一种仪器高精确确定的全站仪及其使用方法与流程

本发明涉及测量技术领域，尤其是全站仪仪器高的获取。

背景技术：

全站仪，即全站型电子测距仪（electronictotalstation），是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，是集水平角、垂直角、距离（斜距、平距）、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。与光学经纬仪比较电子经纬仪将光学度盘换为光电扫描度盘，将人工光学测微读数代之以自动记录和显示读数，使测角操作简单化，且可避免读数误差的产生。因其一次安置仪器就可完成该测站上全部测量工作，所以称之为全站仪。广泛用于地上大型建筑和地下隧道施工等精密工程测量或变形监测领域。

全站仪具有角度测量、距离（斜距、平距、高差）测量、三维坐标测量、导线测量、交会定点测量和放样测量等多种用途。内置专用软件后，功能还可进一步拓展。

仪器高就是架设全站仪的地面基准点至仪器目镜中心点的高度。全站仪涉及到仪器高的基本操作与使用方法有距离测量和坐标测量，分别介绍如下。

1.距离测量

（1）设置棱镜常数

测距前须将棱镜常数输入仪器中，仪器会自动对所测距离进行改正。

（2）设置大气改正值或气温、气压值

光在大气中的传播速度会随大气的温度和气压而变化，15℃和760mmhg是仪器设置的一个标准值，此时的大气改正为0ppm。实测时，可输入温度和气压值，全站仪会自动计算大气改正值（也可直接输入大气改正值），并对测距结果进行改正。

（3）量仪器高、棱镜高并输入全站仪。

（4）距离测量

照准目标棱镜中心，按测距键，距离测量开始，测距完成时显示斜距、平距、高差。

全站仪的测距模式有精测模式、跟踪模式、粗测模式三种。精测模式是最常用的测距模式，测量时间约2.5s，最小显示单位1mm；跟踪模式，常用于跟踪移动目标或放样时连续测距，最小显示一般为1cm，每次测距时间约0.3s；粗测模式，测量时间约0.7s，最小显示单位1cm或1mm。在距离测量或坐标测量时，可按测距模式（mode）键选择不同的测距模式。

2.坐标测量

（1）设定测站点的三维坐标。

（2）设定后视点的坐标或设定后视方向的水平度盘读数为其方位角。当设定后视点的坐标时，全站仪会自动计算后视方向的方位角，并设定后视方向的水平度盘读数为其方位角。

（3）设置棱镜常数。

（4）设置大气改正值或气温、气压值。

（5）量仪器高、棱镜高并输入全站仪。

（6）照准目标棱镜，按坐标测量键，全站仪开始测距并计算显示测点的三维坐标。

由此可见，全站仪仪器高是非常重要的基础参数，仪器高的精度对距离和坐标等基本要素的测量精度影响很大。

现有仪器高的测量方法主要有如下两种。

（1）钢卷尺测量法

最传统的仪器高测量方法。仪器高是量测控制点至仪器中心的垂直距离，直接测量因不是平面的关系，绝对存在误差，另外钢卷尺测量误差较大。

（3）激光测量法

利用仪器自身具有的激光量点功能测取，虽然激光测量精度都高于上述两种方法，但因为光斑打在十字丝里面而非基准点最高点，带来了系统误差，整体测量精度受到限制。

以上测量方法的测量精度均为毫米级，不适用需要精确仪器高参数的场合。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是如何精确地获取全站仪仪器高。

一种仪器高精确确定的全站仪，包括全站仪和定高杆，定高杆有多种长度规格，全站仪的头部下方固定安装有杆状颈部，定高杆垂直插入杆状颈部正下方的对接孔中，头部与基座是分开的，杆状颈部从基座中部的垂直插孔中穿过。

优选地，定高杆的顶部为铁质，与对接孔的内部的磁铁相衔接。优选地，磁铁的上部有减震弹簧，磁铁和减震弹簧被限制在挡环上部。优选地，插孔向下延长一定长度。优选地，激光对中器垂直安装在磁铁下。

