把所要上传到仪器的数据从Excel上复制到一个新的文本文档（.txt）里面。可以用逗号隔开。也可以用制表符等隔开。
Flexoffice 软件。到文件菜单里面新建一项目。
输入ASCII数据
找到要上传的数据，点击输入。
用户自定义如下图操作。
点击下一步，通过选择 栏分隔符把点号，x坐标，y坐标，高程分隔开。
点击下一步，右键在0，1，2，3上分别命名。
点击下一步，点击完成。点击分配，然后点击关闭。
项目数据显示在软件桌面上。
输出LandXML文件，并保存到我的电脑盘下面。
数据上传。
到“工具”---“数据交换管理器”。直接把D盘下面的0822.xml文件拉到仪器的“文件-作业”里面，命名，就可以了。数据上传完毕。可以在仪器
里面查看上传的已知点数据。
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徕卡全站仪测量功能介绍和使用方法解读
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4.4 全站仪测量
全站型电子速测仪是由电子测角、电子测距、电子计算和数据存储等单元组成的三维坐标测量系统，能自动显示测量结果，能与外围设备交换信息的多功能测量仪器。由于仪器较完善地实现了测量和处理过程的电子一体化，通常称之为全站型电子速测仪（Electronic Total Station）或简称全站仪。 全站仪由以下两大部分组成：
l）采集数据设备：主要有电子测角系统、电子测距系统、还有自动补偿设备等。
2）微处理器：微处理器是全站仪的核心装置,主要由中央处理器,随机储存器和只读存储器等构成,测量时,微处理器根据键盘或程序的指令控制各分系统的测量工作,进行必要的逻辑和数值运算以及数字存储、处理、管理、传输、显示等。 4.4.3全站仪的分类
积木式（Modular），也称组合式，它是指电子经纬仪和测距仪可以分离开使用，照准部与测距轴不共轴。作业时，测距仪安装在电子经纬仪上，相互之间用电缆实现数据通讯，作业结束后卸下分别装箱。这种仪器可根据作业精度要求，用户可以选择不同测角、测距设备进行组合，灵活性较好。 整体式（integrated），也称集成式，它是将电子经纬仪和测距仪融为一体，共用一个光学望远镜，使用起来更方便。
常见的有日本（SOKKIA）SET系列、拓普康（TOPOCON）GTS系列、尼康（NIKON）DTM系列、瑞士徕卡（LEICA）TPS系列，我国的NTS和ETD系列。随着计算机技术的不断发展与应用以及用户的特殊要求，出现了带内存、防水型、防爆型、电脑型、马达驱动型等等各种类型的全站仪，使得这一最常规的测量仪器越来越满足各项测绘工作的需求，发挥更大的作用。
4.4.4 全站仪的特点
〈1〉、仪器操作简单，高效。全站仪具有现代测量工作所需的所有功能。
〈2〉、快速安置：简单地整平和对中后，仪器一开机后便可工作。仪器具有专门的动态角扫描系统，因此无需初始化。关机后，仍会保留水平和垂直度盘的方向值。电子“气泡”有图示显示并能使仪器始终保持精密置平。
〈3〉、适应性强：全站仪是为适应恶劣环境操作所制造的仪器。它们经受过全面的测试以便适应各种作业条件，例如，雨天、潮湿、冲撞、尘土和高温等，因此，它们能在最苛刻的环境下完成作业任务。 、全站仪设有双向倾斜补偿器,可以自动对水平和竖直方向进行修正,以消除竖轴倾斜误差的影响。还可进行地球曲率改正、折光误差以及温度、气压改正。
、控制面板具有人机对话功能。控制面板由键盘和主,副显示窗组成。除照准以外的各种测量功能和参数均可通过键盘来实现,仪器的两侧均有控制面板,操作十分方便。
、具有双向通讯功能,可将测量数据传输给电子手簿或外部计算机,也 可接受电子手簿和外部计算机的指令和数据。
全站仪功能菜单
ELECTRONIC TOTAL STATIONS
1 The AISI is an electronic theodolite used to measure horizontal and vertical angles and distances. It represents these measurements on a display panel and can concurrently transfer them to a portable data-recording unit (DRU). The DRU can then transfer the data to an external microprocessor for printing, plotting, and further refinement by surveying software.
DESCRIPTION
2.The AISI has two modes—a construction-survey mode with a range of 2 kilometers and a topographic-survey mode with a range of 7 kilometers. The AISI mounts on standard military tripods and consists of the following modular subassemblies:
An electronic theodolite (a digital, automatic angle- and distance-reading/recording instrument with an electronic display/control panel).
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徕卡全站仪教材
徕卡全站仪培训教材上海同徕测量技术有限公司目 录1.导论 ........................................................................................................................................ 61.1 TPS 的含义及由来 .................................................................................................. 61.1.1 全站仪的概念.......................................................................................................... 6 1.1.2 TPS 系列全站仪与 OSW.......................................................................................... 61.2 全站仪的分类（级） ............................................................................................ 7 1.3 徕卡全站仪的命名、分类和系列 ................................................................. 8 1.4 徕卡全站仪的发展简史 .................................................................................... 12 1.5 徕卡全站仪的特点 ............................................................................................... 121.5.1 1.5.2 1.5.3 1.5.4 1.5.5 1.5.6 高质量、长寿命、可靠性强 ............................................................................ 12 产品多样化、系列化 .......................................................................................... 13 实际精度远高于标称指标 ................................................................................. 13 使用高科技，开创新技术先河 ........................................................................ 13 充分利用计算机功能 .......................................................................................... 14 整体设计更加合理，主要表现在： ............................................................... 141.6 全站仪操作使用的配套概念 .......................................................................... 151.6.1 结合全站仪的附件，进行实际演示讲解。 ................................................. 15 1.6.2 全站仪电池使用常识 .......................................................................................... 15 1.6.3 常用技术术语........................................................................................................ 171.7 徕卡全站仪对恶劣工作环境的防护 .......................................................... 191.7.1 仪器的防护和 IPXX 标准 ................................................................................. 19 1.7.2 徕卡全站仪防护简介 .......................................................................................... 212. 全站仪的基本原理............................................................................................... 222.1 全站仪的基本组成 ............................................................................................... 222.1.1 硬件组成框图........................................................................................................ 22 2.1.2 软件组成框图........................................................................................................ 2222.2 全站仪的测距原理 ............................................................................................... 