全站仪具体使用方法和坐标计算？

全站仪的功能介绍

1、角度测量（angle observation）

（1）功能：可进行水平角、竖直角的测量。

（2）方法：与经纬仪相同，若要测出水平角∠ AOB ，则：

1）当精度要求不高时：

瞄准 A 点——置零（ 0 SET ）——瞄准 B 点，记下水平度盘 HR 的大小。

2）当精度要求高时： —— 可用测回法（ method of observation set ）。

操作步骤同用经纬仪操作一样，只是配置度盘时，按“置盘”（ H SET ）。

2、距离测量（ distance measurement ）

PSM 、PPM 的设置 —— 测距、测坐标、放样前。

1）棱镜常数（PSM ）的设置。

一般： PRISM=0 （原配棱镜），-30mm （国产棱镜）

2）大气改正数（ PPM ）（乘常数）的设置。

输入测量时的气温（ TEMP ）、气压（ PRESS ），或经计算后，输入 PPM 的值。

（1）功能：可测量平距 HD 、高差 VD 和斜距 SD （全站仪镜点至棱镜镜点间高差及斜距）

（2）方法：照准棱镜点，按“测量”（ MEAS ）。

3、坐标测量（ coordinate measurement ）

（1）功能：可测量目标点的三维坐标（ X ， Y ， H ）。

（2）测量原理

若输入：方位角 ，测站坐标（ ， ）；测得：水平角 和平距 。则有：

方位角：

坐标：

若输入：测站 S 高程 ，测得：仪器高 i ，棱镜高 v ，平距 ，竖直角 ，则有：

高程：

（3）方法：

输入测站 S （ X ， Y ，H ），仪器高 i ，棱镜高 v ——瞄准后视点 B ，将水平度盘读数设置为 ——瞄准目标棱镜点 T ，按“测量”，即可显示点 T 的三维坐标。

4、点位放样 (Layout)

（1）功能：根据设计的待放样点 P 的坐标，在实地标出 P 点的平面位置及填挖高度。

（2）放样原理

1）在大致位置立棱镜，测出当前位置的坐标。

2）将当前坐标与待放样点的坐标相比较，得距离差值 dD 和角度差 dHR 或纵向差值Δ X 和横向差值Δ Y 。

3）根据显示的 dD 、dHR 或ΔX 、ΔY ，逐渐找到放样点的位置。

5、程序测量（ programs ）

（1）数据采集 (data collecting)

（2）坐标放样 (layout)

