公路施工測量中全站儀的應用探討

【摘 要】伴隨著工程技術的發展，全站儀在公路施工中的應用越來越普及，在公路測量的工作中，測角。中樁敷設以及高程聯合測量都離不開全站儀。它在很大程度上提高了公路測量的效率。

【關鍵詞】全站儀；公路測量；應用

一、引言

首先，當我們進入公路施工現成后，我們需要對手里的資料進行復測。在符合監理要求的情況下，使用設計值進行施工測量。全站儀在測量的過程中扮演重要的角色。全站儀利用儲存功能，把測量數據存入電子模塊，室內設計時我們可以把模塊內的數據傳輸給計算機，然后運用計算機相應的軟件把測量數據轉變為相應的地形資料，提供計算機軟件使用。這樣做既能避免野外作業時手工記錄，室內工作的時候在輸入計算機相應的測量數據的時候出現人工的錯誤，而其能夠很大程度上節約時間。

二、全站儀簡介

全站儀(全站型電子速測儀)是指在一個測站上能同時完成角度和距離測量，并且立即可以計算、顯示出待定點的坐標與高程的儀器。由于全站儀一次觀測即可自動獲得水平角、豎直角和傾斜距離三種基本觀測數據，而且機內還具有較強的計算功能，測量時，儀器可以自動完成平距、高差、坐標增量的計算并顯示在液晶屏上。配合電子記錄手簿，可以實現自動記錄、存儲、輸出測量成果，使測量工作大為簡化，因而為全野外數字化測圖的實現創造了條件。目前，全站儀已廣泛應用公路施工測量[1]。

全站儀是由電子經緯儀、光電測距儀以及數據處理系統3個模塊組成。一臺全站儀，可以迅速的完成一個測量站所能完成的所有工作，例如自動測量距離，角度，高差，高程坐標以及放樣等等方面的數據。

全站儀可以分為分體式全站儀和整體式全站儀兩種。分體式全站儀的電子經緯儀和對照頭是分離的，不是一個整體，作業時對照頭需要安裝在電子經緯儀上，結束作業后需要分開裝箱；而整體式全站儀是分體式全站儀的改進型，對照頭和電子經緯儀是一個整體，使用更為便捷。

全站儀的結構原理如下：其上半部分包括測量的四大光電系統，即豎直角、水平補償、測距、測角系統。器控制系統既是鍵盤指令，工作人員通過鍵入指令指揮全站儀進行測量工作并且進行數據處理。各個系統的交口入口都是連接計算機的。全站儀的核心部分是微處理系統，它就像計算機的CPU，主要有寄存器系統（指令寄存器、緩沖寄存器和數據寄存器）、控制器和運算器組成。其主要的功能是根據鍵盤指令進行測量，檢核以及測量數據的傳輸、顯示存儲以及數據處理等工作，有效地保證測量工作的順利完成[2]。外部設備的連接即輸入輸出裝置，數據存儲器則是存儲測量結果的數據庫，他是為了便于測量工作人員工作而設計的軟件系統，在全站儀的計算機中還存儲這能夠處理特征目的的測量數據。

全站儀的主要特點就是測量的速度快、精度高、性能穩定、自動化程度高。它強大的功能可以完成多種測量工作，主要包括：放樣測量、導線測量、對邊測量、懸高測量、偏心測量、斷面測量等。存儲器可以存放各種坐標數據，其存儲的坐標數據可以作為后視坐標、放映坐標、測站坐標，同時其存儲的坐標可以在在顯示器上隨時。全站儀還具有傾斜角補償的功能，而其還具備視差計算程序，其在高精度測角中可以計算出視準差并自動對方向改正[3]。全站儀可以通過接口實現與外部設備的雙向信息傳輸。