232.2.1 基本测距原理........................................................................................................ 23 2.2.2 基本测距方法........................................................................................................ 23 2.2.3 测距结果与精度 ................................................................................................... 252.3 全站仪的测角原理 ............................................................................................... 312.3.1 电子度盘及其测角原理 ..................................................................................... 31 2.3.2 电子测角中的轴系自动补偿与改正系统...................................................... 33 2.3.3 自动目标识别与照准 .......................................................................................... 343.徕卡全站仪的软件系统 ..................................................................................... 353.1 徕卡全站仪系统软件与应用程序库 .......................................................... 363.1.1 全站仪系统软件 ................................................................................................... 36 3.1.2 全站仪应用程序库 .............................................................................................. 363.2 徕卡全站仪系统开发工具软件..................................................................... 373.2.1 全站仪机载软件开发工具――GeoBASIC ......................................................... 37 3.2.2 计算机远程控制全站仪的程序开发工具――GeoCOM ............................... 393.3 徕卡全站仪工具软件――SurveyOffice ............................................... 403.3.1 准备 .......................................................................................................................... 41 3.3.2 Leica SurveyOffice 主要功能的使用 ......................................................... 424. 徕卡全站仪的数据通讯 .................................................................................. 434.1 数据通讯的基本概念 ....................................................................................... 43一般概念 .............................................................................................................. 43 异步串行通讯 ..................................................................................................... 44 异步串行通讯参数 ............................................................................................ 45 串行通讯的连接方式 ........................................................................................ 474.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.44．24.2.1 4.2.2徕卡仪器的数据通讯 .................................................................................... 48接口描述 .............................................................................................................. 48 接口连接 .............................................................................................................. 494.3徕卡全站仪的数据记录装置及几种通讯方式 .................................. 574.3.1 PCMCIA 卡 ............................................................................................................. 58 4.3.2 HP200LX 掌上机 .................................................................................................... 6034.3.3 便携机 ................................................................................................................... 63 4.3.4 带有 Win CE 系统的掌上电脑 .......................................................................... 645.徕卡全站仪的十大技术优势 ......................................................................... 685.1 绝对编码测角技术................................................................................................. 68 5.2 液态双轴补偿系统................................................................................................. 705.2.1 补偿器类别及工作原理 ................................................................................... 70 5.2.2 摆式补偿器 ............................................................................................................ 70 5.2.3 液体补偿器 .......................................................................................................... 715.3 自主式智能目标自动识别与跟踪功能 ...................................................... 735.3.1 5.3.2 5.3.3 5.3.4 ATR 原理简介 ...................................................................................................... 73 精确定位 .............................................................................................................. 74 目标跟踪 .............................................................................................................. 76 遥控测量 .............................................................................................................. 775.4 超高频测距及动态频率校准技术 ............................................................... 775.4.1 5.4.2 高频测距技术 ..................................................................................................... 77 温控与动态频率校正技术............................................................................... 795.5 相位法激光无棱镜测距 .................................................................................... 83 5.6 5.7 5.8 RTOS 实时操作系统 ........................................................................................... 86 MMI 人机界面技术 .............................................................................................. 87 全滚动式精密柱形轴系 .................................................................................. 875.9 摩擦制动与无限位微动技术 .......................................................................... 