射向目标，同时输出一电脉冲信号，打开电子门让标准频率发生器产生的时标脉冲通过并对其进行计数。（2）相位法，相位法测距是测定由仪器连续发射的电磁波正弦信号在被测距离上往返传播所产生的相位差，根据相位差来得到距离。
1.2 电子测角技术
电子测角，即角度测量的数字化，也就是自动数字显示角度测量结果，其实质是用一套角码转换系统来代替传统的光学读数系统。目前，这套转换有两类：一类是采用编码度盘的所谓“绝对法”测角，一类是采用光栅度盘的所谓“增量法”测角。（1）光栅度盘测角原理“增量法”。光栅就是具有刻制成许多宽度和间隔都相等的直线条纹的光学器件，即它是由许多等间隔的透光的缝隙和不透光的刻划线所组成。（2）编码度盘测角原理“绝对法”，编码度盘类似于普通光学度盘的玻璃盘，在此平面上分着若干宽度相同的同心圆环，而每一圆环又被刻制成若干等长的透光和不透光区，这种圆环称为编码度盘的“码道”。每条码道代表一个二进制的数位，由里到外，位数由高到低。在码道数目一定的条件下，整个编码盘可以分成数目一定，面积相等的扇形区，称为编码区。每一检测器对应一个光源。码盘上的发光二极管和码盘下的光敏二极管组成测角的读定标志。把码盘的透光和不透光，由光电二极管转换成电信号。
2 全站仪在测绘中的广泛应用和发展方向
纵观众全站仪的发展过程，大致经历了以下几个阶段：工具阶段。这是全站仪发展的初始阶段，人们对全站仪的理解仅仅是电子测角和光学测距。与传统手段相比，他的优点仅仅是提高了野外测量的效率；智能化阶段，由于计算机技术的广泛应用，在仪器内部安装中央处理器成为这一阶段仪器硬件构造的主要特征。同时，软件技术亦急剧发展，在应用功能上，主要实现了仪器和计算机之间的双向通信，部分常用测量作业流程的程序化，仪器轴系误差的自动测试和补偿以及一些基于特殊目的应用；开放性阶段。现阶段仪器的主要特点是，试图建立一个统一的标准，以实现观测数据和结果在仪器之间的共享，从而进一步提高测量作业的效率和可靠性，同时扩大仪器的使用范围，并为全站仪深入的全面发展最终铺平道路。
从以上我们可以看出仪器的发展首先表现为硬件设备的发展，然后依赖于硬件设备的软件技术的发展。但当硬件设备发展到一定水平时，软件技术便摆脱硬件束缚而发展起来的，并最终独立于硬件发展下去。而这些的进步都是随着数据进行的。
在今后的若干年内，仪器的开发和使用将主要表现在软件技术中。将来全站仪的发展可能将有以下突破。仪器采集数据的能力将加强。仪器的自我诊断和改正能力将进一步完善，观测数据的精度将进一步提高。仪器的实时处理数据的能力将提高，内置应用程序增多。系统集成将受到开发者和使用者的关注。仪器间的数据直接交换和共享将成为现实，内业工作将更多的在观测的同时予以完成。
3 全站仪的轴系误差和对测量角度的影响
在以往的测量工作中，为了减弱轴系误差对经纬仪角度观测的影响，一般采用盘左、盘右观测等方法来实现。随着电子技术和微处理技术应用水平的不断提高。目前大多数的全站仪都具有轴系误差自动补偿或改正的功能，实现仪器轴系误差对角度观测影响的自动修正。
3.1 垂直轴倾斜误差的自动补偿
垂直倾斜误差是由于仪器垂直轴与测站铅垂线不重合的误差。如果全站仪存在垂直轴倾斜误差，则将对水平方向和垂直角观测产生影响。由于技术方面的原因，早期的全站仪只补偿垂直轴倾斜在望远镜方向的分量常称纵向分量对垂直度盘读数的影响，并称之为单轴补偿。随着技术和微处理技术在全站仪中的不断应用，垂直轴倾斜补偿技术已从单一考虑对垂直度盘读数的影响发展为同时对垂直度盘和水平度盘读数的影响，并进一步提出了双轴补偿的概念。所谓双轴补偿是指自动补偿垂直轴纵向望远镜方向倾斜分量对垂直度盘读数的影响和垂直横轴向水平轴方向倾斜分量对水平度盘读数的影响。
3.2 水平方向观测中的轴系误差修正
视准轴误差是指望远镜视准轴与水平轴的不正交误差。视准轴误差对水平方向观测的影响可以盘左、盘右观测取中数的方法消除。
水平轴倾斜误差是由于全站仪的水平轴与垂直轴不正交的误差。水平轴倾斜误差对水平方向观测的影响可以盘左、盘右观测取中数的方法消除。
垂直轴倾斜横向分量误差对水平方向观测值的影响实际上与水平轴倾斜相类似可以看成是因垂直轴倾斜导致的水平轴倾斜误差。
3.3 垂直角观测中的轴系误差修正
垂直角是望远镜视线和相应水平线之间的夹角。在全站仪垂直度盘读数装置中，同光学经纬仪相似，当望远镜处于水平位置时，读数传感器应处于垂直度盘90°或0°的位置。但由于制造及安装工艺方面的原因，往往不能满足上述要求，就产生了垂直度盘指标差。在上述垂直度盘指标的讨论过程中，是假设垂直轴处于正确（铅垂）位置上，换句话说，上述垂直角测量是相对全站仪的垂直轴而言的。如果全站仪垂直轴处于倾斜状态，必然要对垂直角测量产生影响。
综合上述分析，全站仪的垂直角测量指标差是垂直度盘指标差和垂直轴倾斜补偿器纵向指标差的总和。而在计量检定中是作为全站仪的重要性能指标的。
所以，在全站仪的计量检定中主要检定以下的几个方面：（1）、望远镜视准轴与横轴的垂直度（2）、照准误差（3）、横轴误差（4）、竖盘指标差（5）、补偿器的补偿范围（6）、补偿器零位误差（7）、补偿器补偿误差。
4 结语
本文主要在介绍全站仪工作原理的基础上分析全站仪的测角、测距的检定方法。随着全站仪及其技术的发展，可能会有更多的新的功能，如ATR，LICK等，而这些功能的检定还处于探索阶段。此外，全站仪软件功能的检定也是有必要的，需要检定工作者进一步的去研究。
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