（3）对边测量(MLM)、悬高测量(REM)、面积测量(AREA)、后方交会(RESECTION) 等。

（4）数据存储管理。包括数据的传输、数据文件的操作（改名、删除、查阅）。

§ 72 TOPCON GTS-312 全站仪使用简介

一、仪器面板外观和功能说明

面板上按键功能如下：

——进入坐标测量模式键。

◢ ——进入距离测量模式键。

ANG ——进入角度测量模式键。

MENU ——进入主菜单测量模式键。

ESC ——用于中断正在进行的操作，退回到上一级菜单。

POWER ——电源开关键

◢ ◣ ——光标左右移动键

▲ ▼ ——光标上下移动、翻屏键

F1 、 F2 、 F3 、 F4 ——软功能键，其功能分别对应显示屏上相应位置显示的命令。

显示屏上显示符号的含义：

V ——竖盘读数；HR ——水平读盘读数（右向计数）；HL ——水平读盘读数（左向计数）；

HD ——水平距离； VD ——仪器望远镜至棱镜间高差； SD ——斜距； ——正在测距；

N ——北坐标，x ； E ——东坐标，y ； Z ——天顶方向坐标，高程H 。

二、全站仪几种测量模式介绍

1、角度测量模式

功能：按 ANG 进入，可进行水平角、竖直角测量，倾斜改正开关设置。

第 1 页 F1 OSET ：设置水平读数为：0°00ˊ00"。

F2 HOLD ：锁定水平读数。

F3 HSET ：设置任意大小的水平读数。

F4 P1↓： 进入第 2 页。

第 2 页 F1 TILT ：设置倾斜改正开关。

F2 REP ： 复测法。

F3 V% ： 竖直角用百分数显示。

F4 P2↓： 进入第 3 页。

第 3 页 F1 H-BZ ：仪器每转动水平角 90°时，是否要蜂鸣声。

F2 R/L ：右向水平读数 HR/ 左向水平读数 HL 切换，一般用 HR 。

F3 CMPS ：天顶距 V/ 竖直角 CMPS 的切换，一般取 V 。

F4 P3↓：进入第 1 页。

2、距离测量模式

功能：按 ◢ 进入，可进行水平角、竖直角、斜距、平距、高差测量及 PSM 、 PPM 、距离单位等设置。

第 1 页 F1 MEAS ：进行测量。

F2 MODE ：设置测量模式， Fine/coarse/tragcking（精测/粗测/跟踪）。

F3 S/A ： 设置棱镜常数改正值（ PSM ）、大气改正值（ PPM ）。

F4 P1 ↓：进入第 2 页。

第 2 页 F1 OFSET ：偏心测量方式。

F2 SO ：距离放样测量方式。

F3 m/f/i ：距离单位米 / 英尺 / 英寸的切换。

F4 P2↓： 进入第 1 页。

3、坐标测量模式

功能：按 进入，可进行坐标（ N ， E ， H ）、水平角、竖直角、斜距测量及 PSM 、 PPM 、距离单位等设置。

第 1 页 F1 MEAS ：进行测量。

F2 MODE ：设置测量模式， Fine/Coarse/Tracking 。

F3 S/A ：设置棱镜改正值（ PSM ），大气改正值（ PPM ）常数。

F4 P1↓：进入第 2 页。

第 2 页 F1 RHT ：输入棱镜高。

F2 INSHT ：输入仪器高。

F3 OCC ：输入测站坐标。

F4 P2↓：进入第 3 页。

第 3 页 F1 OFSET ：偏心测量方式。

F2 ———

F3 m/f/i: 距离单位米 / 英尺 / 英寸切换。

F4 P3↓：进入第 1 页。

4、主菜单模式

功能：按 MENU 进入，可进行数据采集、坐标放样、程序执行、内存管理（数据文件编辑、传输及查询）、参数设置等。

三、全站仪功能简介

测量前，要进行如下设置——按 ◢ 或 ，进入距离测量或坐标测量模式，再按第 1 页的 S/A （ F3 ）。

1、棱镜常数 PRISM 的设置——进口棱镜多为 0 ，国产棱镜多为-30mm。（具体见说明书）

2、大气改正值 PPM 的设置——按“ T-P ”，分别在“ TEMP ”和“ PRES ” 栏，输入测量时的气温、气压。（或者按照说明书中的公式计算出 PPM 值后，按“ PPM ”直接输入）。

说明： PRISM 、 PPM 设置后，在没有新设置前，仪器将保存现有设置。

（一）角度测量

按 ANG 键，进入测角模式（开机后默认的模式），其水平角、竖直角的测量方法与经纬仪操作方法基本相同。照准目标后，记录下仪器显示的水平度盘读数 HR 和竖直度盘读数 V 。

（二）距离测量

先按 ◢ 键，进入测距模式，瞄准棱镜后，按 F1 （ MEAS ），记录下仪器测站点至棱镜点间的平距 HD 、镜头与镜头间的斜距 SD 和镜头与镜头间的高差 VD 。

（三）坐标测量

1、按 ANG 键，进入测角模式，瞄准后视点 A 。

2、按 HSET ，输入测站 O 至后视点 A 的坐标方位角 。

如：输入 654839 ，即输入了 。

3、按 键， 进入坐标测量模式。按 P↓， 进入第 2 页。

4、按 OCC ，分别在 N 、 E 、 Z 输入测站坐标（ X0 ,Y0 ,H0 ）。

5、按 P↓，进入第 2 页，在 INSHT 栏，输入仪器高。

6、按 P↓，进入第 2 页，在 RHT 栏，输入 B 点处的棱镜高。

7、瞄准待测量点 B ，按 MEAS ，得 B 点的（ XB ,YB ,HB ）。

（四）零星点的坐标放样（不使用文件）

1、按 MENU ，进入主菜单测量模式。

2、按 LAYOUT ，进入放样程序，再按 SKP ，略过使用文件。

3、按 OOCPT （ F1 ），再按 NEZ ，输入测站 O 点的坐标（ X0 ,Y0 ,H0 ）；并在 INSHT 一栏，输入仪器高。

4、按 BACKSIGHT （ F2 ），再按 NE/AZ ，输入后视点 A 的坐标（ xA , yA ）；若不知 A 点坐标而已知坐标方位角 ，则可再按 AZ ，在 HR 项输入 的值。瞄准 A 点，按 YES 。

