中铁十一局CP培训中铁十一局CP培训专题一专题一测量机器人及其在测量机器人及其在CPCP测量中的应用测量中的应用中铁十一局CP培训测量机器人的概述测量机器人的概述测量机器人是自动化、智能化的全站仪，它是由电子 测角、电子测距、计算和数据存储等单元组成的，能自 动显示测量结果、与外围设备交换信息的多功能三维坐 标测量系统，全站仪是现代测量工作尤其是铁路线路平 面位置数据采集的主要仪器之一。随着光电子技术、计算机技术等新技术在全站仪中 的应用，全站仪逐步向自动化、智能化方向发展，各生 产厂家逐步开发出了各具特色的全站仪，如瑞士Leica公 司的TCA系列，日本Topcon公司的800A、GPT系列，德 国Zeiss公司Elta S系列等。这些新技术为提高测量精度、 减轻作业劳动强度以及拓展工作领域等提供了硬件基础 ，了解并掌握这些新技术，可以选择合适的仪器，以便 更快更好的完成实际工作。 中铁十一局CP培训n1激光对中n经纬仪的对中最开始是用锤球对中，效率低，精 度也不高（5mm）；后来改用光学对中，速 度快并且精度也较高(2mm)。Leica、Topcon 全站仪中部分仪器采用激光对中装置，安置仪器 时，打开激光对点功能，就会在地面上形成一个 可见红色激光光束，当光束与测站点重合时则对 中完成。激光对中的精度与光斑大小、仪器高度 有关，当仪器高1.5m时，对中精度为1.5mm 0.8mm。激光对中直观快速，工作效率较高，但 在强烈阳光下，激光不清晰，对中效果不理想。测量机器人的特点测量机器人的特点中铁十一局CP培训激光对中中铁十一局CP培训n2电子气泡n光学水准仪、经纬仪以及普通的全站仪 都是采用圆水准器管水准器实现仪器 整平的，一般圆水准器的分划值为8 15/2mm，管水准器的分划值为10 20/2mm，而电子气泡分辨力为2，不 仅精度高，而且图形化，直观形象，整 平时无需要将仪器转动90使水准管行于 一对平脚螺旋连线方向。测量机器人的特点测量机器人的特点中铁十一局CP培训电子气泡中铁十一局CP培训n3、无棱镜测距n普通测距仪测距是通过红外光棱镜实现，仪器发射电路系统 发出的红外光经棱镜反射返回到接收电路系统，测量时必须在 目标点上安放棱镜，但有些情况下目标点上无法安装棱镜，如 高耸建筑物或悬崖峭壁等人很难到达的点，物体表面测量不允 许放置棱镜，火灾、地震、洪水等自然灾害情况下有危险的地 方等，这时可以通过无棱镜测距功能来进行测量。n无棱镜测距是通过发射强度较高的激光，经物体表面的漫反射 作用来测距。这种激光与对中用的激光相似，都是红色的可见 光，测距时仪器发出一束激光直接照射到待测物体的表面，照 到哪儿，测到哪儿，很直观，并且测量速度快，使用方便。目 前各大全站仪生产厂家都推出了带有这一功能的全站仪，如 Leica公司型号中带有R的全站仪，Topcon公司的GPT系列全站仪 ，Nikon公司的NPL系列等。区别在于测距的范围和精度，目前 大多数无棱镜测距功能的范围在200以内，测距精度为3mm+2ppm ，Topcon GPT-8200A系列最大测程可以达到1200米，但测距精 度仅能达到10mm+10ppm。另外无棱镜测距的范围与反射物体表 面介质的反射特性有关。测量机器人的特点测量机器人的特点中铁十一局CP培训无棱镜测距中铁十一局CP培训n4导向光装置n通常人们放样测量时，测站观测者都是通过对讲机告诉持标员该往哪 个方向走，持标员被动的前后左右移动，因而效率较低。目前各大全 站仪生产厂家也都推出了带有这一功能的全站仪，如Leica公司的EGL 选配件、Topcon公司的定线点指示器系统选配件、Nikon公司的红光 导向系统等。nLeica的导向光EGL装置装在全站仪望远镜上，分红黄两色，在放样时 ，持标员可以通过闪烁的灯光确定视线方向，主动判断该往哪个方向 走。其实现原理是：当导向光打开时，在100米远以内的目标处将形 成红/黄闪烁的每边各宽5米的锥面，在两个锥面之间形成一个宽约30 毫米的区域，在此区域内可以看到两种颜色的光同时闪烁。当持标员 看到这两种光时，说明棱镜已经位于视线上了。nTopcon公司的定线点指示器系统选配件是两个发光二极管，一个发出 常亮红光，另一个发出闪烁红光；Nikon公司的红光导向系统为一个 指示灯发出两束红光，一个恒定光和一个闪烁光。n导向光装置非常有利于夜间作业的快速定位，但目前这种导向光装置 的操作范围有限，一般为5150米，白天阳光下作用距离更短。测量机器人的特点测量机器人的特点中铁十一局CP培训导向光装置中铁十一局CP培训n5、马达驱动、自动照准功能n 目前使用的绝大多数测量仪器，所有的操作均 由测量员手工完成，其操作技能是通过长期实践 获得的，测量精度与观测员的操作技能有很大关 系，并且这种操作劳动强度比较大。