考点4 全站仪《工程测量基本技能》江苏省（职教高考）建筑类 知识点讲解

江苏省建筑职教高考《工程测量基本技能》复习讲义 模块3 角度测量 单元3 全站仪 【考纲要求】 1.了解全站仪的构造、基本组成。 2.能使用全站仪进行水平角观测、记录、计算和限差检核。 【知识网络】 【知识和技能要点】 考点一：全站仪的构造与基本组成 一、定义：全站仪（TotalStation）又称全站型电子速测仪，是一种集光、机、电为一体的现代化测绘仪器，可同时完成角度（水平角、竖直角）测量、距离（斜距、平距、高差）测量和数据处理，广泛应用于工程测量、地形测量等领域。 二、基本构造： · 测角系统：负责测量水平角和竖直角，核心部件为电子经纬仪，采用光电扫描技术实现角度数字化测量，精度高、读数快。 · 测距系统：负责测量两点间的斜距，核心部件为激光测距仪（分为红外测距和激光测距），可直接测量斜距，并自动换算为平距和高差。 · 数据处理系统：内置微处理器和存储器，可存储测量数据（角度、距离、坐标等），支持数据计算、编辑、传输（通过USB、蓝牙等接口）。 · 显示与操作系统：包括液晶显示屏（显示测量数据、操作菜单）和操作键盘（输入指令、设置参数），部分机型支持触摸屏操作。 · 支架与基座：用于固定全站仪，保证仪器稳定，基座可与三脚架连接，通过脚螺旋调节仪器水平。 · 附属部件：包括望远镜（用于瞄准目标）、水准器（圆水准器用于粗略整平，管水准器用于精确整平）、反光棱镜（配合测距系统使用，反射激光信号）。 三、关键特性： · 一体化设计：将测角、测距、数据处理集成一体，无需额外设备配合，操作便捷。 · 自动化程度高：可自动完成角度读数、距离测量、数据计算和存储，减少人为误差。 · 精度可控：测角精度一般为2″~5″，测距精度可达±（2mm+2ppm×D）（D为测距距离），满足不同工程测量需求。 · 多功能性：可进行坐标测量、放样测量、导线测量、后方交会等多种测量工作。 【练习题】 一、单项选择题 1.全站仪的核心功能不包括（▲） A.水平角测量 B.竖直角测量 C.高程测量 D.水准测量 2.全站仪中，负责测量水平角和竖直角的核心部件是（▲） A.激光测距仪 B.电子经纬仪 C.微处理器 D.液晶显示屏 3.下列不属于全站仪测距系统核心部件的是（▲） A.红外发射器 B.反光棱镜 C.水准器 D.激光接收器 4.全站仪的数据处理系统不具备的功能是（▲） A.数据存储 B.数据计算 C.激光发射 D.数据传输 5.用于粗略整平全站仪的部件是（▲） A.管水准器 B.圆水准器 C.脚螺旋 D.望远镜 6.全站仪中，配合测距系统反射激光信号的部件是（▲） A.望远镜 B.反光棱镜 C.键盘 D.基座 7.下列关于全站仪特性的描述，错误的是（▲） A.一体化设计，操作便捷 B.自动化程度高，减少人为误差 C.仅能进行角度测量 D.可进行多种测量工作 8.全站仪的测距精度通常表示为±（a+b×D），其中D代表（▲） A.平距 B.斜距 C.高差 D.测距距离 9.下列不属于全站仪附属部件的是（▲） A.望远镜 B.微处理器 C.水准器 D.反光棱镜 10.全站仪的操作界面主要由（▲）组成。 A.测角系统和测距系统 B.显示屏和操作键盘 C.基座和支架 D.微处理器和存储器 二、多项选择题 1.全站仪的基本组成包括（▲） A.测角系统 B.测距系统 C.数据处理系统 D.显示与操作系统 2.下列属于全站仪测角系统功能的有（▲） A.测量水平角 B.测量竖直角 C.测量斜距 D.角度数字化读数 3.全站仪数据处理系统的核心功能包括（▲） A.数据存储 B.数据计算 C.数据传输 D.瞄准目标 4.下列关于全站仪支架与基座的作用，说法正确的有（▲） A.固定仪器 B.调节仪器水平 C.反射激光信号 D.显示测量数据 5.全站仪的关键特性包括（▲） A.一体化设计 B.自动化程度高 C.精度可控 D.多功能性 三、填空题 1.全站仪又称________________，是集光、机、电为一体的现代化测绘仪器。 2.全站仪的测角系统核心部件是________________，采用光电扫描技术实现角度数字化测量。 3.全站仪的测距系统可直接测量________________，并自动换算为平距和高差。 4.用于精确整平全站仪的部件是________________。 5.全站仪的数据处理系统内置________________和存储器，可完成数据的存储与计算。 