全站仪测距离的原理是什么？

全站仪坐标测量详细原理原理~

将光学角度读数通过键盘输入到测距仪，对斜距进行化算，最后得出平距、高差、方向角和坐标差，这些结果都可自动地传输到外部存储器中。然后由电子测角、电子测距、电子计算和数据存储单元等组成的三维坐标测量系统，测量结果能自动显示，然后与外围设备交换信息。
全站仪集光、机、电为一体的高技术测量仪器，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。
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。同轴性使得望远镜一次瞄准即可实现同时测定水平角、垂直角和斜距等全部基本测量要素的测定功能。

扩展资料
全站仪几乎可以用在所有的测量领域。电子全站仪由电源部分、测角系统、测距系统、数据处理部分、通讯接口、及显示屏、键盘等组成。
同电子经纬仪、光学经纬仪相比，全站仪增加了许多特殊部件，因此而使得全站仪具有比其它测角、测距仪器更多的功能，使用也更方便。这些特殊部件构成了全站仪在结构方面独树一帜的特点。
参考资料来源：百度百科-全站仪

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全站仪的测距原理是以安装在同轴望远镜的光敏二极管以一定光学路径发出调制微波或红外线信号，通过测量点的直角棱镜被反射后通过相同的光学路径返回并被分光棱镜传递至传感器以接受回馈，通过计算原始信号与反射信号的相位差来计算路程的远近。

多数全站仪需要在测量点安置一多用途光棱镜来实现信号反射，这种方式的测量距离通常较远，可达数公里。但有些仪器可以通过被测物体的自身亮度来完成这一过程，但有效距离只有几百米。EDM测距可以达到0.1mm的精度，但一般土地测量只取1mm的精度。

注意全站仪可以完全代替经纬仪的使用，但由于其高差测量是通过高度角与距离计算得出，精度较差，故只用于低等级测量，不能完全代替水准仪的使用。在精心布置仪器的情况下，全站仪的精度可达到四等水准测量的精度。

扩展资料：

其他应用：

一、坐标测量

通过全站仪可以直接测得观测点至观测目标之间角度差值与距离，据此通过三角学的换算关系可以计算出观测目标的坐标或观测点相对于已知点的位置。这些经纬仪部分的观测数据下载至计算机软件程序后，可以自动生成目标地区测绘图。

一些全站仪留有GPS系统的接口可供拓展，此两者结合之后可以互通所长（GPS系统不需要观测点与观测对象之间的视线通畅以及两个以上的已知点作为参考，而全站仪可以提供水平面测量的精度）。

二、角度测量

多数现代全站仪通过电子光学扫描镌刻在镜片上上的十字划分版来测量角度。好的全站仪精度可以达到0.5秒，而普通的建筑用全站仪的精度介于5至10秒之间。

全站仪是一种集光、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。它的基本测量原理是电
子测距技术和电子测角技术。
1.1
电子测距技术
电子测距的基本原理是利用电磁波在空气中传播
的速度为已知这一特性,测定电磁波在被测距离上往返
传播的时间来求得距离值。但是,这种直接测距的方法
实现起来非常困难,当我们要求较高的测量精度时,对
测量时间的要求很高,这在实践过程中是非常困难的。
因此，在实际的测距过程中可以根据此原理采取改进
的方法进行测距。在实际过程中主要用两种方法,脉冲
法和相位法。
1)
脉冲法
测距使用的光源为激光器,它发射一束极窄的光脉
冲射向目标,同时输出一电脉冲信号,打开电子门让标
准频率发生器产生的时标脉冲通过并对其进行计数。
光脉冲被目标反射后回到发射器,同样产生一电脉冲,
关闭电子门终止时标脉冲通过。
实践表明,其测量精度不低于相位法测距的精度。
基本测距原理如(图1)所示。
2)
相位法
相位法测距是测定由仪器连续发射的电磁波正弦
信号在被测距离上往返传播所产生的相位差,根据相位
差来得到距离。
在所有的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。该精度表达式有A和BD
组成，A代表固定误差，单位为mm。固定误差主要由
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，即不管实际测量的距离多
长,全站仪将存在不大于该值的固定误差。全站仪的这
一部分误差一般在1-5mm之间。BD代表比例误差，它
主要由仪器频率误差，大气折射误差引起。B的单位为
ppm。B和D的乘积形成比例误差。一旦距离确定，则
比例误差部分就会确定。固定误差与比例误差绝对值之
和，在冠以偶然误差±号，即构成全站仪测距精度。此
外，在全站仪进行测距的过程中还需要加上气象改正和
乘常数。通过在测量作业现场的温度T和气压P以及湿
度H，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ΔD。
不同的厂家的全站仪，其气象改正公式也不同。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,习惯上把它叫做乘常数，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。一般大的由十几个ppm，小的则有零点几个
ppm，甚至可以忽略不计。用户可根据测量任务对精度
的要求，来决定加上这项改正。
1.2
电子测角技术
电子测角,即角度测量的数字化，也就是自动数字
显示角度测量结果，其实质是用一套角码转换系统来代
替传统的光学读数系统。目前，这套转换系统有两类:
一类是采用光栅度盘的所谓“增量法”测角;一类是采
用编码度盘的所谓“绝对法”测角。
1)
光栅度盘测角原理(增量法)

当你使用全站仪测距的时候，全站仪的测距头会发出一道与视线轴重合的激光束激光射出后，由目标处的反射物（棱镜或者反射片等）反射回来，全站仪接受到返回的信号后，与其发射信号对比，得出仪器与反射物之间的斜距。

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电子测距的基本原理是利用电磁波速度恒定，测定电磁波在被测距离上往返传播的时间来求得距离值。三个方法：脉冲法，相位法，干涉法。全站仪主要使用脉冲法和相位法。

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