88 5.10 激光对中技术 .................................................................................................... 886.测量机器人―徕卡 TCA 特点及应用 ....................................................... 896.1 6.2 十年磨一剑 ............................................................................................................ 89 TCA 的人性化特点 .............................................................................................. 9146.2.1 6.2.2 6.2.3 6.2.4自动照准 .............................................................................................................. 91 锁定跟踪 .............................................................................................................. 91 用户编程 .............................................................................................................. 91 联机控制 .............................................................................................................. 926.3 6.4TCA 的应用综述 ................................................................................................... 92 大坝监测中的应用............................................................................................. 92概况 .......................................................................................................................... 92 三屯河大坝外部变形监（1999） ................................................................... 93 小浪底大坝外部变形监测 ............................................................................... 104 二滩水电站大坝外部变形监测 ...................................................................... 1116.4.1 6.4.2 6.4.3 6.4.46.5 6.6 6.7顶管施工中自动引导测量中的应用 ..................................................... 116 大桥监测中的应用........................................................................................... 123 地铁监测中的应用（2001） ..................................................................... 128参考资料 ............................................................................................................................. 1365徕卡 TPS 培训教材前言1.导论1.1 TPS的含义及由来1.1.1 全站仪的概念 在经典测量中， 人们把快速测量距离和方位计算待定点座标的方法称为速测 法，或称速测术（Tachymetry） 。而把用于这类快速测量的仪器称之为速测仪 (Tachymeter)。 在现代测量中使用的全站仪是速测仪的发展和典型代表，全站仪（total station），又称全站型电子速测仪（Electronic Tachometer Total Station）， 是一种兼有自动测距、自动测角、计算和数据自动记录及传输功能的自动化、数 字化的三维坐标测量与定位系统，广泛应用于控制测量、地形测量、地籍与房产 测量、施工放样、工业测量及近海定位等方面。 1.1.2 TPS系列全站仪与OSW 1994年，徕卡提出了“OSW‖（Open Survey World），即开放的测量世界， 她是有关测量的一种全新的概念，全新的思想，即通过使用统一标准的数据记录 介质、接口和数据格式，把测量和数据处理系统有机地结合起来。“OSW‖的新概 念，为所有徕卡仪器的相互兼容性在理论上奠定了基础。 与此同时，基于“OSW”新思想，对应于GPS全球定位系统，徕卡又引入了TPS 全站仪定位系统的概念。 “TPS” 中的 “T” 是速测仪 （Tachymat） 全站仪 、 （Total station）中的字头，定位系统（Positioning System）的缩写。在最新的徕卡 测量系统网页上，对“T”的解释为“Terrestrial”的第一个字母，即地面上的 或大地的意思。显然，前者是从定位系统所用设备的角度来考虑，后者是从定位 系统的对象来考虑，但不管从哪个角度考虑，二者都没有矛盾。 最早出现在市场上的是TPS1000系列（1994年）。近几年来，继TPS1000系列 之后，徕卡根据市场的不同需求，又连续推出了更多的TPS系列，这些系列种类 齐全，技术先进，适应范围广泛，已经成为国内外测绘仪器市场上的主流产品。6徕卡TPS系列全站仪见表1.1：表1.1 系列 TPS1000 TPS100* TPS300（基本型）* TPS400 TPS700（实用型） TPS1100（专业型） TPS1200(联合作业系统) TC TC/TCR TC/TCR TC/TCR TC/ TCR/TCRM/TCA/TCRA TC/ TCR/TCRM/TCA/TCRA/TCP /TCRP/备注：其中*为已停产产品。类型 TC/TCM*/TCA编号（对应精度） *//5*/905* 307*/305*/303*/302* 407/405/402 705/703/702 02/03/从表中可见，徕卡将字母“TPS”紧跟序列编号作为其全站仪产品系列的标 志。每一种系列都有不同类型的仪器，每一种类型又具有多种等级精度的产品。 每一系列中仪器的精度从其编号上就可以看出来，如TPS1000系列， 00?，数字越大，精度越高，而TPS300/700/1100系列则是以编号 末位来表征其测角精度等级的，末位数越大，精度越低，如307就比302精度低。 每一种TPS系列里的产品，尽管精度、类型可能会有所不同，但其外观、用 户界面、键盘布局等几乎一模一样。内部结构除了度盘阵列数有区别外，基本上 也一样。这极大地方便了生产、使用、升级、培训和维修。此外，对专业型TPS 系列产品（系列）而言，各种等级的产品均可升级成马达驱动或自动 目标识别等自动化程度更高的产品。1.2 全站仪的分类（级）全站仪按其结构，可分为两类： ?整体型（Integrated） 测距、测角与电子计算单元和仪器的光学、机械系统设计成一个整体，不可 分开。 ?积木型（Modular，有时又称作组合型） 光电测距仪 （又称测距头） 、电子经纬仪各为一独立的整体。既可单独使用， 又可组合在一起使用。 在全站仪发展初期，半站型电子速测仪（简称半站仪）较为普及。半站仪是7一种以光学方法测角的电子速测仪，它也分为整体型与积木型两种。它工作时， 通常情况下是在光学经纬仪上架装测距仪，再加上计算记录部分组成仪器系统， 即形成积木型半站仪。 也有的是将光学经纬仪与红外测距仪设计成一台独立的仪 器，表面上看起来很象整体型全站仪，实际上却是整体型半站仪。在使用半站仪 时可将光学角度读数通过键盘输入到测距仪里去，对斜距进行化算，最后得出平 距、高差、方向角和坐标差，这些结果都可以自动传输到外部记录设备中去。 全站仪的测距仪部分，是一种利用电磁波进行距离测量的仪器。如果按测程 分类，测距仪可分为三类： ?短程测距仪：测程小于3km，一般测距精度为（±（5mm+5ppm?D）），用于 普通工程测量和城市测量； ?中程测距仪：测程为3?15km，一般测距精度为（±（5mm+2ppm?D））?（± （3mm+2ppm?D）），通常用于一般等级的控制测量； ?长程测距仪：测程大于15km，一般测距精度为（±（5mm+1ppm?D）），通 常用于国家三角网及特级导线测量。 按照我国国家计量检定规程的规定， 全站仪中测距仪和电子经纬仪的准确度 等级划分见表1.2。准确度等级 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ mD 为每千米测距标准偏差。 测角标准偏差(″) │mβ │≤1 1 &│mβ │≤2 2 &│mβ │≤6 6 &│mβ │≤10 表1.2 测距标准偏差(mm) │mD│≤5 │mD│≤5 5≤│mD│≤10 │mD│≤10注：测角标准偏差实为一测回水平方向标准偏差；1.3 徕卡全站仪的命名、分类和系列徕卡全站仪按其结构和功能，其命名和分类为： 积木式――DI系列测距仪+T系列电子经纬仪 DI系列测距仪+TM系列马达驱动型电子经纬仪 整体式――TC系列标准型全站仪8TCM系列马达驱动型全站仪 TCR系列无反射棱镜型全站仪 TCRM系列无反射棱镜马达驱动型全站仪 TCA系列马达驱动、自动跟踪型全站仪 TDM 系列马达驱动、工业测量型全站仪 TDA系列马达驱动、自动跟踪、工业测量型全站仪 上述仪器的命名中，其英文字母分别代表为： D--Distancer/Distomat(测距仪) I--Infra-red(红外光) T--Theodolite(经纬仪)，Total station(全站仪) C--Classical(典型的，标准的) M--Motorized(马达驱动的) R--reflectorless distancer(无反射镜测距仪，其真实含义是， 仪器集两种测距方式于一身：有反射镜、无反射镜) A--Automatic target recognition(自动目标识别) P―Power Search(超级搜索) 在有的资料中，可以看到徕卡有TCWⅡ、TCWⅢ型测距仪。该型号中的“W” 代表“WILD”，即威特。TCWⅡ最早出现在1995年，用以安装在TPS1000系列全站 仪上来代替原来安装的DI1600测距头。TCWⅢ最早出现在1998年，用以安装在 TPS300/700/1100系列全站仪上，是一种设计水平更高的测距头。徕卡全站仪中的测距仪部分按载波和发射光源的不同，可分为二类： ?激光测距仪 ?红外测距仪 这两类仪器，基本上属于中、短程仪器。徕卡公司保留下来的长程测距仪只 有DI3000S激光测距仪系列，其测程最远可达19Km。 