6.全站仪的测距精度一般表示为±（a+b×D），其中a代表________________误差。 7.配合全站仪测距系统使用，用于反射激光信号的部件是________________。 8.全站仪的显示与操作系统包括________________和操作键盘。 9.全站仪可同时完成角度测量、________________和数据处理三大核心任务。 10.全站仪的基座通过________________与三脚架连接，用于固定仪器。 四、简答题 1.简述全站仪的定义及核心功能。 2.全站仪的测角系统和测距系统各自的核心作用是什么? 3.简述全站仪数据处理系统的主要功能。 4.全站仪的支架与基座的作用有哪些? 5.简述全站仪的关键特性，至少列出3点。 【答案】 一、单项选择题 1.D 2.B 3.C 4.C 5.B 6.B 7.C 8.D 9.B 10.B 二、多项选择题 1.ABCD 2.ABD 3.ABC 4.AB 5.ABCD 三、填空题 1.全站型电子速测仪 2.电子经纬仪 3.斜距 4.管水准器 5.微处理器 6.固定 7.反光棱镜 8.液晶显示屏 9.距离测量 10.脚螺旋 四、简答题 1.答：全站仪又称全站型电子速测仪，是一种集光、机、电为一体的现代化测绘仪器。其核心功能是同时完成角度（水平角、竖直角）测量、距离（斜距、平距、高差）测量和数据处理，可广泛应用于工程测量、地形测量等领域，实现多种测绘任务的一体化操作。 2.答：测角系统的核心作用是测量水平角和竖直角，通过电子经纬仪采用光电扫描技术，实现角度的数字化读数，保证角度测量的精度和效率；测距系统的核心作用是测量两点间的斜距，通过激光测距仪发射激光信号，经反光棱镜反射后接收，计算出两点间的斜距，并自动换算为平距和高差，为后续测量和计算提供基础数据。 3.答：全站仪数据处理系统的主要功能包括：①数据存储，可存储测量过程中获取的角度、距离、坐标等数据；②数据计算，可自动完成平距、高差、坐标等相关数据的计算，减少人为计算误差；③数据传输，可通过USB、蓝牙等接口，将存储的测量数据传输至电脑等设备，便于后续数据整理和分析；④数据编辑，可对测量数据进行修改、删除等操作，确保数据的准确性。 4.答：全站仪支架与基座的作用主要有两点：①固定仪器，将全站仪稳定固定在三脚架上，防止仪器晃动，保证测量过程的稳定性；②调节仪器水平，通过基座上的脚螺旋，调节仪器的水平状态，使仪器的测角、测距系统处于水平基准面，确保测量数据的准确性。 5.答：全站仪的关键特性包括：①一体化设计，将测角、测距、数据处理集成一体，无需额外设备配合，操作便捷；②自动化程度高，可自动完成角度读数、距离测量、数据计算和存储，减少人为误差，提高测量效率；③精度可控，测角和测距精度较高，可根据不同工程需求选择合适精度的仪器；④多功能性，可进行坐标测量、放样测量、导线测量、后方交会等多种测量工作，适用范围广。（答出3点及以上即可） 考点二：全站仪水平角观测、记录、计算和限差检核 一、水平角基本概念：水平角是指地面上两点与仪器中心连线在同一水平面上的投影夹角，范围为0°~360°，用于确定两点间的水平方向关系，是工程测量中确定方位的核心参数。 二、全站仪水平角观测准备工作： · 仪器安置：将全站仪安置在测站点上，通过三脚架固定，调节脚螺旋使圆水准器气泡居中（粗略整平），再调节管水准器使气泡居中（精确整平）。 · 仪器对中：通过对中器，使仪器中心与测站点的标志中心重合，对中误差一般不大于1mm（工程测量要求）。 · 目标瞄准：将望远镜对准后视目标，调节目镜和物镜调焦，使目标清晰，转动水平制动螺旋固定望远镜，调节水平微动螺旋，使十字丝精确对准目标中心。 · 仪器设置：打开全站仪，设置测量模式为“水平角测量”，设置角度单位（度分秒或弧度）、读数精度，清零水平角（或设置起始角度）。 三、水平角观测方法（方法：测回法）： 1.测回法定义：测回法是水平角观测的基本方法，适用于观测两个方向之间的水平角，通过正镜（盘左）和倒镜（盘右）两次观测，消除仪器误差，提高观测精度。 2.观测步骤： （1）盘左观测（正镜）：瞄准后视目标，清零水平角，读取水平角读数并记录；转动望远镜瞄准前视目标，读取水平角读数并记录，计算盘左水平角（前视读数－后视读数，若差值为负则加360°）。 （2）盘右观测（倒镜）：转动望远镜180°，瞄准前视目标，读取水平角读数并记录；转动望远镜瞄准后视目标，读取水平角读数并记录，计算盘右水平角（前视读数－后视读数，若差值为负则加360°）。 （3）计算一测回水平角：取盘左、盘右水平角的平均值作为一测回水平角成果。 （4）多测回观测：若精度要求较高，可进行多测回观测（如2测回、3测回），各测回起始角度需按规定错开（如每测回错开180°/n，n为测回数），最终取各测回水平角的平均值作为最终成果。 四、水平角观测记录要求： · 记录内容：需详细记录测站点、观测日期、观测者、记录者、仪器型号、测回数、后视目标、前视目标、盘左/盘右读数、水平角计算值等信息，不得遗漏。 · 记录规范：读数需准确无误，记录时字迹清晰、工整，不得涂改；若出现读数错误，需在错误数据上划横线，注明错误原因，重新记录正确数据，严禁撕毁记录页。 · 即时计算：观测过程中，需即时计算盘左、盘右水平角及测回平均值，发现异常数据需及时重新观测。 五、水平角计算步骤： 1.计算盘左水平角：β左=前视读数（盘左）－后视读数（盘左），若β左<0°，则β左=β左+360°。 2.计算盘右水平角：β右=前视读数（盘右）－后视读数（盘右），若β右<0°，则β右=β右+360°。 3.计算盘左盘右差值：Δβ=β左－β右，需满足限差要求（如二级导线测量中，盘左盘右差值≤13″）。 4.计算一测回水平角：β=（β左+β右）/2。 5.多测回观测时，计算各测回水平角平均值：β平均=（β1+β2+…+βn）/n（n为测回数），各测回间差值需满足限差要求。 六、限差检核（核心要求，不同等级测量限差不同，以二级导线测量为例）： 1.盘左盘右水平角差值限差：≤13″（同一测回内，盘左与盘右观测的水平角差值）。 2.测回间水平角差值限差：≤13″（不同测回观测的水平角平均值差值）。 3.闭合导线水平角闭合差限差：≤±40″（n为闭合导线的测角个数）。 4.检核处理：若观测数据超出限差，需分析原因（如仪器未整平、目标瞄准偏差、读数错误等），重新进行观测，直至数据满足限差要求；严禁随意修改数据规避限差。 七、注意事项： · 观测过程中，仪器需保持稳定，不得触碰三脚架或仪器，避免仪器晃动影响观测精度。 · 瞄准目标时，需确保十字丝精确对准目标中心，避免瞄准偏差；若目标较远，可使用望远镜放大倍数，提高瞄准精度。 · 读数时，需待仪器读数稳定后再记录，避免因读数过早导致数据误差。 · 观测结束后，需再次检查仪器对中、整平情况，确认观测数据无异常后，方可整理记录、计算成果。 【练习题】 一、单项选择题 1.水平角的范围是（▲） A.0°~90° B.0°~180° C.0°~360° D.90°~180° 2.全站仪水平角观测前，粗略整平仪器使用的部件是（▲） A.管水准器 B.圆水准器 C.脚螺旋 D.望远镜 3.水平角观测中，测回法的核心作用是（▲） A.提高观测速度 B.消除仪器误差 C.减少人为读数误差 D.简化计算步骤 4.盘左观测时，水平角的计算方法是（▲） A.后视读数－前视读数 B.前视读数－后视读数 C.前视读数+后视读数 D.（前视读数－后视读数）/2 5.二级导线测量中，同一测回内盘左盘右水平角差值的限差是（▲） A.≤10″ B.≤13″ C.≤20″ D.≤30″ 6.全站仪水平角观测时，对中误差一般不大于（▲） A.1mm B.5mm C.10mm D.15mm 7.多测回水平角观测时，各测回起始角度需错开（▲） A.90°/n B.180°/n C.360°/n D.45°/n 8.若盘左水平角计算结果为-15°，则正确的水平角值为（▲） A.15° B.345° C.165° D.195° 9.水平角观测记录时，若出现读数错误，正确的处理方法是（▲） A.涂改错误数据 B.撕毁记录页重写 C.划横线注明错误，重新记录 D.忽略错误数据 10.下列不属于水平角观测准备工作的是（▲） A.仪器安置 B.目标瞄准 C.水平角计算 D.仪器对中 二、多项选择题 1.全站仪水平角观测的准备工作包括（▲） A.仪器安置 B.仪器对中 C.目标瞄准 D.仪器设置 2.测回法水平角观测的步骤包括（▲） A.盘左观测 B.盘右观测 C.计算盘左盘右水平角 D.计算测回平均值 3.水平角观测记录的内容包括（▲） A.测站点、观测日期 B.仪器型号、观测者 C.后视/前视目标读数 D.水平角计算值 4.二级导线测量中，水平角限差检核包括（▲） A.盘左盘右差值限差 B.测回间差值限差 C.闭合差限差 D.读数误差限差 5.