一种全站仪仪高测量方法与流程

本发明属于测绘技术领域，尤其涉及一种全站仪仪高测量方法。

背景技术：

全站仪是测绘工作中使用的最主要测量仪器，它是一种光电一体化仪器，能测角、测距、测高差。其测量两点间高差的原理见图1，图中，A表示全站仪位置，E为反射棱镜，B为测点位置，通过测得的斜距S、竖直角R和量取的仪高i、棱镜高v，采用三角高程公式h＝SsinR+i-v计算高差h。目前，斜距S(精度视仪器型号而异，mm级)和竖直角R由仪器一键自动测量获取，仪高i和棱镜高v手工输入全站仪。棱镜高v一般通过棱镜对中杆上的标尺设置为整厘米数(cm)，而仪高则是由仪器操作员用钢卷尺自地面标志中心量至全站仪望远镜旋转轴一端的斜距高度i＇(简称斜高)，用斜高i＇代替垂直高度i(简称垂高)进行高差计算，见图2。

全站仪斜高i＇的量取误差一般有2～3mm，用斜高i＇替代垂高i的误差一般为3mm左右，因此，由于仪高的量取误差和替代误差而直接导致高差h的总误差可达6mm左右，这是提高全站仪高差测量精度的主要障碍。另外，测量仪高需要随带钢卷尺，当仪高超过1.7m以上时，一个人就很难完成仪高量取而需两人配合工作，仪高量取费人费事。目前，为克服仪高测量精度低给测量工作带来的影响而设计了诸多测量方案，但均存在工作效率低的问题。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种简单高效、高精度的全站仪仪高测量方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种全站仪仪高测量方法，适用于带激光对中器的全站仪，包括：

(1)水平安置全站仪，利用全站仪的激光对中器进行激光对中，使全站仪中心与测站地面点标志处于同一铅垂线上；

(2)在激光对中器产生的激光上加载测距载波，测量测距载波从发射点到测站地面点标志以及从测站地面点标志返回发射点的相位变化；

(3)根据测距载波的相位变化计算发射点到测站地面点标志的距离，该距离加上发射点至全站仪望远镜旋转轴的距离，即全站仪仪高。

步骤(2)～(3)中，在激光对中器产生的激光上加载频率不同的两个测距载波，分别测量两个测距载波从发射点到测站地面点标志以及从测站地面点标志返回发射点的相位变化，根据测距载波的相位变化分别计算发射点到测站地面点标志的精度不同的两组距离，将两组距离进行组合获得精度可达±1mm的组合距离，将该组合距离加上发射点至全站仪望远镜旋转轴的距离，即全站仪仪高。

所述的两个测距载波的频率分别为75MHz和150MHz。

和现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

1、本发明利用全站仪的激光对中功能，实现了全站仪垂高的一键测量，仪高测量精度可达±1mm。

2、本发明适用范围广，适用于任何带激光对中器的全站仪。

3、目前市面上未见带仪高测量功能的全站仪，若实现带仪高测量功能的全站仪代替人工测量仪高，将会大大提高高差的测量精度，引发基于全站仪的诸多测量方式的变革，从而进一步提高全站仪的测量精度和测量效率。

附图说明

图1是三角高程测量原理示意图；

图2是仪高量取示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面将对本发明方法进行详细说明。

一、激光对中

全站仪开始测量前，需要将全站仪安置水平并使全站仪中心对准测站的地面点标志，此过程俗称“对中整平”，对中是指使全站仪中心与测站地面点标志处于同一铅垂线上的操作。

激光对中器设于全站仪照准部内，所发射激光与全站仪竖轴重合。激光对中器产生的红色2级激光自全站仪竖轴内发出直达地面，经过“对中整平”操作，实现全站仪的对中和整平。

二、仪高测量

在激光对中器产生的激光上加载测距载波，测量测距载波从发射点(即照准部)至测站地面点标志往返的相位变化，计算照准部底面至测站地面点标志的距离(顾及加常数)，该距离加上照准部底面至全站仪望远镜旋转轴的距离，即得到全站仪仪高。

实施本发明时，全站仪架设高度一般处于1.4m～1.7m范围，除去全站仪横轴至照准部底面高度(一般约0.2m)外，照准部底面至地面的距离范围为1.2m～1.5m。也就是说，测距载波从照准部底面至测站地面点标志的往返路径距离范围为2.4m～3m，综合考虑，取测距载波的往返路径测程范围为2～4m。在激光对中器产生的激光上加载波长为4m、频率为75MHz的测距载波和波长为0.5m、频率为150MHz的测距载波，制成双频载波组合测距电路模块，采用双频组合测距电路模块足以测出仪器高度，其仪高测程可达2m，精度可达1mm。

采用本发明方法，在全站仪的对中整平阶段即可测量仪高，无需人工测量，仪高值自动读入全站仪并显示。待输入棱镜高v并测得斜距S和竖直角R后，全站仪自动计算显示并存储测站至测点的高程值，即高差h。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。