马达驱动、 自动照准功能可以消除不同测量员的人为测量误 差，减少测量员的工作量，而且自动扫描和识别 棱镜仅需要几秒钟到十几秒钟的时间，测量速度 快，可以大大提高工作效率。目前Leica公司的 ATR技术、Topcon公司的自动跟踪功能、Zeiss公 司的磁驱伺服技术都可以实现自动测量功能。 测量机器人的特点测量机器人的特点中铁十一局CP培训马达驱动、自动照准功能中铁十一局CP培训n6、锁定跟踪测量Trackingn当被测对象处于运动状态时（低速），为了能够随时测量 对象的位置，可以使用全站仪的自动跟踪测量功能，目前 具有马达驱动自动照准功能的全站仪都有这项功能，Leica 公司的锁定跟踪测量Tracking技术是其代表。n锁定模式使TCA仪器能跟踪并锁定一个移动的棱镜，每当 棱镜做短暂停顿，就可以进行距离测量。打开锁定模式需 要对距离进行一次初始化测量，使得ATR1能“记住”棱镜， 如果棱镜随后又移动，仪器会一直自动跟踪照准的棱镜。 （类似于GPS测量中的“走走停停”）n马达驱动、自动照准功能以及锁定跟踪测量一般与360度 棱镜配合使用，这样持镜者无需特别注意将棱镜瞄向仪器 方向，使得测量和放样工作更加方便、快捷。测量机器人的特点测量机器人的特点中铁十一局CP培训锁定跟踪测量Tracking中铁十一局CP培训n7、遥控测量n遥控测量模式可以真正实现单人或镜站测量模式，在目标 点处获得更多综合性、变化的信息，以及更快地到达放样 点和检查放样精度，独立完成一些小规模测量工程。这项 功能也是在马达驱动、自动照准功能的基础上开发的。 Leica公司在仪器上连接一个无线调制解调器，持镜人携 带一个内置无线传输的遥控键盘，仅一人就可以在镜站上 轻松自如的实现对全站仪所有功能的遥控，就如同操作全 站仪上的键盘。Topcon公司的RC-1光学遥控器包括一个仪 器上的手柄RC-1H和测点上的控制器RC-1R。Zeiss公司的S 系列同样包括一个安装在仪器上的天线和一个流动点上的 遥控器。测量机器人的特点测量机器人的特点中铁十一局CP培训遥控测量遥控测量中铁十一局CP培训遥控测量中铁十一局CP培训n8自动调焦nTopcon公司在其GTS-600系列里推出了自 动调焦功能，操作员只需将望远镜上的瞄 准镜大致对准棱镜，按下目镜旁边的 AF(Auto Focus)键，仪器就会主动寻找目标 点并自动调焦到目标棱镜上，省去手工调 焦时间，提高作业效率。 测量机器人的特点测量机器人的特点中铁十一局CP培训n9、操作系统n全站仪从本质上来说就是一台带有多种传感器的计算机， 具有观测、记录、计算、传输的能力。为了进一步增强全 站仪的功能，提高全站仪使用的方便性，新型全站仪中开 始嵌入操作系统。目前较多采用的是MS-DOS操作系统， 如Topcon、Nikon、Zeiss等全站仪的中高端产品，最新的 Topcon-700系列采用了Windows CE，而Leica的1200系列 则采用了Vax嵌入式操作系统。MS-DOS的特点是界面简单 ，运行速度较快；而Windows CE是Windows操作系统的 简化版，支持真彩色图形显示和多种工业标准配件(如蓝 牙设备等)，与通用计算机的兼容性强，易于自行开发适 用的机载软件；Vax在运行速度和图形化等方面支持较好 ，但对国内用户来说比较生疏，自行开发机载软件的难度 大。测量机器人的特点测量机器人的特点中铁十一局CP培训n10联机控制n全站仪测距测角功能由相应的指令启动传 感器来完成，这些指令可以通过按键发出 ，也可以通过计算机软件发出。目前绝大 多数全站仪都配置了串行有线接口，还有 的全站仪配置了红外线或蓝牙无线接口。 计算机经过接口向全站仪发出测量指令， 测量结果经过接口传输到计算机中进行处 理。 测量机器人的特点测量机器人的特点中铁十一局CP培训测量机器人与测量机器人与CPCP测量测量1、 CPIII平面控制网网形图中铁十一局CP培训测量机器人与测量机器人与CPCP测量测量2、施工现场中铁十一局CP培训测量机器人与测量机器人与CPCP测量测量3、CP点中铁十一局CP培训测量机器人与测量机器人与CPCP测量测量4、 CPIII点配套器件（1）中铁十一局CP培训测量机器人与测量机器人与CPCP测量测量4、 CPIII点配套器件（2）中铁十一局CP培训测量机器人与测量机器人与CPCP测量测量5、 棱镜的安装中铁十一局CP培训测量机器人与测量机器人与CPCP测量测量6、测量中铁十一局CP培训测量机器人与测量机器人与CPCP测量测量7、精调中铁十一局CP培训测量机器人与测量机器人与CPCP测量测量轨道精调示意图中铁十一局CP培训测量机器人与测量机器人与CPCP测量测量8、视频演示CPIII测量_Final.wmv