三、全站儀在公路施工中的應用

1、施工平面控制點加密測量

一般設計中提供的導線點間距都比較遠，對施工來說很不方便，我們一般都要在設計點的基礎上機型加密。加密的等級可以平延，但是都是根據國家標準。

2、施工高程控制點加密測量

當平面控制點與高程點重疊的時候，一般都是直接采用四等水準規范進行測量。由兩邊的設計高程向中間的加密點進行引測，按照復合水準路線方法平差后作為施工高程點。

四、中樁的測設

中樁是指線路中線上的樁點。中樁測設的任務就是將紙上定線的線路中線詳細測設于地面上，即根據已測設的各控制樁，則沒直線上和曲線上所有的里程樁和加樁。

直線段的中校測設方法根據放線方法的不同而異。如果采用撥角法放線，可在撥角后延伸直線的同時測設出中校；如果采用支距法放線，則需將儀器安置在轉點上，用全站儀照準下一轉點，沿視線測設中校；如果用全站儀、測距儀按極坐標法進行放線，則可先計算出所有里程樁和加樁的坐標，然后用極坐標法測設中樁[4]。

置鏡于轉點照準前方另一轉點，保持視準軸方向不變，跑點人員持單桿棱鏡依次由近及遠地，聽從司鏡者指揮沿兩轉點間的連線方向，立棱鏡于加樁，司鏡者將望遠鏡照準加樁處的棱鏡，進行測距(含天頂距)，測距的要求同初測導線點間的加樁；轉點間的公里樁、百米樁的測設，則需用跟蹤測量法。

五、使用全站儀放樣注意事項

我們在公路測量中使用全站儀進行測量時，不但要明確說明書里的注意事項，還要十分注意一下幾點：

（1）全站儀的對中、整平應該認真的進行，其中對中利用光學儀器進行對中，整平除了按照常規的方法進行以外，全站儀還配備有雙軸傾斜傳感器，其可以顯示傾角，范圍是±3，但是假若超限，儀器就不能工作。對此，仰角較大時，水平轉過來的角度測量值就會變小或者變大，這個時候我們應該調整角度到放樣時需要的角度。放樣點通常使用伸縮桿做為對中桿，在使用前應矯正園水準器，放樣時，要瞄準中桿的最低處，從而保證放樣點的精度。

（2）根據棱鏡頭安裝位置的不同，棱鏡常數有兩種：一種是‘0’mm，第二種就是’-30’mm，在輸棱鏡常數的時候我們要注意。

（3）公路測量時，我們要對每一個放樣點的測量都要保證其精度，同時也要保證測量速度。測量中，我們要注意配合，注意每一個環節，并且我們要有放樣點的內頁計算以及校核的方案。根據公路工程的實際施工情況以及施工要求，布置合理精度和密度的控制點，公路工程加密控制是二級導線的平延，以保證施工放樣工作的順利進行。

（4）我們在公路測量的時候，不要隨意的改變棱鏡的高度。假若改變棱鏡的高度，我們必須及時的用對講機通知觀測人員重新輸入棱鏡高值。在測量的過程中，棱鏡的把持者最好每隔一段時間向觀測人員報告一次棱鏡高值，防止出現錯誤。

（5）應避免REC模塊與具有強磁性的材料接觸，如果接觸了，則可能造成REC模塊中的數據的消失。在測量過程中，為了預防失誤，要將測量的結果記入到REC模塊，除此之外，還應該用手工將測量資料再記錄一份。

（6）在觀測水準點也就是高程轉點時，要嚴格將單桿棱鏡的水準盒氣泡居中。在對后視水準點進行觀測后，應該立即對前視水準點進行觀測，這樣可以避免儀器下沉對高程測量的精確度造成影響。

（7）在高程測量的過程中，如果采用的是將已知高程點作為測站點，并且量取儀器的高度時，量取儀器高的誤差會對本測站所有測點的精確度產生影響。

（8）在比較高等級的公路測設中，因為采用的是統一的大地坐標，所以應設定已知方向的方位角，并應將所有測站點輸入其大地坐標中。如果測站點不是在路線導線上時，則必須用坐標擬合法來確定該站測設的直線段的中樁樁號。

參考文獻

[1]張保成．公路工程測量員實用讀本[M]．北京：人民交通出版社，2006，（6）．

[2]胡伍生，潘慶林，黃騰．施工測量手冊[M]．北京：人民交通出版社，2005，（5）．

[3]孔祥元，梅是義．控制測量學（第二版）[M]．武漢：武漢大學出版社，2002，（2）．

[4]誤差理論與測量平差基礎[M]．武漢：武漢大學出版社，2003，（1）．