5、按 LAYOUT （ F3 ），再按 NEZ ，输入待放样点 B 的坐标（ xB , yB,HB ）及测杆单棱镜的镜高后，按 ANGLE（ F1 ）。使用水平制动和水平微动螺旋，使显示的 dHR=0°00ˊ00"，即找到了 OB 方向，指挥持测杆单棱镜者移动位置，使棱镜位于 OB 方向上。

6、按 DIST ，进行测量，根据显示的 dHD 来指挥持棱镜者沿 OB 方向移动，若 dHD 为正，则向 O 点方向移动；反之若 dHD 为负，则向远处移动，直至 dHD=0 时，立棱镜点即为 B 点的平面位置。

7、其所显示的 dZ 值即为立棱镜点处的填挖高度，正为挖，负为填。

8、按 NEXT ——反复 5 、6 两步，放样下一个点 C 。

11直线上各中桩坐标计算

当需要放样的P点位于直线上时，有两种情况：位于YZ（HZ）之间和ZY（ZH）之间，或者位于公路QD和ZH（ZY）之间，其计算方法相同，公式如下：

式中 为该段直线的起点（可以是YZ，HZ，或QD）坐标

为要求的P点与该段直线起点的桩号差（距离）

12 单圆曲线上各中桩坐标计算 当需要放样P点位于单圆曲线上时，其坐标计算如下：

式中 为ZY点坐标， 为圆曲线半径

为P点与ZY 点的桩号差（弧长）

当路线左转时，取“-”，反之取“+”

13 带缓和曲线的圆曲线上各中桩坐标计算

当P点位于带缓和曲线的圆曲线时，又分为以下三种情况：

131 ZH到HY段

式中

为ZH点坐标

为P点与ZH点桩号差， 为缓和曲线长

当路线左转时，取“-”，反之取“+”

132 HY到YH段

式中 为HY点坐标

为P点与ZH点桩号差， 为缓和曲线长

当路线左转时，取“-”，反之取“+”

133 YH到HZ段

式中，

为HZ点坐标， 为HZ点与P点的桩号差

当路线左转时，取“+”，反之取“-”

14 复曲线上各中桩坐标计算

141

当复曲线中间不设缓和曲线时，采用以下方法进行计算：对于第一缓和曲线、第一段圆曲线以及第二缓和曲线，分别用公式（3）、公式（4）和公式（5）计算；对于第二段圆曲线，用公式（2）计算，计算时将公式（2）中的

换成 ， 分别为第一圆曲线和第一缓和曲线长度，左转取“-”，右转取“+”。

142 当复曲线中间有缓和曲线时，即构成卵型曲线。

如图2，缓和曲线AB的长度为 ，A、B点的曲率半径分别为 和 ， 为缓和曲线上曲率为零的点，AB段内任意点的坐标从

点推算。对于这种曲线来讲，主要是计算中间缓和曲线上各点的坐标，而两侧的圆曲线和缓和曲线的计算方法与前述内容相同，此处不再细述。

则，

式中， 为第一、第二缓和曲线长度。

为大圆，小圆半径。

1421 当 时

如图2（a），设A点（YH1）的坐标为（ ），由公式（4）计算得到，切线方位角 用下式计算：

式中， 为半径为 的圆曲线的曲线长。

点的坐标为：

式中，

的切线方位角

1422 当 时

如图2（b）， 点的坐标

式中，

的切线方位角

1423 内任意点坐标

计算出 点的坐标及切线方位角后，当 时，用公式（3）计算上任意点坐标；当 时，用公式（5）计算，式中 为中间缓和曲线上计算点至

点的曲线长， 相应换成 。 2 公路横断面上各点坐标计算

当要放样的点P位于中线以外时，则应位于某中桩的横断方向上，此时P点所对应中桩的坐标可由前述方法计算，此处视为已知，记作

P点到其所对应中装的距离D也应为已知，同时P点位于左幅或是右幅也应已知。这里仅列出需放样的点位于直线、圆曲线及缓和曲线上的情况，当需放样点位于复曲线或卵型曲线上时，计算方法与此类似，只是须把相应方位角进行转换，此处不再详述。