徕卡全站仪按测角精度 （实为方向标准偏差） 级别， 其分类和型号见表1.3：表1.3类型/精度0.5″ TCA20031.0″ TCA1800/L TCA12011.5″ TCA1101 TCA1700*2.0″ TCA1102 TCA1500*3.0″ TCA1103 TCA1100*5.0″ TCA11057.0″TCA9TCRM TCRM1201 TCM TCM1800TCRM1101TCRM1102 TCRM1202TCRM1103 TCRM1203 TCM1103 TCM1100TCRM1105 TCRM1205 TCM1105TCM1101TCM1102TCRTCR1201TCR1101TCR1102 TCR302/(汉)* TCR702TCR1103 TCR303 TCR703TCR1105 TCR305/J/S TCR405 TCR705TCR307/J/S TCR407TCTC2003 TC2002*TC1800/L TC1201TC1101 TC1700*TC1102 TC1500* TC905/L* TC302/(汉)* TC702TC1103 TC1100 TC303 TC805/L* TC703 TM1100TC1105 TC305/J/S TC605/L* TC705TC307/J/S TC407TMTM5005* TM5100* TM5100A*TM1800TT3000* T2000/S* T2002*T1800T1100*T105/J/S*T107/J/S*注：上述所有型号全站仪，其标准测距精度除TC2003(1mm+1ppm× D)、新型TC1800(1mm+2ppm× D)外，均为 （2mm+2ppm× D）。另外，TCR700系列现已改为TCR700XRange。其中*为已停产产品。10l o 753 0.5 2 w T 1 &&&&& P & AccuracBuildingEngineering Land & and Construction S y Applications Surveying 3 Systems and Monitoring Applications 0 0h i g hB a s TTP i cP Pr SS e T S2 1c h e0 1 ei r00 os i00 di e oo s l n S i t e er i Se es r i e s11P P图1.3 徕卡TPS系列全站仪的功能应用（图片不清）1.4 徕卡全站仪的发展简史年 份 90 典型仪器 T2000/TC/TM3000 TC1610 性能特点?单轴补偿?彩色组合功能键操作（DOS 方式） ?双轴补偿?彩色组合功能键操作（DOS 方式） ?双轴补偿?菜单功能键操作 ?双轴补偿?软功能键操作(图标操作)1994TPS?自动目标识别 ?开放的测量世界 ?双轴补偿?软功能键操作(图标操作) ?自动目标识别1999TPS1100?无合作目标测距 ?红色激光测距 ?双轴补偿?软功能键操作(图标操作) ?自动目标识别 ?无合作目标测距2004TPS1200?红色激光测距 ?超级搜索功能 ?遥控测量功能1.5 徕卡全站仪的特点徕卡全站仪是举世公认的当今测绘市场上最好的仪器。之所以最好，是 因为她具有许多无以伦比的优秀特性和特点。 1.5.1 高质量、长寿命、可靠性强 早在1989年，徕卡公司就获得了ISO 9001质量品质证书（注：ISO是国际 标准化组织的缩写，她的9000族质量标准，是当今国际上公认的最为权威的质量 标准）。徕卡公司建立的全面质量管理体系TQM(Total Quality Management)是 公司一切工作的基础。徕卡全站仪从设计、生产到检测等各个环节，完全按照全 面质量管理中严格的技术标准进行，因此质量可靠，能够在各种环境下工作，甚 至在诸如高温、寒泠、潮湿、多雨、灰尘、震动、机械应力和电磁场等十分恶劣12的条件下也是一样；寿命长，一般都能工作在十年以上，如高精度全站仪TC2000 在使用十几年后仍能达到规定的技术指标；性能稳定，用过徕卡全站仪的人都有 深刻的感受，即无论是测角还是测距，采集的数据十分稳定，离散性非常小。当 测距仪测距的时候，其内符合误差几乎都等于零。 1.5.2 产品多样化、系列化 从前两节可以看出，仅当前市场上流行的徕卡全站仪，就有9种类型、7种测 角精度等级、 6种TPS系列。 测距部分尽管等级少， 但最低精度为 （2mm+2ppm?D） ， 已经等于或超过市场上常见的其它公司产品的最高精度。上述类型、精度、系列 的组合体十分庞大， 能给用户提供令人满意的选择余地。用户既可选择价格低廉 的基本型，又可选择功能强大的专业型；既可选择标准的手动操作型，又可选择 马达驱动或自动目标识别型； 既可选择低精度全站仪用于施工测量，又可选择高 精度全站仪用于空间三维坐标定位。所有这些，正是徕卡一切工作的宗旨――成 为向全球测量、制图和监控分析领域用户提供创新方案的首选供应商。 1.5.3 实际精度远高于标称指标 为了保证仪器的可靠性和精密度， 徕卡全站仪在生产过程中必须满足非 常苛刻的技术指标要求， 换句话说， 徕卡全站仪的标称技术指标规定得非常保守。 对1秒以上的徕卡全站仪的实测结果表明，大多数测角误差低于我国国家计量标 准规定的限差近一倍。 如TC1500，国家计量标准规定室内一测回标准偏差不大于 1.4秒，而实测平均结果则在0.5秒左右。这从另一个侧面也可以说明，即使工作 年久或环境条件恶劣会使仪器性能稍有降低，但由于出厂时精度指标富余量大， 用户仍不必担心测量会超限。 1.5.4 使用高科技，开创新技术先河 徕卡全站仪不断采用更加先进的技术，如： ?以前的全站仪，制动、微调旋钮分别工作，相互配合来定位目标。而如今 的全站仪，采用磨擦制动，无限位微调，极大地方便了用户操作； ?电路集成化程度更高，机内电路板数量已降至最低，如新型全站仪，测距 部分和电子经纬仪部分各自仅用一块电路板，这必然会降低成本，方便调试和维 修； ?将红外和激光相位测距方式相互巧妙结合，同轴装在一台全站仪内，既可 象传统全站仪那样用棱镜进行测量，也可对近距离自然目标不用棱镜直接测量，13这在测绘仪器生产中是个首创； ?绝对度盘编码技术，仪器开机后勿需初始化，能保持关机前的角度值； ?ATR自动目标识别技术； ?激光对中技术； ?自动加温技术； ??????? 1.5.5 充分利用计算机功能 当今世界上使用最广泛的就是计算机技术，徕卡充分注意到了这一特点，在 全站仪设计中大量使用计算机技术。其控制和运算等部分，实质上就是一台计算 机，从而使徕卡全站仪的技术水平高出一筹。如： 用户界面计算机菜单化。徕卡全站仪位于望远镜下的大显示屏，其界面尤如 计算机里的菜单，软功能键、对话框简单易懂，一看就知道将要发生的动作。各 种功能项进行了合理的安排， 并采用了计算机的树状结构，由主菜单向子菜单逐 步调用。使用频度最高的按键则直接设计在键盘上，方便用户使用； 调试维修计算机化。早在十几年前，徕卡全站仪就使用专用的计算机软件对 全站仪进行调试和维修，所有的项目、测试方法、改正设置、结果分析、存档及 调出等等，均可通过相应的计算机软件来完成。这种方法，代表了全站仪技术的 发展方向，目前仅有少数厂家可以做到。 向用户免费提供与全站仪配套的计算机软件“测量办公室（Survey Office）”，使用户可以自行进行系统软件升级、数据交换、数据通讯等，极大 地方便了全站仪的使用。 1.5.6 整体设计更加合理，主要表现在： ?体积小。90年代初徕卡全站仪的体形，具有“欧洲风格”，即外形尺 寸较日本产品大些。但是到了TPS300/700/1100系列，体积大幅度减小，特别适 合中国人使用。 ?重量轻。由于体积减小，重量也明显下降。95年推出的TPS1000系列，重量 为6.4kg，而到了98年推出的TPS1100系列，重量为4.7kg，仅为前者的73%。 ?外部结构合理。徕卡全站仪外部结构设计科学，方便使用。如电池装在 侧面， 提把可以任意卸下， 避免了使用提把电池的仪器测天顶时遇到的诸多不便。 ?早在TPS1000系列问世的时候，徕卡就推出了大幅面显示屏，其显示字符为1440列*8行，容纳的信息比老式全站仪几乎增加了一倍。如今，采用大屏幕显示屏 已成为各生产厂家更新产品的既定方针， 屏幕的大小也成为用户采购全站仪的一 个重要参考指标。1.6 全站仪操作使用的配套概念全站仪是一台用于野外环境的电子测量设备（安置在脚架上） ，一般情况下 工作，需要有合作目标---反光镜或配觇板（安置在脚架或对中杆架上） ；给仪器 供电的电池（机内或外接均可） ，充电器；信息的存储介体（内接 PC 卡或外接其 它设备）以及相应的电缆。 1.6.1 结合全站仪的附件，进行实际演示讲解。 1.6.2 全站仪电池使用常识 （1）电池及其配套 电池是全站仪的一个重要组成部分，就使用方法来说，所有全站仪电池均可 分为内电池和外电池。 内电池即机载电池，一般来说，它包含在仪器的基本配置里，不需要单独购 买。徕卡全站仪内电池一般使用12伏标称电压，1999年后新推出的徕卡TPS300、 700、1100系列仪器，则使用一种称之为摄像放像机专用的内电池，即camcorder [cam(era ) (video cassette)( re)corder]} 镍锰电池，其标称电压为6伏。 外接电池不包含在仪器的基本配置里，需要单独购买。徕卡全站仪的外接电 池有两种： GEB70，货号为402 210，一种小型外接电池，重1kg，12V/2Ah，使用时挂在 角架上，塑料外壳；（请提供图片） GEB71，货号为409 667，一种大的外接电池，重3kg，12V/7Ah，充满电可连 续用几天，金属外壳。（请提供图片） 外接电池与全站仪连接时必须使用徕卡专用电缆， 常用的徕卡专用电缆有两 种： 普通电缆，货号为409 678，两端为LEMO插头，一大一小，习惯上称之为大 五芯小五芯插头。大的一端连接电池，小的一端连接全站仪。（请提供图片） Y型电缆，货号为409 684。除具有普通电缆供电的功能外，多出的一端还可 以通过RS232串行口与计算机连接。（请提供图片）15老式的DI4测距仪使用一种四芯电缆，如今已不多见。 不管哪种徕卡全站仪，均可使用上述12伏外接电池。对于徕卡新型TPS300、 700、1100全站仪，内部设计有电压转换装置，因此尽管内电池是6伏，外接电池 使用的还是12伏。 国内常用的徕卡充电器有： GKL23，智能充电器，内有微处理器用来控制和监视充放电过程。它既能识 别所连接的电池类型，又能识别充电条件，适时地调整充电电流和时间。它有两 种充电功能，其一是快速充电，仅适用于五针插座电池；其二为普通充电，适用 于两针插座。（请提供图片） GKL22，结构简单，价格便宜的充电器。（请提供图片） GKL122，具有快速/普通选择的可同时给四块电池充电的充电器。（请提供 图片） GKL111，结构简单、价格便宜的快速充电器。（请提供图片） 充电器、电池配套情况见下表：电池 GEB68 GEB70 GEB77 类型 镍镉 镍镉 镍镉 配套仪器 T/TC 各种仪器 T/TC10/0/600系列，605/805/905 GEB87/187 GEB71 GEB121 GEB111 镍镉/镍锰 镍镉 镍锰 镍锰 TPS00系列 各种仪器 TPS1100系列 TPS300系列 ● ● ● ● ● ● ● ● GKL22 ● ● ● GKL23 ● ● ● GKL122 GKL111与充电器、电池配套的选件有： 短连接电缆。由于电池上安装的充电插座有两芯和五芯之分，所以在徕卡生 产一种小的连接电缆，可以将充电器上的两芯插头转换成五芯插头。这样，一种 充电器就可满足两种插口电池的使用。 GD121充电连接器。与GKL23连接，可同时充两块徕卡标准电池；与GKL12216连接，可同时充四块徕卡电池。 （2）电池充电或存放时须注意的问题 新电池应使用普通充电方式充电14小时， 然后放掉。 当这样的充放电进行2-3 个周期后，电池可达到最大使用容量。对于长期不使用的电池来说，在下次使用 前也应进行这样的工作。 若使用GKL23对新电池第一次充电时，建议也使用充放电方式。首先把电完 全放掉，再使用普通充电方式充14个小时。当电池达到最大容量后，即可以使用 快速充电方式。若电量还没有达到最大，可再进行充放电过程一次。 温度影响着电池的容量， 在-20℃时电池的容量只相当于+20℃时的一半。 如， 存放电池时，温度越低效果越好，零度以下自放电速度最慢。一块充满电的电池 在+20℃存放， 三个月时间将会失去80%的电量。所以一般在0-20℃条件下存放电 池。 当电池经常重复半充电半放电的工作模式时，将会产生记忆效应，即电池在 最大容量时也不能提供应有的供电能力，迫使用户不得不经常充电。解决的办法 是电池再生，即先将电池完全放电，再充电14个小时，连续进行1-3周期。