水平角观测过程中，需要注意的事项有（▲） A.仪器保持稳定 B.精确瞄准目标 C.待读数稳定后记录 D.观测结束后检查仪器状态 三、填空题 1.水平角是指地面上两点与仪器中心连线在________________上的投影夹角。 2.全站仪水平角观测时，精确整平仪器使用的部件是________________。 3.测回法通过________________和________________两次观测，消除仪器误差。 4.盘右水平角计算时，若前视读数减后视读数为负值，需加________________换算为正确角度。 5.水平角观测记录时，字迹需________________、工整，不得涂改。 6.多测回水平角观测的最终成果是各测回水平角的________________。 7.二级导线测量中，测回间水平角差值的限差是________________。 8.全站仪水平角观测前，需将仪器设置为________________模式。 9.若观测数据超出限差，需________________，直至数据满足要求。 10.水平角观测时，瞄准目标需使________________精确对准目标中心。 四、简答题 1.简述全站仪水平角观测的准备工作步骤。 2.简述测回法水平角观测的具体步骤。 3.水平角观测记录有哪些基本要求? 4.简述水平角计算的具体步骤（以一测回为例）。 5.二级导线测量中，水平角限差检核包括哪些内容?若数据超出限差，应如何处理? 【答案】 一、单项选择题 1.C 2.B 3.B 4.B 5.B 6.A 7.B 8.B 9.C 10.C 二、多项选择题 1.ABCD 2.ABCD 3.ABCD 4.ABC 5.ABCD 三、填空题 1.同一水平面 2.管水准器 3.盘左（正镜）；盘右（倒镜） 4.360° 5.清晰 6.平均值 7.≤13″ 8.水平角测量 9.重新观测 10.十字丝 四、简答题 1.答：全站仪水平角观测的准备工作步骤如下：①仪器安置，将全站仪固定在三脚架上，调节脚螺旋使圆水准器气泡居中（粗略整平）；②仪器对中，通过对中器使仪器中心与测站点标志中心重合，对中误差不大于1mm；③目标瞄准，将望远镜对准后视目标，调节目镜和物镜调焦，使目标清晰，用十字丝精确对准目标中心；④仪器设置，打开全站仪，设置测量模式为“水平角测量”，选择角度单位和读数精度，清零水平角或设置起始角度。 2.答：测回法水平角观测的具体步骤如下：①盘左观测（正镜）：瞄准后视目标，清零水平角并记录读数；转动望远镜瞄准前视目标，记录读数，计算盘左水平角（前视读数－后视读数，负则加360°）；②盘右观测（倒镜）：转动望远镜180°，瞄准前视目标并记录读数；转动望远镜瞄准后视目标并记录读数，计算盘右水平角（前视读数－后视读数，负则加360°）；③计算一测回水平角，取盘左、盘右水平角的平均值；④若需多测回观测，按180°/n（n为测回数）错开各测回起始角度，重复上述步骤，最终取各测回平均值作为成果。 3.答：水平角观测记录的基本要求如下：①记录内容完整，需包含测站点、观测日期、观测者、记录者、仪器型号、测回数、后视/前视目标、读数、水平角计算值等信息，不得遗漏；②记录规范，读数准确，字迹清晰、工整，不得涂改；③若出现读数错误，需在错误数据上划横线，注明错误原因，重新记录正确数据，严禁撕毁记录页；④观测过程中即时计算，发现异常数据及时重新观测。 4.答：一测回水平角计算的具体步骤如下：①计算盘左水平角，公式为β左=前视读数（盘左）－后视读数（盘左），若β左<0°，则β左=β左+360°；②计算盘右水平角，公式为β右=前视读数（盘右）－后视读数（盘右），若β右<0°，则β右=β右+360°；③计算盘左盘右差值，Δβ=β左－β右，检查是否满足限差要求；④计算一测回水平角，β=（β左+β右）/2，作为该测回的水平角成果。 5.答：二级导线测量中，水平角限差检核包括三项内容：①同一测回内盘左盘右水平角差值限差，≤13″；②测回间水平角差值限差，≤13″；③闭合导线水平角闭合差限差，≤±40″（n为测角个数）。若数据超出限差，需先分析原因，常见原因包括仪器未整平、对中偏差、目标瞄准错误、读数误差等；针对原因调整仪器状态（如重新整平、对中）或重新瞄准目标，重新进行观测，直至观测数据满足限差要求，严禁随意修改数据规避限差。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $