1. 全站仪进行三维坐标测量的基本过程
、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）。
§ 7.2 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
R.HT
：输入棱镜高。F2
INS.HT
：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 65.4839 ，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
INS.HT
栏，输入仪器高。6、按 P↓，进入第 2 页，在
R.HT
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
OOC.PT
（ F1 ），再按 NEZ ，输入测站 O 点的坐标（ X0 ,Y0 ,H0 ）；并在INS.HT
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 。
2. 简述全站仪三维坐标测量的基本原理
全站仪的工作原理
全站仪是一种集光、机、电为一体的新型测角仪器，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。电子经纬仪的自动记录、储存、计算功能，以及数据通讯功能，进一步提高了测量作业的自动化程度。
全站仪与光学经纬仪区别在于度盘读数及显示系统，电子经纬仪的水平度盘和竖直度盘及其读数装置是分别采用两个相同的光栅度盘（或编码盘）和读数传感器进行角度测量的。根据测角精度可分为0.5″、1″、2″、3″、5″、10″等几个等级。
全站仪主要由测角系统、测距系统、数据处理系统及通讯接口、键盘、电源等部分构成，其中，测角系统用于完成测角功能；测距系统用于完成测距功能；数据处理系统用于完成对数据的自动记录功能；通讯接口用于将内存与计算机连接起来，实现双向信息传输；键盘用于在测量过程中输入数据或操作指令；电源用于给全站仪提供工作所需能量。除此之外，全站仪还可根据需要接入同轴望远镜、双轴自动补偿系统等辅助设施，以增加其可完成功能。
全站仪同轴化的基本原理是：在望远物镜与调焦透镜间设置分光棱镜系统，通过该系统实现望远镜的多功能，即既可瞄准目标，使之成像于十字丝分划板，进行角度测量，同时其测距部分的外光路系统又能使测距部分的光敏二极管发射的调制红外光在经物镜射向反光棱镜后。 经同一路径反射回来，再经分光棱镜作用使回光被光电二极管接收，为测距需要在仪器内部另设一内光路系统，通过分光棱镜系统中的光导纤维将由光敏二极管发射的调制红外光传也送给光电二极管接收，进行而由内、外光路调制光的相位差间接计算光的传播时间，计算实测距离。
3. 全站仪测量坐标的基本过程是什么
1、选取两个已知点，一个作为测站点，另外一个为后视点，并明确标注。
2、取出全站仪，已知点将仪器架于测站点，进行对中整平后量取仪器高。
3、将棱镜置于后视点，转动全站仪，使全站仪十字丝中心对准棱镜中心。
4、开启全站仪， 选择“程序”进入程序界面，选择“坐标放样”，进入坐标放样界面。选择 “设置方向角”，进入后设置测站点点名，输入测站点坐标及高程，确定后进入。设置后视点界面，设置后视点点名，确认全站仪对准棱镜中心后输入后视点坐标及高程，点确定后弹出设置方向值界面并选择“是”，设置完毕。
5、然后进入设置放样点界面，首先输入仪器高，点确定，接着输入放样点点名，确定后输入。
放样点坐标及高程，完成确定后输入棱镜高，此时放样点参数设置结束，开始进行放样。
6、在放样界面选择“角度”进行角度调整，转动全站仪将dHR项参数调至零，并固定全站仪水平制动螺旋，然后指挥持棱镜者将棱镜立于全站仪正对的地方，调节全站仪垂直制动螺旋及垂直微动螺旋使全站仪十字丝居于棱镜中心，此时棱镜位于全站仪与放样点的。
7、玉扳手 全站仪连线上，接着进入距离调整模式，若dHD值为负，则棱镜需向远离全站仪的方向走，反之向靠近全站仪的方向走，直至dHD的值为零时棱镜所处的位置即为放样点，将该点标记，第一个放样点放样结束，然后进入下一个放样点的设置并进行放样，直至所有放样点放样结束。
4. 全站仪三维坐标测量原理
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 一一瞄准后视点 B ,将水平度盘读数设置为一一瞄准目标棱镜点 T ,按“测量”
5. 全站仪三维坐标测量计算原理
全站仪可以看作一台光电经纬仪和一台激光测距仪，加上内部电路和计算机系统将两者功能结合,通过由仪器测得的斜距，水平角和竖直角经过计算来实现对目标点的三维坐标测量。
例如，测量地面上某点的三维坐标是如下过程：
1.架设仪器在某一己知点上，该点必须能与被测点通视2.建立测站：输入测站点的NEZ三维坐标值3.对后视：输入后视方位角或输入后视点NE坐标由仪器自动计算出坐标方位角，该方位角是指测站点-后视点基线的坐标方位角。
操作望远镜照准后视点，点击ok，仪器则自动将其水平度盘在该方向的角度值设为坐标方位角值了，是为“配盘”。
以后你转动望远镜，望远镜的指向的水平度盘值就是该方向的坐标方位角。
4.测量目标棱镜：照准目标棱镜中心，按测量键，仪器开始测量仪器中心到目标棱镜的斜距，同时得到竖盘读数（注意，竖盘是不需要设置“配盘”的，因为仪器内置有垂直传感器，一般仪器里面可以设置竖盘水平方向为0或天顶为0，两种设置都不影响仪器输出仪器望远镜中心-目标的仰/俯角）。
根据测得的仰/俯角和斜距，通过三角函数即可解出目标到仪器的平距和高差。
平距，坐标方位角和测站点的NE坐标通过坐标正算即可解出目标点的NE坐标；测站点高程，仪高（仪器望远镜中心到测站点的高差），仪器望远镜中心到目标棱镜的高差，目标棱镜高（目标棱镜中心到地面目标点的高差）均为己知量，通过四则运算即可得到目标点的高程；因此，目标点的NEZ坐标即可测得。全站仪其他的一切功能也都是基于这三个物理测量数据经过计算机辅助计算而实现的。
6. 全站仪三维坐标测量的原理
全站仪测高程精度不行，并不是仪器精度的问题，再高级的全站仪也不行，这是由于高程的定义和全站仪的测量原理决定的。
全站仪测量结果是几何量，角度 边长，我们的平面坐标就是这样的几何量，我们通常把平面坐标和高程称为三维坐标，其实X，Y和H是有本质不同的，高程是一个具有物理意义的量值，题主仔细想想，我们是如何定义两点等高的？
那就是这两点位于同一个重力等位面上，物体从一点移动到另一点，重力做功为零，也就是说，水不会在重力作用下从一点流到另一点去。
如果我们谈论的是正常高高程系统，某点的高程是指过该点的似大地水准面到过高程零点的似大地水准面沿该点的垂线方向的间距。
因此，全站仪测量高程，不能解决水准面是曲面这一问题，本质上是一种近似方法，在范围不大，精度要求不高的场合可以应用。
高等级的精密水准测量，是需要同时进行重力测量来改算的。
所以到现在为止，三角高程测量顶多只能替代三四等水准测量，一二等水准测量还只能用精密水准测量的方法。
7. 简述全站仪进行坐标测量的操作方法
1、面板上按键功能
——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，分别对应显示屏上相应位置显示的命令 ；
02
2、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，相当于x ； E ——东坐标，相当于y ； Z ——天顶方向坐标，相当于高程H ；
03
3、角度测量模式
功能： 按ang键进入， 可进行水平角、竖直角测量，倾斜改正开关设置；
04
4、距离测量模式
功能： 先按 ◢ 键 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；
05
5、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；
06
6、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、参数设置等
8. 用全站仪进行三维坐标测量的基本过程
全站仪测量目标点的三维坐标是利用全站仪最基本的功能坐标测量进行的。操作步骤：
1、建立测站。把全站仪安置在一个已知控制点上。对中整平，输入测站点坐标高程，仪器高，目标高，有的还需要输入测站点测量时候温度气压等。
2、后视点定向。全站仪照准后视控制点上安置的棱镜进行定向。
3、测量坐标。全站仪照准待测目标点上棱镜进行测量，自动显示目标点的三维坐标。