21 P点对应的中桩位于直线上时：

式中， http://wwwgongchengorg 为P点对应中桩的坐标

P点位于左幅时，取“-”，反之取“+”

本节其余符号与前述相同

22 P点对应的中桩位于单圆曲线上时

式中，第一个“±”号，路线左转取“-”，右转取“+”

第二个“±”号，P点位于左幅时，取“-”，反之取“+”

23 P点对应的中桩位于带缓和曲线的圆曲线上时，24 分三种情况：

231 ZH到HY段

式中 为ZH点坐标

为P点对应的中桩与ZH点桩号差， 为缓和曲线长

第一个“±”号，路线左转取“-”，右转取“+”了 第二个“±”号，P点位于左幅时，取“-”，反之取“+”

232 HY到YH段

式中 为HY点坐标 为P点对应的中桩与HY点桩号差， 为缓和曲线长

前两个“±”号，路线左转取“-”，右转取“+”

第三个“±”号，P点位于左幅时，取“-”，反之取“+”

233 YH到HZ段

式中 为HZ点坐标

为HZ点桩号与P点对应的中桩桩号差， 为缓和曲线长

第一个“±”号，路线左转取“+”，右转取“-”

第二个“±”号，P点位于左幅时，取“-”，反之取“+”

3 计算示例

已知JD9（2006，2007），JD10（2250，3140），JD11（1865，4250 ) JD10里程K16+06225 ，

求：各主点坐标；K15+400 K15+900 K16+700 中桩及左侧距中桩75m处点的坐标

解： A9，10=77°50′4756〃 D9，10=1158976 m

A10，11=109°07′4419〃 D10，11=1174872 m

路线转角 =31°16′5663 各曲线要素值经计算为

m m 3°26′1589〃

m m

由于JD10里程为K16+06225，所以各主点里程为 ZH K15+211897 HY K15+511897 YH K16+576849

HZ K16+876849 QZ K16+044373

各主点坐标计算如下：

ZH点 由公式（1）

77°50′4756〃 代入，得

X=2070975 Y=2308706

HY点 由公式（3）

77°50′4756〃 代入，得

X=2128247 Y=2603140

YH 点 由公式（4）

77°50′4756〃 代入，得

X=2063949 Y=3658101

HZ 点 由公式（1）

109°07′4419〃 代入，得

X=1971343 Y=3943399

YH 点 由公式（5）

109°07′4419〃 代入，得

X=2063949 Y=3658101

与公式（4）计算结果相同

K15+400 位于ZH到HY 段

中桩坐标 X=2109128 Y=2492894

左侧75m X=2116495 Y=2491488

K15+900 位于HY到YH段

中桩坐标 X=2157104 Y=2989778

左侧75m X=2164604 Y=2989801

K16+700 位于YH到HZ 段

中桩坐标 X=2028132 Y=3775919

左侧75m X=2020996 Y=3773610

4 结束语

综上所述，放样点的坐标计算问题是实际工程中的最基本问题，采用本文所述的计算方法，计算结果比较准确和迅速。

坐标测量

通过输入仪器高和棱镜高后测量坐标时,可直接测定未知点的坐标

进行坐标测量,注意:要先设置测站坐标,测站高,棱镜高及后视方位角步骤如下:

操作过程

操作

显示

①设置已知点A的方向角1)

设置方向角

V:

122°09′30〃

HR:

90°09′30〃

置零

锁定

置盘

P1↓

②照准目标B,按键

照准棱镜

N:

标识符

:

仪高:

0000

m

输入

查找

记录

测站

②按F4(测站)键

F4

测站点

点号:

PT-01

输入

调用

坐标

回车

③按F1(输入)键

F1

测站点

点号:

