Leica TPS基础知识

Leica TPS基础知识
2011年03月01日
　　一、仪器标称精度的解释。
　　1mm+2ppm是人们通常对1mm+2ppm×D(公里）的缩写，它反映的是全站仪或者测距仪的标称测距精度。其中: 1mm，代表仪器的固定误差，主要是由仪器加常数的测定误差、对中误差、测相误差造成的，固定误差与测量的距离没有关系。即不管测量的实际距离多远，全站仪都将存在不大于该值的固定误差。 2ppm×D公里代表比例误差，其中的2是比例误差系数，它主要由仪器频率误差、大气折射率误差引起。ppm是百万分之（几)的意思，D是全站仪或者测距仪实际测量的距离值，单位是公里。随着实际测量距的变化，仪器的这比例误差部分也就按比例的变化。例如，当距离为1公里的时候，比例误差为2mm。 对于一台测距精度为1mm+2ppm的全站仪或者测距仪，当被测量距离为1公里时，仪器的测距精度为1mm+2ppm×1(公里）＝3mm,也就是说，全站仪测距1公里，最大测距误差不大于3mm. 特别指出的是，标称测距精度是一中误差极限的概念，也就是说，每台全站仪或者测距仪测距误差不得超过生产厂家提供的标称精度。标称精度不是每个仪器的实际精度。据实际统计资料表明，相当多的徕卡全站仪、测距仪的实际精度都高于标称精度一倍以上。
　　二、ATR的英文全名是什么？及其优点。
　　ATR是英文Automatic Target Recognition的缩写，即目标自动识别。
　　安装有ATR系统的全站仪，优点很多，简单的列出三个：
　　A、  自动寻找合作目标，在能见度差的条件下仍然能够找到目标、尤其是在传统测量不能进行的黑夜里；
　　B、自动精确瞄准合作目标，省去了人工精确瞄准的辛苦；
　　C、可以自动锁定合作目标，跟踪测量移动目标
　　三、徕卡全站仪的运动程序是怎样的？
　　徕卡全站仪应用于运动会，主要是具有ATR功能的TCA系列，其测量效果则更快、更准确。只需一名工作人员操作仪器（即测站），另一名工作人员安置棱镜（即测点）。轻轻地按一下测量键，数据就马上通过数据电缆传输到运动中心主控室。经确认有效（主要是针对犯规运动员），即刻就可以在运动会中心的大屏幕上显示成绩。测量准备工作比较简单。首先是架设仪器、整平，力求稳固。为了以防破坏后的恢复，找一个远处固定点作为检核点，并将仪器中心投影到地面上。若使用投掷、跳远程序，应将仪器与计算机连接，然后设置仪器参数，如长度、角度单位，日期与时间，通讯参数，格式化PC卡，棱镜常数等。最后就是根据比赛项目选择应用程序了。　　程序大致分为三类：投掷类、跳远类、跳高类。一、投掷类（Throw Distance） 1、选择具体项目。有铁饼（Discus），链球（Hammer），铅球（Shot），标枪（Javelin）四类。 2、测量一个校核点，存入内存，以作仪器随时检查之用。一旦发现仪器变动，应立即重新整平仪器、对中，照准校核点，水平方向置零。所以，仪器架设应稳固，操作要特别小心。 3、测量起算中心点，存入内存。如铅球比赛，其中心点是运动员投掷时的圆圈中心，其半径为R=1.0675米。若为标枪项目，其起算中心点为运动员投掷界线（圆弧）后方R=8米的圆心点处。当然，程序会自动减除这个常数“R”值，得出运动员实际投掷距离。 4、测量投掷点并计算投掷距离，同时输出到计算机，其结果均为圆心点到投掷点的距离减去常数“R”，最后得到的比赛成绩。 5、退出，结束程序。二、跳高类（High Jump Distance）　　其原理类似于“悬高测量”，不在此赘述。三、跳远类（Long Jump Distance） 1、选择具体项目。不论三级跳还是单级跳，均为一个程序。 2、测量一个校核点，与投掷程序相同。 3、测起跳线（Baseline），即测量跳板边界线的两个点的坐标，存入内存。 4、测量跳远点，计算跳远时刻的跳远距离并输出到计算机。其结果为跳远点至跳板线的最短垂直距离。 5、退出，结束程序。
　　四、为什么TCA全站仪自动瞄准棱镜时，十字丝交点常常不在棱镜中心？
　　TCA瞄准棱镜时，仪器的转动是用伺服马达来驱动的。仪器望远镜中有ATR（自动辨认）电路，其中的CCD电路探测到棱镜后，将棱镜中心位置与十字丝位置之差（垂直的和水平的）反馈到伺服马达驱动电路，马达启动，转动仪器将十字丝交点移向棱镜中心。但是由于在测量时，野外气象等外界因素的干扰，棱镜影象不稳定，如果要求伺服马达随影象的不停变换而急促、微小地驱动仪器，仪器将不能稳定，使得测量无法进行。为了避免棱镜影象变动引起仪器的不稳定，设计TCA仪器为在十字丝中心与棱镜影象中心重合相差为微小值时，不转动仪器，而是将该微小值测出来，在垂直角和水平角中加以改正，从而保证了仪器测量时的稳定性。因此，可以得出以下结论：TCA仪器在自动照准目标时，十字丝中心与棱镜影象中心不一定重合，自动照准的位置和人工照准的位置可能不一致。但这不会影响角度测量结果的准确性，对于精度要求较高，像武广高铁、上海高铁这类项目，则要求若果出现ATR照准偏离中心较大或者在外界条件较好的情况下要在每次测量之前进行校准，以得到高质量的测量结果。
　　五、棱镜加常数为什么要设为34.4
　　徕卡仪器出厂时将徕卡棱镜加常数在仪器内默认设置为0mm。实际测量时，圆棱镜的改正数是+34.4mm。这时仪器软件运算时会自动减去34.4mm。因此当使用不同的棱镜时，我们要采用公式：mm=mm+34.4。
　　六、DNA标尺两端留多少为宜？测量精度低的区域是多少？
　　DNA 观测尺读数要在0.5―2.5之间 就是说吃端两侧各留0.5米，原因水准仪是绝对编码，视距丝如果部分离开观测尺，导致观测值不准。在13.25----13.5，26.65------26.9两个区间内 水准仪的精度差一些。
　　七、1000系列重装注意那些？2C超限7~8mm正常不？
　　1000系列，仪器系统重装，用LSO或LGO，用RS232数据线连接， ON-LINE 模式，则端口设置要注意。仪器要经常校正，有些时候测2C或者正倒镜读数相差很大，7-8个mm，可能就是仪器没有经常校正，正常情况下3-4个mm正常的。
　　八、问：激光的安全等级是如何规定的？ 
　　答：能量高度集中的激光光束有可能对人体造成损害，如眼睛或皮肤。所以，国际电子技术委员会IEC(International Electrotechical Commission)和食品及药品管理局FDA（Food and Drug Administration）对激光设备的安全性，按其激光输出值的大小进行了分类。正规生产激光设备，其安全等级均应按FDA或IEC标准进行标注。IEC标准将激光设备分为五个等级，分别称为Class1, Class2, Class3A, Class3B, Class4。例如，Class1级激光设备，在“可预见的工作条件下”是一种安全设备；而Class4级的激光设备，则是可能生成有害的漫反射的设备，会引起皮肤的灼伤乃至火灾，使用中应特别小心。FDA标准将激光设备分为六个等级，即ClassⅠ, ClassⅡa,ClassⅡ,ClassⅢa, ClassⅢb和ClassⅣ。对ClassⅠ级者，其激光辐射量不认为是有害的，对ClassⅣ级者，其激光辐射量无论是直接辐射还是散射（Scattered）,对皮肤和眼睛均是有害的。(摘自《工业测量》P81/冯文灏武汉大学出版社 2004.10)