论文总字数：26032字

摘 要

每台全站仪都有其标称的精度，用于生产的全站仪可由专业的仪器检定部门检测其精度，但作为一般使用者，也应该能够有一个行之有效的方法测定全站仪的实际测量精度，这无论对新采购的仪器或者使用较长时间的仪器都有实际意义。本文主要探讨全站仪测距、测角以及稳定性的检测方法。重点探究全站仪水平角常规操作精度以及其在不同条件下的稳定性。

关键词：全站仪 基线场 稳定性 精度

Precision Analysis of Total Station in Actual measurement

Abstract

Each total station has its nominal precision,and the accuracy of total station used in the production can be tested by professional equipment sector detection, but as a general user, it should be able to have an effective way to measure the total station the actual instrument measurement accuracy, which makes sense to both the purchase of new equipment or the instrument used for a long time.This paper explores the total station distance, angle measurement and detection stability,and explores total station horizontal angle measurement accuracy of conventional methods and their stability under different conditions.

Key Words：Total Station; Baseline field; Stability; Accuracy

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1全站仪在测绘行业中的应用 1

1.2全站仪的实测精度分析的研究背景与意义 1

1.3本论文主要研究内容 2

第二章 全站仪结构特点与程序功能 4

2.1全站仪结构特点 4

2.1.1同轴望远镜 4

2.1.2自动补偿系统 4

2.2全站仪功能 5

2.2.1全站仪测量程序功能 5

2.2.2数据存储与数据通讯 5

2.2.3自动识别、照准和跟踪目标 6

2.2.4免棱镜测距功能 6

第三章 全站仪测距部实测精度分析 7

3.1加常数测定 7

3.1.1测试步骤 7

3.1.2数据处理 8

3.2乘常数测定 8

3.2.1测试步骤 8

3.2.2数据处理 8

第四章 全站仪测角部实测精度分析 10

4.1水平角实测精度研究 10

4.1.1水平角实精度检测的简易方法 10

4.1.2全站仪水平角测量作业方法和精度问题 11

4.2竖直角实测精度研究 15

4.2.1基本原理及测试方案 15

4.2.2精度分析 16

第五章 稳定性测试 17

5.1测试目的及意义 17

5.2测试方案 17

5.3测试结果分析 17

5.4结论 23

第六章 结语 24

参考文献 25

致谢 27

第一章 绪论

1.1全站仪在测绘行业中的应用

全站仪，即全站型电子速测仪，是一种集光、机、电、信息处理及通讯技术为一体的测量仪器，是集水平角、垂直角、距离、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。

近年来，由于全站仪价格大幅度下降，加之其精度高、作业效率高、经济效益高的的巨大优势迅速被国内各测绘单位所接受。事实表明，其在数字测图、矿山测量、工程建设等领域发挥了不可替代的作用。

1. 在数字测图方面，由于其测角测距一体化的固有优势，使得全站仪导线测量方便快捷，并能够获得高精度的图根控制点。在数据采集方面，以全站仪为核心的数字化采集系统是测绘大比例尺地形图的主要手段，并且随着我国科学技术的日益进步和越来越多的国内生产厂家掌握了制造技术，全站仪价格将继续下调，使其成为普通设备，彻底淘汰经纬仪时日不远矣！虽然GPS实时动态测量技术（RTK）因其无需通视、单机作业、作业范围广等优势也在数字测图方面独当一面。但由于其要求天空开阔的固有缺陷，使其目前还不能完全取代全站仪。
2. 在矿山测量方面，传统方法多用经纬仪、水准仪、挂罗盘进行。此法不仅工作强度大、作业耗时长、内业计算量繁重，并且外业影响因素多，导致其测量精度普遍偏低。由于全站仪测量与数据处理一体化这一优点，使其不但减少了许多中间环节，减少了诸多影响因素，还提高了测量精度和作业效率。
3. 在工程建设方面，无论是在前期的数据采集，中期的施工放样、设备安装，还是后期的竣工测量、变形监测，全站仪都以其操作简捷、方便、灵活、精度高等优势加快了工程建设进程。小到三层小楼，大到桥梁工程，无处不充满着全站仪的身影。

……

1.2全站仪实测精度分析的研究背景与意义

每台全站仪都有标称的精度，用于生产的全站仪也可以由专业的仪器检定部门检测其精度，但一般的使用者也应该能够有一个有效方便的方法，测定全站仪的实际测量精度，这无论对新购置的仪器或者使用过较长时间仪器都是有实际意义的。

关于全站仪中的测距系统，我们经常在仪器说明书或者仪器检定证书上见到全站仪测距标称精度的表达式：MD= ±（A B*D）， 其中A是与距离无关的误差，又叫固定误差；B是距离有关的误差，也称比例误差。如何通过实验求得测距常数，李宗春^[17]提出了五段解析法（实用上不限于五段)，根据间接平差原理解求加乘常数，这也是仪器检定部门在基线场上检验的常用方法。

全站仪测角系统主要包括水平角和竖直角，当然，作为使用者会更多地关心水平角，水平角精度由诸多因素影响。孙绪义^[20]通过对五个不同方向角的不同方式的观测，研究一测回、半测回、不配置度盘的测角精度。

三角高程测量是19世纪以前测量控制点高程的基本方法。但由于其精度受大气垂直折光影响较大，后来被几何水准测量所取代。而近年来又因为光电测距的发展，三角高程测量在很多情况下取代三、四等水准测量已被接受，甚至在部分测量应用和计算中还证明了三角高程测量可取代二等水准测量。而本文反其道而行之，利用大气元素反求全站仪竖直角精度，给出一种简单易行的竖直角精度检测的方法。

研究全站仪实测精度意义何在？我们知道专业的仪器检定部门可利用基线场及检验仪器检测全站仪的各项精度，而作为一般测绘工作者的我们可能没有良好的条件去精确检验它。能否找出一种简单可行的方法对仪器进行精度检测有重要意义。尤其是测得数据有问题时，找出仪器存在的问题及相关误差大小迫在眉睫。

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