PT-01

回退

空格

数字

回车

④输入点号,按F4键1)

输入点号

F4

点号

->PT-11

标识符

:

仪高:

0000

m

输入

查找

记录

测站

⑤输入标识符,仪高2)3)

输入标识符

输入仪高

点号

->PT-11

标识符

:

仪高:

1235

m

输入

查找

记录

测站

⑥按F3(记录)键

F3

点号

->PT-11

标识符

:

仪高->

1235

m

输入

查找

记录

测站

>记录

[是]

[否]

⑦按F3(是)键,显示屏返回数据采集菜单1/3

F3

数据采集

1

/

2

F1:

输入测站点

F2:

输入后视点

F3:

测量

P↓

如果不需要输入仪高(仪器高),则可按F3(记录)键

在数据采集中存入的数据有点号,标识符和仪高

如果在内存中找不到给定的点,则在显示屏上就会显示"该点不存在"

2设置后视点

通过输入点号设置后视点将后视定向角数据寄存在仪器内

操作过程

操作

显示

①由数据采集菜单1/2

按F2(后视),即显示原有数据

F2

后视点

->

编码

:

镜高

:

0000

m

输入

置零

测量

后视

②按F4(后视)键1)

F4

后视

点号->

输入

调用

NE/AZ

[回车]

③按F1(输入)键

F1

后视

点号

:

回退

空格

数字

回车

④输入点号,按F4(ENT)键

2)

按同样方法,输入点编码,反射镜高

3)4)

输入PT＃F4

后视点

->PT-22

编码

:

镜高

:

0000

m

输入

置零

测量

后视

⑤按F3(测量)键

F3

后视点

->PT-22

编码

:

镜高

:

0000

m

角度

斜距

坐标

---

⑥照准后视点

选择一种测量模式并按相应的软键

例:F2(斜距)键

进行斜距测量,根据定向角计算结果设置水平度盘读数测量结果被寄存,显示屏返回到数据采集菜单1/2

照准

F2

V:

90°00′00〃

HR:

0°00′00〃

SD

<<测量…

数据采集

1

/

2

F1:

输入测站点

F2:

输入后视点

F3:

测量

P↓

每次按F3键,输入方法就在坐标值,设置角和坐标点之间交替交换

如果在内存中找不到给定的点,则在显示屏上就会显示"该点不存在"

3碎部测量:即进行待测点测量,并存储数据

操作过程

操作

显示

由数据采集菜单1/2,

按F3(测量)键,进入待测点测量

F3

数据采集

1

/

2

F1:

测站点输入

F2:

输入后视

F3:

测量

P↓

点号

->

编码

:

镜高

:

0000

m

输入

查找

测量

同前

②按F1(输入)键,输入点号后1)按F4确认

F1

输入点号

F4

点号

=

PT-01

编码

:

镜高

:

0000

m

回退

空格

数字

回车

点号

=

PT-01

编码

0>

镜高

:

0000

m

输入

查找

测量

同前

③按同样方法输入编码,棱镜高

2)

F1

输入编码

F4

F1

输入镜高

F4

点号

:

PT-01

编码

->

SOUTH

镜高

:

1200

m

输入

查找

测量

同前

角度

斜距

坐标

偏心

④按F3(测量)键

F3

⑤照准目标点

照准

⑥按F1到F3中的一个键3)

例:F2(斜距)键

开始测量

数据被存储,显示屏变换到下一个镜点

F2

V:

90°00′00〃

HR:

0°00′00〃

SD

[n]

<<测量…

⑦输入下一个镜点数据并照准该点

点号

->PT-02

编码

:

SOUTH

镜高

:

1200

m

输入

查找

测量

同前

⑧按F4(同前

)键

按照上一个镜点的测量方式进行测量

测量数据被存储

按同样方式继续测量

按ESC键即可结束数据采集模式

照准

F4

V:

90°00′00〃

HR:

0°00′00〃

SD

[n]

<<测量…

点号

->PT-03

编码

:

SOUTH

镜高

:

1200

m

输入

查找

测量

同前

1)点编码可以通过输入编码库中的登记号来输入,为了显示编码库文件内容,可按F2(查找)键

2)符号""表示先前的测量模式