对于 没有放电装置的用户来说， 只能将全站仪开机工作，直到仪器电量消耗完后自动 关机。 1.6.3 常用技术术语 ① 轴系关系：图 1.4轴系关系17② 轴系误差：图 1.5 轴系误差③ 测站符号：18图 1.7 测站符号1.7 徕卡全站仪对恶劣工作环境的防护1.7.1 仪器的防护和IPXX标准 在许多全站仪的使用说明书中，经常可以看到标有符合 IPXX 防水防尘的等 级，用以说明全站仪对恶劣工作环境的防护。但 IPXX 是怎么回事，它是否就代 表了全站仪所有的防护呢？ 当人们讨论对仪器的防护时，防水则是最常谈到的话题。其实，这仅仅是影 响仪器工作环境的一个因素。 一般来说， 影响仪器的工作环境因素被分为三部分： 使用不当、气候影响和安全方面的影响。 1）使用不当 ? 对仪器的撞击 ? 摔落在地 ? 震动影响 ? 运输中野蛮装卸或包装质量差 2）气候的影响 ? 温度和湿度影响 ? 风和工作地面的沉降 ? 环境造成的污染19? 阳光的强烈辐射 ? 侵蚀环境 ? 气压 3）安全方面的影响 ? 仪器对电磁场的适应性（EMC） ? 电源供应，包括正确的连接 ? 阳光的强烈辐射 ? 高分贝的噪音 ? 防火措施不当 ? 非正常触摸 ? 突如其来的碰撞 上述诸多影响仪器工作环境的因素，并不是全部都可以遇到的。仪器需 要进行环境防护措施的内容和程度依赖于它所工作的环境。例如，测量员野外工 作时遇到的最常见的沉降是因为下雨，这里小雪不包括在内。当我们谈到沉降对 工作的影响时，还必须考虑到大雾、冰雹、暴风雪等等。 除沉降可以降低仪器测量精度外，风雨更是危害仪器本身的重要因素。 风雨交加可能会使仪器内部浸水并损害仪器。为了对此有一个定量的认识，国际 标准 IEC529 定义了仪器封装所应该达到的防护程度。该标准重点定义的就是水 和灰尘。为了使标准中所论及的不同的测试之间保持一致性，IPXX 被用来作为 标准的专用术语。标准中有关灰尘防护的划分为 6 级，用 IPXX 中的前一个 X 说 明。 而有关水的防护为 8 级， 用后一个 X 说明。 由此也可以知道， 按照国际标准， 衡量一台仪器或一个密封件的防尘防水水平，其最高级别为 IP68。下面举例说 明防护的程度。 防尘级别的划分中： ? IP5X：灰尘防护，没有大量灰尘的穿透从而影响仪器工作。 ? IP6X：严密防护，灰尘不允许穿透仪器。 防水级别的划分中： ? IPX3：在仪器两边垂直方向 60 度角喷淋，不对仪器产生有害的影响。 ? IPX4：来自任意方向的溅水，不对仪器产生有害的影响。20? IPX5：来自任意方向水的喷射，不对仪器产生有害的影响。 ? IPX6：来自任意方向强水柱的喷射，不对仪器产生有害的影响。 ? IPX7： 暂时将仪器浸入水中不应引起大量的渗水， 从而导致仪器损坏。 ? IPX8： 连续将仪器浸泡在水中不应引起大量渗水， 从而导致仪器损坏。 依据 IEC529 指标来测试仪器的适应性，应在一定的测试条件下进行。 在此条件下，温度、水的容积和压力应有一定的规定。一般情况下，IPX3 就能 满足普通下雨条件下仪器的防水需要。 水对仪器机体的渗入原理不同于潮湿。潮湿是当仪器在露天工作时，所 需要的另外一种重要的防护方面。一台仪器达到了 IEC529 一定的防护级别，并 不等于自动地满足有关潮湿的特殊需要。潮湿通过扩散渗入仪器，因此，除非仪 器是严格密封的，否则它将会受到潮湿的影响。一般情况下，一台全站仪不可能 严格密封，因为全站仪工作时不少部件必须绕着轴系旋转。 用户通过用盖子、雨伞来保护自己的仪器免受风雨的危害，或者当仪器冒雨 使用后很快擦干它。 也有的用户严格按照潮湿天气下的作业规程来操作仪器。通 常， 所有测量仪器都是按照能够经受风雨的要求来进行设计，但这不等于就可以 不爱惜它， 它毕竟是娇贵的， 因此， 在作业时一定要注意对仪器工作环境的防护。 1.7.2 徕卡全站仪防护简介 徕卡非常重视其全站仪对恶劣工作环境的防护。 全站仪的生产使用了恰 到好处的材料， 其内部结构件常常使用铝合金。传统的具有钢轴的 T2 固然结实， 但太重――一台 T2 的重量超过了包括仪器数据采集器在内的 2 秒全站仪。 因此， 由原来使用钢而改换成使用合适的铝合金。 减少重量的原因还有对热膨胀特性的 考虑。铝合金具有平稳和快速导热的能力，正是由于这一点，它可以降低仪器内 部的温度梯度，提高仪器适应环境条件的能力。 除使用铝合金外，一些徕卡仪器的侧盖板还常常使用 FRPs（纤维强化 塑料） 。至于 FRPs 的强度和耐久性，有人曾做过简单的实验：两个盖板，一个由 FRPs 材料做成，一个由铝合金材料做成。FRPs 盖板遍涂白色，铝合金盖板由上 面一个凹痕识别。两个盖板用机械槌施加同样的力量进行敲打，结果是 FRPs 表 现得比铝合金还要好。此外，FRPs 比铝合金轻，可以容易地被模压成非常复杂 的形状。 正是由于徕卡仪器的生产采用了上述高级材料，所以对由于使用不当而 引起的撞击、振动等有很强的防护能力。21徕卡仪器能适应各种环境条件的挑战。每一台徕卡仪器均以能适应-4°F～ +122°F（-20℃～50℃）的环境要求进行测试和校准，以确保满足所提供的精度 指标，这在珠峰、南极的测量中已得到充分验证。徕卡仪器的防水和防恶劣天气 的性能良好，这里举例来粗略说明如下： 在每小时 3 英寸的大雨伴随着时速每小时 30 英里的大风环境条件下， 徕卡 仪器设计标准为可安全工作 15 分钟。通常在此情况下，工作人员迅速将仪器搬 进车里所用时间大约为 10 秒钟，而徕卡仪器设计的承受时间比它多了 14 分 50 秒。多年来徕卡仪器的使用已完全证明满足这一标准。然而，有时仍出现仪器因 此而损坏，究其原因，倒不是因为下雨，而是因为潮湿。一些工作人员常常把淋 湿的仪器放在箱子里，然后密封起来，因而导致损坏。2. 全站仪的基本原理2.1 全站仪的基本组成2.1.1 硬件组成框图光电测量系统 图2.1 全站仪硬件组成框图2.1.2 软件组成框图. MENUFUNCTIONSSYSTEM STARTUPPROGRAMSEDMSETUP22Data ManagementIR &=&RL RECLaser Surveying Plummet图 2.2 全站仪软件组成系统2.2 全站仪的测距原理2.2.1 基本测距原理 通过测定时间间接求距离的原理，即： 测距仪通过直接或间接地测定测距信号在被测距离上的往返传播时间 t2D， 同时求定测距信号在大气中的传播速度 v，即可按下式求得距离 D：1 ? v ?t 2 D 2 v?c n n ? f (? 0、t、p、t／) D?（2.1）式中：c ―― 电磁波在真空中的速度（c= m/s） n ―― 大气折射率 ?0 ―― 测距仪载波波长 t ―― 大气中的干温 p ―― 大气中的压强 t? ―― 大气中的湿温2.2.2 基本测距方法 根据测距仪测时求距方式的不同，有以下两种基本测距方法： （1）脉冲法测距23测距仪通过直接测定测距信号在被测距离上的往返传播时间 t2D，同时求定 测距信号在大气中的传播速度 v，然后按（2.1）式求得距离 D。 光脉冲发生器 触发器 电子门 放大器 计数显示 光电接收器时标脉冲图 2.3脉冲法测距原理图应用此原理测距的有 DI3000 系列测距仪。该测距仪利用独特的“时间―― 电压幅值转化”技术精确测时，使脉冲法测距的精度达到了毫米级。 （2）相位法测距 目前，世界上绝大部分的测距仪、全站仪都用相位法原理测距。即： 测距仪通过测定测距信号在被测距离上的往返传播产生的相位差， 然后根据 相位差求得距离 D。测 相 系 统发射系统 反 射 器接收系统D 图 2.4 相位法测距原理图相位法测距的基本公式：D? c ( N ? 2? ? ? ) 4?fn（2.2）或24D ? U (N ? k)（2.3）式中：c ―― 电磁波在真空中的速度（c= m/s） n ―― 大气折射率 f ―― 测距信号频率 N ―― 相位差中的整周数（2?的倍数） ? ―― 相位差中不足 2?的尾数 U ―― 测距仪尺长，U = ?/2 K = ?/2?2.2.3 测距结果与精度 （1）测距结果 ? 地面斜距：气象改正、仪器加乘常数改正、棱镜常数改正、等等；=D0?（1+ppm?10-6）+mm = 仪器显示的斜距 [m] D0 = 未加改正的距离 [m] ppm = 气象等比例改正系数 [mm/km] mm = 棱镜等常数 [mm]?气象等比例改正系数 [mm/km]气象比例改正系数全站仪在测距作业中必须进行气象改正，即通过测量作业现场的温度T （Temperature）和气压P(Pressure)以及湿度H（Humidity，该项仅在高精度测 量时使用） 按照一定的气象改正公式， ， 求出气象改正数ppm以及距离改正数△D。 不同厂家的全站仪，其气象改正公式也不同。 全站仪的气象改正是在标准气象条件的基础上进行的。为了便于用户的使 用， 厂家选定更接近作业现场的气象条件作为仪器标准气象条件。在标准气象条 件下，全站仪的气象改正ppm值为零。如徕卡全站仪选T=12℃， P=1013.25mbar(760mmHg)，H=60%作为标准气象条件，此时的气象改正值ppm=0。 也有的厂家温度T选15℃（如拓普康）或20℃（如捷创力），但气压P一般都选 1013.25mbar。实际测量时，现场的气象条件一般会与标准气象条件有所不同，25因此通常所说的气象改正改的就是对标准气象条件的变化。 可以证明，在标准气象条件的基础上，当温度变化1℃或气压变化3.4mbar 时，均会产生1ppm的改正值。例如，当环境温度为13℃时，徕卡全站仪气象改正 值为1ppm；10度时，为-2ppm。 在全站仪的使用手册中，关于气象改正值ppm的获得方法一般有三种： --- 用户直接输入温度T、气压P，由全站仪自动算出（新型全站仪一般都有 此功能）；（请给出徕卡全站仪内使用的气象改正公式） --- 根据气象改正图表，由用户查出相应的ppm值； --- 厂家提供气象改正公式，由用户通过计算机或计算器算出。 ppm值的输入方式一般也有三种： --- 在全站仪上设有输入对话框，不但可以直接输入温度T、气压P，对测得 的距离自动进行气象改正，还可以将通过查表或其它方式得出的ppm值，直接输 入进行改正。如徕卡的TPS1000系列； --- 全站仪仅设有ppm输入对话框，用户不可以直接输入温度T和气压P，只 能直接输入ppm值。如徕卡的TC905L； --- 全站仪通过旋转开关输入ppm值。这种方式仅在老式仪器中使用，目前 已很难见到。 用户在购买全站仪的时候， 往往需要配套购买气压计和干湿温度计来测定大 气参数。这些配套仪器由于零点误差或振动的影响，可能有较大的仪表误差，所 在一定要购买质量可靠的气象仪器，并且定期送当地气象检定部门进行检定。气 象仪器的的技术指标依测距精度而定。见表2.1：表2.1最 小 分 度 值 测距仪精度等级 Ⅰ Ⅱ、Ⅲ 干湿温度计 0.2℃ 0.5℃ 气压表 0.5hPa 1hPa在进行气象改正时，经常会遇到单位换算问题。常用的气压换算见表2.2：26表2.2非法定计量单位 名 巴 毫巴 称 符 号 bar mbar 名 称 帕 法 符 号 Pa 定 计 量 换 单 算5位 关 系1bar=10 Pa 1mbar=10 Pa2毫米汞柱mmHg1mmHg=133.32Pa 760mmHg=1013.25mbar在精度要求不高的时候，人们常将mbar/mmHg≈4/3来简化换算。在全站仪的 单位（unit）设置中，常常要求用户选择mbar还是mmHg，此时可根据使用的气压 计来进行选择。乘常数比例改正系数气象改正ppm是一种比例改正因子，它随测量现场的温度、气压变化而变化， 不是一个固定值。 在进行此项改正之后，全站仪尚存在另外一个相对固定的比例 改正因子，习惯上把它叫作乘常数，其单位同样是ppm。它的作用是用于改正与 距离成比例的系统误差，这种误差是由于频率偏移、折射率的偏移、发光管相位 不均匀性等原因所引起的。每台仪器均存在着乘常数，只是大小不同而已。一般 大的有十几个ppm，小的则有零点几ppm，甚至可以忽略不计。用户可根据测量任 务对精度的要求，来决定是否在数据处理时加上这项改正。 全站仪的乘常数由国家法定计量单位在仪器检定证书上给出， 其来源一般有 两种： 一是频率法。使用专用频率计通过光电转换装置测出全站仪的频率，将其与 仪器标称频率进行比较，求出差值和乘常数。