文 献 综 述

1.全站仪测量和发展历史

二十世纪八十年代末，人们根据电子测角系统和电子测距系统的发展不平衡，将全站仪分成两大类，即积木式和整体式。

通过阅读学习文献资料，认识到了许多关于目前全站仪在实际测量中的新知识和新方法。随着科技的不断发展和进步，测绘仪器设备也迅速发展，新仪器的不断出现，新设备及其新功能的应用是测绘科技进步与发展的趋势，比如，免棱镜全站仪是把无反射棱镜测距融合到了常规的全站仪，具备双重的功能，实现了”所瞄即所测”。其最大的优势就在于不需要接触被测点就可获得被测点的三维坐标。这样一来，给测量工作带来了极大的方便，另一方面也对一些重要的比如文物之类的建筑起到了一定的保护作用。此外有的仪器还提供了可见激光的无反射棱镜方式，可见激光光束可以作为指向器使用，即可根据光斑的位置确定测量位置，因此没有必要总是通过望远镜寻找目标，这对现代测量的运用来说是非常广泛的。

免棱镜全站仪测距方法有两种：脉冲法和相位法。通常条件下，脉冲法的测远程，相位法的精度高。脉冲法用测量时发射和接收信号之间的时间间隔来计算距离，多次测量得出平均距离。相位法使用连续信号，以不同的频率来调制载波信号，测出发射和接受信号之间的相位差，从而求出被测距离，这两种测距原理与有合作目标的测距原理相同。

免棱镜全站仪在其它测绘领域方面也有许多的应用，如在大型桥梁、水利设施等建筑物的变形监测，古文物及重要建筑的保护，地质灾害监测，各种断面测量等都可以发挥其强大的优势。

近年来，许多新技术，新方法的诞生给实际测量带来了方便。测程是全站仪重要指标之一，刘学斌^[7]等利用相位式测距仪的测程公式，发现了全站仪测程检验的一种新方法，可以算出任意棱镜组合对应的测程，更合理地使用棱镜，以便减少仪器幅相误差的影响，提高了精度。精密工程测量中，目前全站仪测距加常数测定的方法有不足之处，于成浩^[4]等指出了精密工程测量中可利用两点法及比对法进行全站仪测距加常数的测定，通过推导公式对测定精度进行估算并用实测数据进行验证。

2.全站仪测量精度

全站仪是由电子测角、光电测距、微处理器与机载软件组合而成的智能光电测量仪器，产生误差的主要原因有：仪器误差、观测误差和外界环境的影响。在拥有了许多简便方法的基础上进行全站仪测量，会得到更为精准的结果，但在实际测量中，仍然会存在着一些微小的误差。我们通常把误差分为两类：一类是与距离无关的误差，又称固定误差；另一类与距离有关的误差，也称比例误差。其中主要影响误差的几个因素是由仪器的加常数测定误差、对中误差、测相误差等因素引起。比例误差主要由仪器的测距频率误差、电磁波传播速度误差、大气的折射率误差引起。

精度分析和检验的方法有很多种，其中对多种典型观测条件下仪器的稳定性进行全面的测试和分析，对陆地和水域两个大地四边形控制网的实测精度进行综合测试和分析，并对仪器的夜间观测性能进行测试比较。通过对仪器多方面的性能测试和分析，一般情况下，仪器的稳定性较高。日出和日落前后，角度、距离变化略大于其他时间段，气温气压对稳定性有一定的影响，实际工作中，要及时更新仪器常数；由于信号干扰和路面振动等因素的影响，高压线和沥青路面对仪器的稳定性有一定的影响，其他各种环境对仪器的稳定性影响不大，实际工作中，要尽量避免高压线，安置仪器要确保稳定。

目前随着测距仪精度的提高，高精度的全站仪在工业测量中得到了广泛的应用，尤其是用于大尺寸钢结构的安装、检测和调整以及建筑物、构筑物的变形观测。双频激光干涉仪式目前测长仪器中精度较高的一种，用双频激光干涉可实现全站仪、测距仪测距精度的自动化检测，也可用于检测对反射片的测量精度。现在用于工业测量的全站仪、测距仪的自动化程度和精度越来越高，一般是在厂房、车间等室内条件下，用于设备的高精度安装和检测等工作，与野外测量条件相比较，大气条件能得到较好的控制。因此，李广云^[12]等通过推导公式，实际检测及分析，建议增加此项目的检验。

TC2002^[8]是Leica系列全站仪中精度最高的一种全站仪，其测角标称精度为#177;0.5，但要提高坐标测量的精度，最主要的时要提高距离测量精度，而测距的固定误差和比例误差是测距误差最大的影响因素，另外在极坐标工业测量系统中，测距的合作目标不是棱镜而是反射片，反射片的倾斜对测距精度有较大的影响。从实际测量可以看出，TC2002单台极坐标测量系统操作简单，通过测距误差改正点位精度达到亚毫米的水平，完全可以用于大型工业部件的安装与检测，在大尺寸范围内可基本达到和经纬仪坐标测量系统相媲美的程度，因此为极坐标工业测量系统在高精度的工业部件安装检测等开辟了新的领域。

3.总结

在通过相关文献的学习之后，我了解到目前各种各样的仪器以及测量方法，全站仪不仅仅只有在工程建筑方面能利用到，在工业生产等室内也需要全站仪的测量，而且精度要求更加严格；通过学习众多专家学者的研究成果，免棱镜全站仪在工程中的应用以及全站仪在实际测量中应该如何避免误差，研究分析了测量结果的精度分析方法。着重分析了全站仪的测量功能及其原理，并通过相关的测量实验，分析全站仪测角和测距的精度的影响。

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