优选地，定高杆下端为镂空结构，定高杆底端为透明玻璃基底。优选地，基底安装在定高杆下端，可拆卸更换。优选地，基底为圆柱形，高度为1-3mm。

优选地，定高杆的横截面为正三角形。

全站仪使用方法：a.架设全站仪，撑开全站仪支架，抬起全站仪的头部，将全站仪的杆状颈部从基座中部的垂直插孔中穿过，选择长度合适的定高杆，插入到杆状颈部正下方的接口下，使定高杆底端接触到地面基准并对准地面基准中心；b.对中；c.粗平；d.精平；e.使用全站仪。全站仪调平后，杆状颈部、定高杆与基座、大地两平面严格垂直，定高杆在全站仪头部重力的作用下与地面基准紧密接触且定高杆长度是精确固定的，仪器高的误差很小，适用于全站仪的各种高精度测量和监测工作。

附图说明

图1是一种仪器高精确确定的全站仪整体结构示意图；

图2是全站仪与定高杆连接部分结构示意图；

图3是全站仪的杆状颈部与定高杆连接部分局部放大结构示意图；

图4是定高杆底端部分局部放大结构示意图；

图中：1.全站仪，2.定高杆，3.头部，4.基座，5.对接孔，6.磁铁，7.减震弹簧，8.挡环，9.插孔，10.激光对中器，11.镂空结构，12.基底，13.杆状颈部。

具体实施方式

实施例1，如附图1-4所示。

一种仪器高精确确定的全站仪，包括全站仪和定高杆，定高杆有多种长度规格，全站仪的头部下方固定安装有杆状颈部，定高杆垂直插入杆状颈部正下方的对接孔中，头部与基座是分开的，杆状颈部从基座中部的垂直插孔中穿过。全站仪调平后，杆状颈部、定高杆与基座、大地两平面严格垂直，定高杆在全站仪头部重力的作用下与地面基准紧密接触且定高杆长度是精确固定的，仪器高的误差很小，适用于全站仪的各种高精度测量和监测工作。定高杆的顶部为铁质，与对接孔的内部的磁铁相衔接。这保证了定高杆的与对接孔的紧密接触。磁铁的上部有减震弹簧，磁铁和减震弹簧被限制在挡环上部。全站仪头部具有一定的重量，这个结构作用有两个：1.对定高杆全站仪的头部的连接起了减震缓冲作用；2.在全站仪的头部静置时，弹簧不会压缩，仪器高的测量不会受影响。其中仪器高等于定高杆长度加上全站仪的头部相应尺寸。插孔向下延长一定长度。这有利于定高杆与基座保持严格垂直。激光对中器垂直安装在磁铁下。激光可穿透玻璃基底与地面基准点进行对中，避免定高杆的存在对激光对中的影响。

定高杆下端为镂空结构，定高杆底端为透明玻璃基底。基底安装在定高杆下端，可拆卸更换。定高杆下端为镂空结构，同时底端为透明玻璃基底，可在定高杆抵住地面基准点时目视激光斑点进行全站仪的对中，使用方便。

基底为圆柱形，高度为1-3mm。为了减少玻璃折射对激光对中的影响，基底厚度不能过大，同时宜选用折射率小且强度高的玻璃材料。

定高杆的横截面为正三角形。定高杆横截面为正三角形的理由是，在用料和用量相同情况下，三角形较圆形等多边形结构更稳定，不易产生弯曲形变。全站仪使用方法：a.架设全站仪，撑开全站仪支架，抬起全站仪的头部，将全站仪的杆状颈部从基座中部的垂直插孔中穿过，选择长度合适的定高杆，插入到杆状颈部正下方的接口下，使定高杆底端接触到地面基准并对准地面基准中心；b.对中；c.粗平；d.精平；e.使用全站仪。在全站仪的头部和杆状颈部从基座中部的垂直插孔中穿过后，再将定高杆插入到杆状颈部正下方的接口下，无需再大幅度搬动全站仪的头部，操作相对简单。