例如，一台徕卡TC1500全站仪显示 标称频率为50MHz， 当实测频率比该频率高100Hz时， 其乘常数为（100/50） 10-6， × 即-2ppm。之所以前面是负号，可以这样理解，实际频率高了，测尺（1/2波长） 短了，所测得的距离值大了，如1km基线的实测值将大于1km，因此必须按比例缩 小，所以ppm的符号是负的。当频率低于标称频率时，显然乘常数的符号是正的。 查阅全站仪的标称频率可以有几种方式： ?从对话框中显示，如徕卡的TPS1000系列仪器，当按下DIST进行测距时，屏 幕下行有“FREQ”软功能键，迅速按下对应的功能键即可显示仪器当时的测距频27率； ?通过TEST键。老的徕卡测距仪如DI1600，设有INFO键，按下去可以循环显 示有关参数，其中有一个参数即为标称频率； ?通过命令形式。如徕卡DI3000，键入SET MODE 49，屏幕即会显示测距频率； ?由生产厂家提供，这也是大多数非徕卡全站仪常用的一种方法。 二是实测法。将全站仪在专用的野外基线（通常1～3km，精度不低于10-6） 上利用六段比较法进行检测，共测21条边，经解算求出仪器的乘常数。 对同一台全站仪来说，两种方法提供的乘常数是否一样呢？从理论上来讲， 全站仪的乘常数应该对应于频率的偏移且与实测结果相符。 但由于影响乘常数的 因素比较复杂，近几年大量检测数据表明，有的全站仪符合得较好，如徕卡 TPS1000系列，频率法和实测法得出的乘常数较为一致；有的全站仪就难以找到 规律，如部分仪器频率偏移不大，但实测的乘常数却较显著；部分仪器频率偏移 几个ppm，实测的乘常数却不显著。正因为如此，国内一些计量检测单位用频率 法提供乘常数，有的则用实测法（国家计量检定规程中规定，长距离测距仪的乘 常数使用频率法，中、短程测距仪使用实测法），这种情况在使用时应注意。 在目前为止，我们已经知道了三种情况下所使用的ppm。需要指出的是，气 象改正和乘常数中的ppm与全站仪精度表达式中的ppm在概念上是完全不同的。 前 者是系统改正值，属于系统误差的性质。气象条件不同，或许测站现场的ppm值 改得很大， 但并不影响仪器本身的精度； 乘常数较大， 只要能够准确地进行改正， 也不会影响影响仪器的精度 （但也不能太大，一般不大于仪器本身标称精度中比 例误差系数的三分之二）。而对于后者来说，它属于偶然误差的性质，全站仪手 册上的标称值或检定证书上的实测值越大，仪器的精度越低。这两种误差的性质 不应混淆。 如精度指标中的比例误差部分包含了乘常数的测定误差，而不是乘常 数本身。 ? 地面平距：用垂直角改平时的垂直折光影响；=YCA?X ?Y镜站?= X +B ? Y2 ? 测站28= 平距 [m] = 高差 [m] Y= X=Sin ?Cos?? = 天顶距读数图 2.4 距离换算示意图2 ? 1.47 ? 10?7 [m ?1 ] R 1? K B? ? 6.83 ? 10 ?8 [m ?1 ] 2R K = 0.13 R = 6.37 ? 106 [m] A?? 投影到高斯平面上的距离 do。1? K根据需要， 可以将地面距离投影到椭球面上或换算到高斯平面上， 有 关计算公式请参阅有关文献。 （2）测距精度 精度指标 在所有全站仪测距部分标称精度指标的表达式中， 均使用± （A+BD） 的形式， 如徕卡TC2003系列为±（1mm+1ppm?D）。显然，该精度表达形式由以下两部分 组成： A，代表固定误差，单位为mm。它主要由仪器加常数的测定误差、对中误差、 测相误差等引起。固定误差与测量的距离无关，即不管实际测量距离多长，全站 仪将存在不大于该值的固定误差。全站仪的这部分误差一般在1～5mm之间； BD，代表比例误差。它主要由仪器频率误差、大气折射率误差引起。其中B 的单位为“ppm‖（Parts Per Million），是百万分之(几)的意思，它广泛地出现在 国内外有关技术资料上。 它不是我国法定计量单位，而仅仅是人们对这一数学现 象的习惯叫法。全站仪B的值由生产厂家在用户手册里给定，用来表征比例误差 中比例的大小， 是个固定值， 一般在1～5ppm之间； D的单位为 “km” 即1?106mm， ，29它是一个变化值，根据用户实际测量的距离确定；它同时又是一个通用值，对任 何全站仪都一样。 由于D是通用值， 所以比例误差中真正重要的是 “ppm” 有多少， 通常人们看比例部分的精度也就是看它的大小， 因此也有的全站仪精度表达式中 省掉了D。 B和D的乘积形成比例误差。 一俟距离确定， 则比例误差部分就会确定。 显然， 当B为1ppm，被测距离D为1km时，比例误差BD就是1mm。随着被测距离的变化，全 站仪的这部分误差将随之按比例进行变化，例如当B仍为1ppm，被测距离等于2km 时，则比例误差为2mm。 固定误差与比例误差绝对值之和，再冠以偶然误差±号，即构成全站仪测距 精度。如徕卡TPS1100系列全站仪测距精度为?（2mm+2ppm× D）。当被测距离为 1km时，仪器测距精度为4mm，换句话说，全站仪最大测距误差不大于4mm；当被 测距离为2km时，仪器测距精度则为6mm，最大测距误差不大于6mm。 特别需要指出的是，全站仪的标称精度指标是一种误差限差的概念，也就是 说每台全站仪测距误差不得超过生产厂家提供的标称精度指标。所谓不得超过， 可能出现的情况是， 有的仪器实际误差接近于这个限差，也可能有的小于或远小 于这个限差， 因此决不能把某台仪器的标称精度当作该仪器的实际精度。没有误 差的全站仪是不存在的， 但标称精度一样的全站仪其实际精度即存在的实际误差 却不同，有的相差还很大。据资料统计表明，相当多的徕卡全站仪的实测精度高 于标称精度一倍以上。 影响精度的主要因素 1）气象因素 影响测距精度的主要因素是气象改正中的大气折射率的求定误差。 气象改正与大气中的气压、温度及湿度等因素有关。 如果进行高精度距离测量，要使气象改正准确到 1ppm，有关参数在测距时 必须精确测定，即空气温度须精确到 1°C，大气压须精确到 3 毫巴，相对湿度 须精确到 20%。 2）测距频率? 测距频率的准确与否直接影响测距结果的准确性； ? 测距频率值的提高有利于提高测距结果的精确性。302.3 全站仪的测角原理2.3.1 电子度盘及其测角原理 按照角度测量读数时电子度盘的状况， 可分为静态度盘测角和动态度盘测角 两种。（一）静态度盘测角在静态度盘测角中，根据度盘刻制和测角原理的不同，有：? ?编码度盘测角 光栅度盘测角1、编码度盘测角类似光学经纬仪中的度盘， 在一圆盘中按二进制码的方式分成若干区，称之 为码区；每一码区与某一角度值相对应，实现电子化测角。 特 点：? ?因码区与角度值的绝对关系，具有绝对测角的特点； 并关电后继续保留角度信息，开机后无须角度初始化。图 2.5扇区式编码度盘图 2.6条码式编码度盘2、光栅度盘测角光栅是具有刻制有等间距透光与不透光条纹的光学器件。 在圆盘径向按等角 度刻制的辐射状的径向光栅，即成光栅度盘。 当指示光栅和光栅度盘小角度相叠，可形成具有放大作用的莫尔条纹。当指 示光栅和光栅度盘相对移动一个光栅距， 莫尔条纹在与光栅垂直的方向上移动一 个条纹宽度。31光栅度盘在角度测量过程中，光电探测装置首先测定莫尔条纹的移动数目 n，即指示光栅相对光栅度盘移动的光栅数也为 n；设光栅度盘一个光栅距对应 的角度为?，则指示光栅相对光栅度盘转动的角度值为：? = n?? （2.4） 特 点：?因光栅度盘测角是建立在指示光栅相对光栅度盘的转动基础上，角度值 随相对转动量的增加而增加，所以称光栅度盘测角是相对式测角，或叫 增量式测角。?角度信息随关机而丢失，因此对于设有“零”位置的光栅度盘（特别是 垂直度盘） ，开机后需要转动仪器，首先探测到度盘“零”位置，才能显 示出角度信息。?光栅度盘是相对增量式测角，因电路响应速度等方面的限制，照准部或 望远镜的旋转速度不能太快，否则出错。（二）动态度盘测角动态度盘测角与静态度盘测角不同，其角度信息不在度盘上，而是在一对传 感器之间，如图 6 所示。其中 LS 为固定传感器，LR 为随全站仪照准部一起转动的 传感器。动态度盘测的就是 LS 和 LR 两传感器之间的夹角。 如图 2.7 所示，?0 是一个刻划周期所对应的圆周角，T0 为一个刻划的周期， 它们为设计已知值。度盘以恒定的速度旋转，因此有：32?? ??0T0? ?t（2.4）利用类似测距系统中的脉冲数字测相方法，可求得（2.4）式中时间?t，进 而求得??。图 2.7 动态度盘测角原理示意图其中待测角?中的?0 的倍数 n 由其它粗测的方法求得，故有： ? = n ?0 + ?? 特 点：?（2.5）在动态度盘测角的过程中，全周所有分划都参与积分扫描测角，有利于 消除度盘的分划误差；?实际动态度盘测角系统中，对径设置两对测角传感器，有利减弱度盘偏 心差。2.3.2 电子测角中的轴系自动补偿与改正系统 为了提高角度的测量精度和速度， 在全站仪中一般都设有垂直轴系的液态倾 斜补偿系统。根据补偿原理，液态补偿器可分为：1）透射式补偿器；2）反射式图 2.8 徕卡新型液态双轴补偿器33补偿器。根据补偿功能，又可分为：1）单轴补偿；2)双轴补偿。 注意轴系补偿与轴系误差改正之间的区别。 仪器补偿功能是实时动态修正垂 直轴倾斜误差对垂直角和水平方向的影响， 其修正值随垂直轴倾斜量的改变而改 变。轴系误差（如水平视准差、垂直指标差、水平轴倾斜误差等）对角度的改正 是依据仪器校准时置入的参数， 随时间和环境的改变，其参数并不一定和实际轴 系误差相一致。因此，为了保证轴系误差改正的有效性，需要注意经常校准仪器 的轴系误差。 动态补偿： （1） 垂直轴倾斜（L）对垂直度盘读数的影响； （2） 垂直轴倾斜（T）对水平度盘读数的影响。 静态改正： （1） 视准轴误差（C）对水平度盘读数的改正。 （2） 垂直度盘指标差（I）对垂直度盘读数的改正。 （3） 水平轴倾斜误差（i）对水平度盘读数的改正。 下表给出了全站仪中“补偿”与“改正”开关的设置情况，水平角与垂直角 的测量显示值上的差异。 补偿与改正开关对角度测量显示值的影响 补偿开关 ON ON OFF OFF 改正开关 ON OFF ON OFF 垂直角 V+i+L V+i+L V+i V+i 水平角 Hz+C+K+T Hz Hz+C+K HzL ― 补偿器零点指标差，基准线 铅垂线 铅垂线 垂直轴 垂直轴C ― 视准表中：i ― 垂直度盘指标差， 差K ― 水平轴倾斜对水平角的影响，T ― 垂直轴倾斜对水平角的影响2.3.3 自动目标识别与照准 目前，具有自动目标识别与照准功能的全站仪，主要可分为两种：1）配合 式目标识别，如原捷创力自动目标识别全站仪；2）自主式目标识别，如徕卡 TCA 系列全站仪。 图 2.9 给出了徕卡全站仪自动目标识别与照准的原理示意图。象测距仪一 样，自动目标识别 ATR（Automatic Target Recognition）部件以同样的方法安 装在徕卡 TCA 系列全站仪的望远镜上。 红外光束通过光学部件被同轴的投影在望34远镜的视准轴上，从物镜口发射出去。经棱镜反射回来的光束形成光点，由内置 的 CCD 相机接收，实现目标的识别与照准。图 2.9 徕卡全站仪自动目标识别原理示意图ATR 自动目标识别与照准可分为三个过程：搜索过程、目标照准过程、测量 过程。 当启动 ATR 自动目标识别功能时， 全站仪驱动轴系首先以螺旋方式 （TPS1000 系列）或矩阵方式（TPS1100 系列）搜索棱镜。一旦在望远镜视场内出现反射棱 镜，即停止搜索过程。 反射棱镜反射回来的 ATR 准直光点在全站仪的 CCD 相机中成像（如图 8 所 示） ，经过图象处理，解算出准直光点代表的十字丝中心与棱镜中心的水平驱动 量 （Hz-offset） 和垂直驱动量 （V-offset） ,全站仪驱动轴系直接照准棱镜中心。 完成目标照准的过程后，测量并显示角度和距离值。 由于利用红外光配合发射棱镜的方式， 可以在有雾或黑夜等不可目视的条件 下实现目标的自动识别与照准。这一点在实际应用中非常重要。3.徕卡全站仪的软件系统徕卡全站仪的软件系统主要包括：全站仪系统软件、全站仪应用程序库、全35站仪其它工具类软件（如 SurveyOffice）等。3.1 徕卡全站仪系统软件与应用程序库3.1.1 全站仪系统软件 徕卡全站仪系统软件类似计算机的 Windows 操作系统，是全站仪的核心软 件，管理和调用全站仪的测量、显示、记录、键盘操作等所有功能。详细内容这 里不在赘述，只列出几个关键点以引起大家的注意。 