探討全站儀在水文纜道率定上的應(yīng)用

孫立君

摘 要：在應(yīng)用水文纜道進(jìn)行測流的過程中，測量結(jié)果的精確性是至關(guān)重要的，而想要確保測量精度，就必須保證測距和測深的準(zhǔn)確性，這兩個數(shù)值主要是借助計數(shù)器進(jìn)行顯示。為此，我國的《水文纜道測驗規(guī)范》中對計數(shù)器的率定給出了明確規(guī)定。以往的計數(shù)器率定基本采用的都是經(jīng)緯儀，自全站儀問世以來，其以自身各方面的優(yōu)越性逐漸取代了經(jīng)緯儀。基于此點，本文就全站儀在水文纜道率定上的應(yīng)用進(jìn)行淺談。

關(guān)鍵詞：水文纜道 全站儀 校正

中圖分類號：TU289 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）12（a）-0-01

水文纜道屬于水文測驗設(shè)備的一種，它是由岸上進(jìn)行操控，來完成對江河流量以及泥沙等的測驗工作。與傳統(tǒng)設(shè)施相比，水文纜道具有定位精度高、測驗人員無需下水等優(yōu)點，進(jìn)一步提高了測驗工作的安全性，同時也為機電一體化和計算機控制提供了便利條件，社會效益和經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。

水文纜道的率定是設(shè)備使用過程中較為重要的環(huán)節(jié)之一，以往主要采用的是經(jīng)緯儀交會法，該方法不僅需要布設(shè)基線，而且測量過程也比較復(fù)雜。隨著全站儀在水文領(lǐng)域的應(yīng)用，使水文纜道率定變得簡單、方便。借此，本文就全站儀在水文纜道率頂上的應(yīng)用展開探討。

1 全站儀簡介

全站儀是全站型電子速測儀的簡稱，其主要是由微電腦處理器、光電測距儀和經(jīng)緯儀組成。在具體應(yīng)用中，測量所得的結(jié)果能夠自動顯示在電腦屏幕上，并且能夠與其它設(shè)備進(jìn)行信息交互，是一種科技含量較高的測量儀器。全站儀的應(yīng)用使外業(yè)勘測自動化變?yōu)榭赡埽嬎悴铄e也隨之大幅度減少，外業(yè)勘測效率顯著提高。

1.1 工作原理

全站儀的具體工作原理如下：電子測距儀負(fù)責(zé)測距、經(jīng)緯儀負(fù)責(zé)測角、補償裝置負(fù)責(zé)修正、處理器負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理。從應(yīng)用的角度可將全站儀分為兩個部分，一部分是數(shù)據(jù)采集設(shè)備，主要包括測角系統(tǒng)、測距系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)和補償裝置；另一部分則是測量控制設(shè)備，這部分設(shè)備主要用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集設(shè)備的功能，包括一些外圍設(shè)備、微處理器等等。

1.2 全站儀的特點

全站儀能夠與計算機配合使用，工作效率較之經(jīng)緯儀要高很多，其主要特點如下：其一，作業(yè)面高差限制相對較小，水準(zhǔn)測量能夠達(dá)到四等精度；其二，粗略放樣半徑能夠達(dá)到2 km以上，覆蓋范圍較廣，特別是在采用坐標(biāo)放樣時，其優(yōu)越性更加明顯，角差和邊長都能夠在屏幕上自動顯示出來，非常便于操作；其三，不需要使用鋼尺進(jìn)行量距，并且測距速度非常快；其四，內(nèi)業(yè)計算簡單、方便。全站儀唯一的缺點是受人為因素和地形影響較大，為此，在實際應(yīng)用中應(yīng)對此加以注意，這樣有利于提高測量精度。

2 全站儀在水文纜道率定中的具體應(yīng)用

就水文纜道而言，對其進(jìn)行率定的最終目的是為了尋求計數(shù)器讀數(shù)與實際測量值這兩者之間的關(guān)系，而比測的目的則是為了檢驗記錄值與實際測量值之間的誤差。然而，基于某些原因的影響，使得實際測量工作中，經(jīng)常會忽略這項工作，這樣一來，便使得實際測量流量成果出現(xiàn)偏差。為了有效地確保水文資料的測驗精確度，水文纜道的計數(shù)器應(yīng)當(dāng)經(jīng)常性進(jìn)行率定，這就要求率定方法越簡便越好。但是，在以往的率定工作中，主要都是應(yīng)用經(jīng)緯儀進(jìn)行，在使用該儀器進(jìn)行率定時需要布設(shè)基線，從而使得測量過程過于復(fù)雜。為了進(jìn)一步解決這一問題，下面本文提出應(yīng)用全站儀對水文纜道進(jìn)行率定。

2.1 全站儀在測距計數(shù)器率定中的應(yīng)用

在使用水文纜道的水文觀測站當(dāng)中，通常都是采用計數(shù)器對垂線的起點距進(jìn)行測定，具體方法如下：首先將運載行車常用的鉛魚行駛至斷面的不同位置上，然后通過安裝在測站內(nèi)的計數(shù)器對循環(huán)索放出的實際長度進(jìn)行測量和記錄。然而，由于循環(huán)索的實際長度代表的是某一段的曲線長度，從而使得該長度與水平方向的起點距存在一定的差異。為此，由計數(shù)器測量所得的實際數(shù)值并不能直接作為起點距進(jìn)行使用。而借助全站儀進(jìn)行比測率定便可以有效地解決這一問題。具體方法是在使用計數(shù)器進(jìn)行數(shù)值測量記錄的同時，利用全站儀對該垂線的起點距進(jìn)行同步測定，然后再與計數(shù)器建立關(guān)系，按照全站儀率定所得數(shù)據(jù)資料，建立循環(huán)索長度與垂線起點距這兩者之間關(guān)聯(lián)曲線，這樣便可以將計數(shù)器所得的實際長度轉(zhuǎn)換成為垂線起點距。通過全站儀的應(yīng)用有效地解決了計數(shù)器測量垂線起點距的誤差問題，經(jīng)過大量的實踐證明，該方法可行性較高。

2.2 在垂線起點距測量中的應(yīng)用

全站儀擁有一項專用測量功能，即對邊測量，這種測量功能可以間接對兩點間的高差和距離進(jìn)行測量。對邊測量通常適用于以下兩種情況，一是待測兩點間存在障礙而無法通視，二是待測兩點間不便或不能安置測量儀器。由于對邊測量具備設(shè)站靈活、操作方法簡便、測量精度高等優(yōu)點，所以在實際測量工作中擁有廣闊的應(yīng)用前景。全站儀對邊測量功能的使用方法是將儀器架在任意已知點或未知點上，架好儀器對中整平后，便可以開啟儀器進(jìn)入對邊測量功能菜單，選擇折線測量項，連續(xù)瞄準(zhǔn)第一點和第二點棱鏡進(jìn)行觀測，待觀測完畢后，則可在主屏幕上獲取兩點間的距離和高差。按照此步驟，可以依次測量出纜車行進(jìn)過程中各條測深垂線間的間距，而后以計數(shù)器的計數(shù)與實測值為依據(jù)建立起數(shù)學(xué)關(guān)系，最后進(jìn)行纜道起點距率定。在實際測量中，應(yīng)當(dāng)將全站儀架設(shè)在水文纜道所在堤防處，該處必須能夠直接觀測到棱鏡的任意點，棱鏡應(yīng)當(dāng)設(shè)置在主索道車架處，這樣便可以測量出測深垂線的高差、間距以及起點距。

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