1、configuration（系统配置） 系统软件中的 configuration 主要配置全站仪的有关内容， 因此在全站仪的 使用中需特别注意其中的有关设置项目。 一般在 configuration 中可以配置全站 仪角度、距离等测量值的单位、小数位，测量结果的显示格式（DMask）和记录 格式（RMask） ，等等。因显示格式和记录格式可以分开设置，所以仪器的显示值 不一定就是按“REC”记录键后记录值。这一点需特别提醒用户注意，以防因记 录数据的不对而造成测量工作的失败。 （该部分只适用于 TPS1100 和 TPS1000 系 列的高端仪器，对 TPS400/700 等低端仪器并不适用） 2、Autoexec-Appliation(仪器启动批处理) 在徕卡 TPS1000 系列全站仪的系统软件中， 有类似计算机启动时的 Autoexec 批处理设置， 使全站仪在开机时直接进入某一操作界面或某一应用程序。如在全 站仪的 Autoexec-Appliation 中选定“Meas & Rec MEAS” ，全站仪开机后即可直 接进入测量界面，显示角度、距离等测量数据，方便普通用户的操作。 需要注意的是， 对于 TPS1000 系列全站仪，为了在计算机的联机控制时自动 进入 “On-line mode (GeoCOM)” 状态， Autoexec-Appliation 的设置必须为 “Main menu”选项。 3、如果要用电子气泡实现全站仪的精密整平，在使用电子气泡前，应先使 用全站仪系统软件中校准功能，准确测定并预置垂直轴补偿器的指标差（l，t） 。 3.1.2 全站仪应用程序库 徕卡 TPS 系列全站仪配有丰富的应用程序库，以满足野外诸如放 样、多方向角度测量、导线测量、道路放样等测量工作。其中有些程序对用户开 放，可无偿使用。有些程序则需向徕卡公司购买使用许可密码。因应用程序内容 丰富，这里不能一一介绍，请参阅有关文献。363.2 徕卡全站仪系统开发工具软件作为徕卡全站仪的高级用户，为了满足某些复杂测量工作的需要，可以向徕 卡公司选购一些应用程序，也可利用软件开发工具，自主开发一些应用程序。徕 卡公司提供的开发工具有： 1、适合于电子手簿开发的徕卡全站仪键盘模在线控制 TPS-Online； 2、适合徕卡 TPS 系列全站仪机载软件开发的 GeoBASIC； 3、适合徕卡 TPS 系列全站仪计算机远程控制程序开发的 GeoCOM； 4 、 适 用 于徕 卡 全 站 仪 和 计 算 机之 间 进 行软 件 和 数 据交 换 的 工具 软 件 SurveyOffice。 下面重点对 GeoBASIC 和 GeoCOM 进行简要的介绍。 3.2.1 全站仪机载软件开发工具――GeoBASIC 徕卡公司有偿提供 TPS 系列全站仪机载软件的开发工具―― GeoBASIC。像其它语言工具一样，GeoBASIC 有一套自己完整的变量、函数、语 句等语法体系。在计算机常规开发语言的基础上，GeoBASIC 把角度、距离等都 当作变量，如： DIM DIM dS dHz AS AS Distance Angle即把 dS 定义为距离变量，把 dHz 定义为角度变量。 另外，GeoBASIC 除了三角函数等数学函数之外，还专门添置了诸如由坐标 反算方位角之类的大地测量数学函数，启动全站仪角度、距离测量并把其值赋给 某一变量的测量程序函数等。 GeoBASIC 机载程序开发过程如图 3.1 所原程序编写 *.gbs 原程序编译 *.gba / *.len 仿真试运行 Leica surveyOffice (上载)37图 3.1 GeoBASIC 机载程序开发过程示意图在 GeoBASIC 原码程序的编写过程中，有格式化的书写结构。如下面的 “TestExample”例子程序中，规定以“PROGRAM TestExample”为起始行，表明 程序的名称，并以最末行的“END TestExample”作为程序的结束行。在 GeoBASIC 原码程序中，必须包含有控制程序的流程主过程“GLOBAL SUB Main” ，用于在全 站仪程序界面中显示程序名的子过程“GLOBAL SUB Install” 。 GeoBASIC 例子原码程序：PROGRAM TestExample &#39;program to test the examples &#39; &#39; GeoBASIC test frame &#39; ------------------&#39; The example shows a small program where a &#39; project can start from. &#39; &#39; (c) Leica AG, CH - Heerbrugg 1995-97 &#39;------------------------------------------------------------------------GLOBAL SUB Install &#39; ------&#39; Description &#39; Install it in the program menu. &#39; MMI_CreateMenuItem ( &TestExample&, &Main&, MMI_MENU_PROGRAMS, &EXAMPLE& ) END Install &#39;------------------------------------------------------------------------SUB Test &#39; ---&#39;============================================== &#39; INSERT YOUR SAMPLE CODE HERE &#39;============================================== END Test &#39;------------------------------------------------------------------------GLOBAL SUB Main &#39; ---38&#39; Description &#39; Small program frame with an empty text dialog. &#39; CONST iLines AS Integer = 5 &#39;display: 5 lines can be used DIM iButton AS Integer &#39;for the button pressedMMI_CreateTextDialog( iLines, &BASIC&, &EXAMPLE&, & No Help &) Test() MMI_GetButton( iButton, TRUE ) MMI_DeleteTextDialog() END Main END TestExample &#39;call the test routine &#39;wait for a key press (any key)3.2.2 计算机远程控制全站仪的程序开发工具――GeoCOM GeoBASIC 是用来开发在全站仪内运行的用户程序。有些场合，不能在仪器 旁边操作全站仪， 或在无人职守的条件下使用全站仪，就需要在计算机的在线控 制下，远程自动地指挥全站仪的运行。为此，徕卡公司无偿提供了计算机远程控 制全站仪的程序开发工具――GeoCOM。GeoCOM 和 GeoBASIC 不同，不是一种独立 完整的语言工具。它在例如 VC、VB 的计算机语言中，增加一些特殊的指令函数， 用于实现计算机对全站仪的控制操作。 每一指令函数都有三种类型： ASCII 码型、 VC 型、VB 型。因此实际的编程语言是在计算机上运行的 VB 或 VC。 计算机通过 GeoCOM 和全站仪实现点对点的联机控制方式（如图 3.2 所示） 。此 时，全站仪的键盘功能已经失效，全站仪作为计算机的一种“外设” ，完全由计 算机的相关程序控制。39图 3.2 中圆圈内标明的是 GeoCOM 提供的专门控制徕卡全站仪的函数名或指令。 如“AUT”是计算机控制全站仪自动进行目标识别等操作的函数前缀符。下面给 出了在 VB 中使用的使全站仪自动进行换面倒镜操作的函数： VB_AUT_ChangeFace4(PosMode AS Long, ATRMode AS Long, bDummy AS Boolean)为了保证开发程序的顺利运行，利用 VB 开发应用程序时，一是要注意把GeoCOM 中的“Geocom32.lib”复制到计算机操作系统 windows9?的 system 的目录下；二是把 GeoCOM 中“Stubs32.bas”添加到 VB 开发环境的“工程”主菜单 图 3.2 徕卡全站仪 GeoCOM 下的“添加模块”之中。3.3 徕卡全站仪工具软件――SurveyOffice随着计算机技术的发展， 全站仪已不单纯是测角量距的测量工具。徕卡全站 仪更新换代发展到现在， 已经给人们这样一个观念，徕卡除了提供品质优良的全 站仪硬件设备之外， 还提供有功能强大的软件技术。 作为徕卡全站仪的优秀用户， 不但能熟练操作全站仪硬件设备，还应能灵活使用各种测量或其它工具类软件， 最大程度的挖掘徕卡全站仪的潜力，充分发挥徕卡全站仪优秀性能。徕卡全站仪 和世界上其它品牌的全站仪相比， 其独一无二的优势是在可以由用户广泛参与的 软件应用技术方面。因此，在徕卡全站仪销售服务方面，提供优秀的软件技术支 持显得尤为重要，应引起徕卡销售技术人员的高度重视。 上一节主要介绍了徕卡全站仪的开发软件 GeoBASIC 和 GeoCOM。在这些 软件的开发过程中， 有的还离不开其它工具软件的支持。这里重点介绍具有强大 功能的软件包――Leica SurveyOffice(徕卡测量办公软件)。 徕卡全站仪的各种软件（如系统软件、应用程序等）的上载更新、删除、系 统运行环境的查看、优化等，需要有一套方便的工具软件实现在线管理。此外， 为了配合全站仪系统软件和应用程序的工作，扩展全站仪的功能，用户往往需要 自行开发编辑不同类型的文件， 如编码文件、 系统配置、 格式文件、 坐标文件等， 这不仅需要相应的编辑软件，同样还需要某种工具软件将这些文件上载给全站40仪，或从全站仪中下载后进行编辑、存档、再上载等。 （LSO 无法实现该功能） Leica SurveyOffice 软件就是为了满足上述要求而开发的，目前已发展到 V2.2 版，主要特点有：?支 持 TPS1000 、 TPS1100 、 RCS1100 、 TPS300 、 TPS400 、 TPS700 、 TC600/800、DNA 等系列仪器? ?能在 Windows95/98/me 和 Windows NT/2000 上运行 具有 9 种语言的版本（包括中文） ，以 CD 形式或 Internet 形式对徕卡用 户免费提供。有关 Leica SurveyOffice 的详细内容请参阅“徕卡测量办公室使用手册” 。这 里主要就其功能块及使用要点作一介绍 （英文版 SurveyOffice 的启动界面及主要 功能菜单如图 3.3 所示） 。请增加 V2.0 的启动界面图 3.3Leica SurveyOffice 的启动界面3.3.1 准备(V1.31)请增加V2.0版本的准备步骤 1、 首先通过串口电缆线把计算机和全站仪连接起来，全站仪处在关机状态。 2、计算机开机（在计算机的开机过程中，因串口针脚电平的变化，会自动 触 发 全 站 仪 开 机 ， 并 进 入 On-Line Mode(GeoCOM) 界 面 状 态 ） 启 动 Leica ， SurveyOffice 软件，如图 3.3。 3、用鼠标点击“注册” Register）图标，选中“仪器” （ （Instruments）项， 在徕卡全站仪类型的列表中选中你现在联机的全站仪类型。 4、用鼠标点击“设置” Settings）图标，设置正确的计算机串口号（如 （ COM1） 、全站仪类型、数据传输时的波特率、数据位等参数，然后确定退出。41经过以上准备工作，即可进行以下各项功能的调用。 3.3.2 Leica SurveyOffice主要功能的使用 1、数据交换管理器（Data Exchange Manager） 使用数据交换管理器，可以方便地在全站仪的内存（或 PC 卡）和计算机之 间的数据交换。 数据交换管理器的界面类似 Windows 的资源管理器，如同文件在 不同目录之间的拷贝， 用鼠标左击所需数据文件并将其拖放到目的地即可，非常 方便。 2、编码管理器（Codelist Manager） 大家知道，全站仪野外现场编码因键盘操作不便等因素，工作效率很低。如 果用户事先通过编码管理器编制好编码文件并上载到全站仪中， 可以大大提高野 外编码工作的生产效率。 3、坐标编辑器（Coordinate Editor） 坐标编辑器的主要作用是在计算机上建立、 编辑或保存徕卡仪器专用的坐标 列表。坐标列表的类型可以是“IDEX”或“GSI” 。通过直接输入，或把含有坐 标数据的任何数据结构的 ASCII 等类型的文件经过整理、组织，可以生成徕卡 全站仪所支持的的 GSI 数据结构文件。 编辑好的坐标文件，通过数据交换管理器（Data Exchange Manager） ，可以 方便地上传到全站仪之中。 4、软件上载（Software Upload） 当全站仪的系统软件需要维护、更新、升级时，当全站仪的应用程序需要添 加、删除时，都需要使用“软件上载” （Software Upload）功能块。 需要特别注意的是， 在全站仪的系统软件更新时，中间不能中途断开通讯连 接、 计算机和全站仪突然断电等事件的发生，否则不能通过串口再次对全站仪进 行系统软件的更新。另外，TPS1000 的系统主板有大板和小板之分，在系统软件 上载时需注意正确选择。 5、外部工具（External tools） （V1.31）V2.0 中新增的版块望增添进去 外部工具（External tools）主要是为 TPS300/700 系列全站仪而设置。例如，42在 TPS300/700 系列全站仪中，在仪器上不能设置或改变数据记录和输出的内容 和格式。因此需要外部工具在计算机上定义好数据记录格式，在上传到全站仪。 1）格式管理器（Format Manager） 使用格式管理器（Format Manager） ，可以由用户定义 TPS300/700 系列全站 仪的数据记录格式。与 TPS 系列全站仪的数据记录格式定义相比， TPS300/700 系列全站仪的数据记录格式的定义具有更大的灵活性，可定义的输 出格式有：? ?文本和测量数据的灵活结合，使输出文件可读性更强； 测量结果以独立格式输出，可适应不同数据处理的要求。2）TPS 设置（TPS Setup） TPS300/700 系列全站仪因键盘相对简单等原因，对全站仪的有关参数的设 置有时不太方便和直观。利用“TPS 设置” （TPS Setup） ，在 PC 机上，借助大屏 幕和键盘进行参数设置，具有以下优势：? ? ?便于全面了解设置过程； 在 PC 机上独立的设置可以受到保护，不受仪器参数修改的影响； 在 PC 机上可以设置和保存多个配置文件。4. 徕卡全站仪的数据通讯4.1 数据通讯的基本概念数据通讯是全站仪区别于传统的光学经纬仪的又一重要特点。 在过去很长一 段时间内， 人们在测量中习惯于用手薄和铅笔来记录数据，为此曾不惜花费大功 夫苦练数字的写法。而在今天，随着全站仪计算机技术的日益发展，手工记录的 方法正在快速地被淘汰，取而代之的则是实时、动态、快速高效，使用方便的数 据通讯技术。 4.1.1 一般概念 字符是字母、数字或其它类型的符号，它是人类通讯的基本单元。而计算 机通讯则是以比特（二进制数）为单位，每比特是0或1。一组比特（通常8位） 称作一个字节。一般一个字节能代表一个字符，字符与代码一一对应，即所谓的43ASCII码（American Standard Code for Information Interchange美国信息交 换标准码）。例如，计算机把字母“E”认作ASCII45Hex或二进制1000101，这里 二进制代码中每位数代表一个比特。每个比特以电流或电压的状态传送。例如， 如果没有电流或电压， 则对应于二进制0； 如果有电流或电压， 就对应于二进制1。 这两个状态还可以称为“低”或“高”。 数据通讯通常有两种方式，即并行方式和串行方式。 并行通讯是指数据在多条并行、1位宽度的传输线上，同时由源向目的地的 传输方式。例如，1字节的数据通过8条并行的传输，同时由源传送到目的地，这 种方式称为比特并行或字节并行。 串行通讯是指数据在1位宽的单条传输线上， 一位接一位地按顺序分时传送。 例如，要把一字节的数据采用串行方式由源传送到目的地，则1字节的数据要通 过同一条传输线，由低位到高位按顺序一位接一位地传送8次。 在测量中，人们通常使用的是串行通讯方式。这主要是因为在并行通讯中， 数据有多少位，就要有同样数量的传输线。而串行通讯只要一条传输线，且所需 的费用也较低。 特别是当数据位数很多和远距离传送时，串行通讯的这一优点尤 为突出。串行传输的速度虽然比并行传输慢，但是完全能满足测量的要求。 串行通讯又分为同步串行通讯和异步串行通讯两种。 同步串行通讯的基本特 征是发送与接收双方的时钟保持同步。数据流开始，发送1至两位同步字符，表 示同步数据流的开始， 以保证发送和接收移位寄存器的初始同步和正确进行移位 计算。同步通讯需要同步信号，硬件复杂，所以在计算机与测量仪器的通讯中多 采用异步串行通讯。 异步串行通讯不需要时钟同步以及同步字符，也不必保持数据流的连续性， 只需将数据格式化，并用起始位和停止位来表示一字节数据的头尾即可。 4.1.2 异步串行通讯 这种通讯把一个字符看作是一个独立的信息单元， 且字符出现在数据流中的 相对时间是任意的，而一字符中的各位是以固定的时间传送的。因此，该传送方 式在同一字符内部是同步的， 而字符间是异步的。发送器与接收器之间允许没有 共同时钟， 采用字符格式中设置起始位和结束位来协调发收双方。在一个有效字 符正式发送前，先发送一个起始位，而字符结束时，再发送一个（或2个）停止 位。接收器检测到起始位后，便开始接收有效字符，检测到停止位后，便结束一44个字符的接收。 通常，异步串行通讯的格式如图4.1。图4.1 异步串行通讯格式异步串行通讯格式： 1）两字符是用高电平隔开； 2）起始位用逻辑0电平（space）表示； 3）数据位5?8位。必须紧跟起始位之后，传送顺序为先低位，后高位； 4）奇偶校验位（1位）； 5）1位或1.5位或2位停止位，通常用逻辑1表示（mark）。 4.1.3 异步串行通讯参数 为保证仪器间数据通讯的正确进行，数据格式、传输率、协议方式需相互匹 配，为此目的而对设置进行的有关规定称为通讯参数。 1）波特率是数据传输率的反映，即每秒钟传输的位数，是衡量传输通 道频带宽度的指标。通常用比特率或波特来表示。 比特率（bps）是每秒传送二进制位数。 波特（Baud）是每秒传送的离散状态的数量，例如，每秒传送120字符， 每字符含有10位（起始1位，数据7位，奇偶校验1位，停止1位），则数据传输的 波特率为： 10?120/s=1200位/s=1200（Baud） 若每个符号所含的信息量为1比特，则波特数等于每秒比特数，否则，45波特数不等于比特数。 在异步通讯中波特率通常在50?9600Baud之间。目前也有一些较高级的 设备采用38400Baud，甚至更高。传送时，发送和接收的传输速度要设置成一致。 2）奇偶校验 奇偶校验是在通讯中，对数据传输正确与否的检核。通常以高电平总数为奇 或为偶来检校数据传输是否有误。奇偶校验一般有以下几种方式： None：不检验奇偶性； Even：偶校验，若该字符的高电平位总数为偶数，则校验位为0。反之， 校验位为1； Odd：奇校验，若该字符的高电平总数为奇数，则校验位为0。反之，校 验位为1； Mark: 校验位恒为1； Space：校验位恒为0。 3）数据位 数据位是指数据传输中一个字符所占用的位数， 如前所述， 字符一般用ASCII 码表示。数据位一般有5?8位，但最常用的数据位为7位或8位。 4）停止位 停止位设在数据位或校验位以后，用以表示该字符结束的标志，其宽度通常 为1位、1.5位或2位。 5）协议方式 如果两个设备间传输多个数据块（每块含有n个字节）时，接收设备根 据数据缓冲区贮存空间的状况， 控制发送端的数据发送被称为数据传输的协议方 式。 若数据缓冲区中接收的数据已满，便发送一个信号，中止发送端的数据 发送。待数据缓冲区中的数据被CPU处理完后，再发出一个信号通知发送端，允 许发送端发送数据。 协议分为硬件协议和软件协议。 硬件协议：RTS/CTS（请求发送/清除发送）。若接收缓冲区已满，则 RTS/CTS（CPU中的）脚输出低电平，发送器便中止数据发送。反之，RTS/CTS脚46为高电平，发送器允许发送数据。 软件协议：XON/XOFF；ACK/NAK；GSI XON/XOFF：当接收端的数据缓冲区已满时，接收器发出XOFF信号，中止 发送器的数据传输，并处于等待状态。当缓冲区中的数据被CPU处理后，给发送 器送一个XON信息，发送器恢复数据的传输。 ACK/NAK：当发送器探测到CR（回车）或LF（换行）信息时，便中止数 据传输，并进入等待状态。当接收端发送的ACK信号到达后，恢复数据传输。当 接收端没有收到CR或LF，而是不明信息时，便给发送端一个NAK信号，发送器将 重复该次发送的数据。 GSI：发送器发送数据后，再传送一个贮存数据的指令，经接收器确认 后送一个“？”给发送端。这是徕卡仪器数据通讯特有的协议。 无应答：None 在该状态下，接收端按照设置的波特率接收发送端传送的所有数据。常 用的情况是，数据传输到打印机。 6）结束符 发送器在发送一个数据块后，还应传送一个数据块结束的标志符（一般 为CR或CR/LF）。对于接收和发送双方来说，结束符意味着传送指令、数据信息 的结束。 4.1.4 串行通讯的连接方式 串行通讯有三种不同特征的通道连接方式，即单工数据通道，半双工数 据通道和全双工数据通道。 仅能进行一个方向传输的数据通道称为单工数据通道，如图4.2所示。A只能 发送数据，而B也只能作为接收器使用。数据只能由A传送到B。这种方式亦称为 单向通讯。数据流 A 发送器 图4.2 单工数据通道B 接收器交替进行双向传输的数据通道称为半双工数据通道，如图4.3所示。A设备和 B设备都可以作为发送器和接收器，数据流可以从A传送到B，也可以从B传送到A。47由于两设备只有一根电缆线，双向数据传输不能同时进行，只能交替传送。某一 时刻，A发送，B接收，数据从A流向B；另一时刻，B发送，A接收，数据从B流向A。A 发送器 接收器 数据流 B 发送器 接收器图4.3 半双工数据通道B同时具有发送和接收功能，且A、B间有两条传输通道，可以同时进行不 同方向的数据传输，称为全双工数据通道，如图4.4所示。A 发送器 接收器 数据流 B 接收器 发送器数据流 图4.4 全双工数据通讯4．24.2.1徕卡仪器的数据通讯接口描述GSI（Geo Serial Interface）接口是一种通用的异步、半双工串行接口， 它用于徕卡电子测量仪器间的数据传输。除接口电平外，它遵从RS232C 通讯标 准。 注：RS232C 是EIA（Electronic Industries Association）于1996年所发 表的串行通讯标准接口（RS：Recommended Standard，232:识别编号，C：版本）。 电平： ――负逻辑 ――逻辑0 = +5V（CMOS高状态） ――逻辑1 = 波特率： GSI缺省波特率为2400BPS。 字符长度： 每字符长度的缺省值是10位。它们包括： ――开始位1比特 ――数据位7比特 0V （CMOS低状态）48――校验位1比特 ――停止位1比特 奇偶校验： GSI标准奇偶校验是偶校验。 结束： GSI标准结束符是CR LF（回车换行） 协议： 两设备间的缺省通讯定义的命令应答如下： a) b) c) 数据，或 错误信息，或 ？（接收命令）如果只有数据传送， 则没有应答， 电子经纬仪可以设置成两种操作方式： COMM通讯方式使用GSI协议（？ CR/LF）来操作；DATA方式，则不使用协议。 4.2.2 接口连接 徕卡全站仪与计算机的连接 4.2.2.1目前，在各式各样的接口连接中，最常的是全站仪与计算机的连接。对 于徕卡全站仪来说，使用GSI接口的仪器和计算机之间存在着一些物理连接的方 法。其中一些是： 1）徕卡GIF2 RS232C接口 2）徕卡GIF3 TTY（电流环）接口 3）徕卡GMP1四路RS232/GSI对IEEE多通道 4）直接连接 注意：直接}