探討全站儀在城市測量中的實際應用

楊哲

（湖南省地質礦產勘查開發局四〇二隊 湖南長沙 410000）

探討全站儀在城市測量中的實際應用

楊哲

（湖南省地質礦產勘查開發局四〇二隊 湖南長沙 410000）

隨著科技進一步的發展，各種先進的數字化測量設備也不斷的出現，數字化地形測繪是使用現代測量儀器進行實地數據全解析采集得出坐標，它已代替了過去白紙成圖的作業模式，以精確、高效的特點適應了數字時代的要求。全站儀作為一種高效準確的測量設備，能夠較為快速準確的實現對于距離以及角度的測量，并且還能夠實現相關的計算與儲存，因此在現代工程測量中得到了廣泛的應用。本文首先介紹了全站儀及其相關的測量優點，然后結合實例分析了其在城市測量中的實際應用，以期促進我國測量技術的發展。

全站儀；城市；測量；實際應用

自21世紀70年代以來，隨著電子技術、計算機技術、光機技術和通迅技術的發展，測繪儀器領域內的科技獲得了長足的進步，其中代表高科技的產品之一就是全站儀。全站儀集電子經緯儀、光電測距儀于一體，不僅能迅速完成角度、距離的觀測，還能利用機內通用測量程序自動計算和顯示結果，如果儀器內含有數據記錄卡或配置適宜的電子記錄手薄，還可自動記錄、存貯和傳輸觀測數據，為運用微機進行成果處理和打印繪圖提供了必要的條件，使自動測量系統的建立成為可能，從而大大減輕了測量人員的勞動強度，節省了時間，提高了工作效率。

1 全站儀概念及特點

全站儀，全稱電子速測全站儀，它實際上是電子經緯儀和紅外線測距儀的組合，用它可完成一個測站的全部工作（測角、測距）。它由電子測角、電子測距、電子計算和數據存儲單元等組成的三維坐標測量系統，可實現測量結果自動顯示、記錄和存儲，并能與計算機進行測量信息互換，能快速完成一個測站所需的工作，包括平距、高差、高程、坐標及放樣等方面數據的計算及成圖。

全站儀最大的優點是能快速測量一個測點的三維坐標（X，Y，Z），利用它和工程繪圖軟件AUTOCAD，在城市測量施工放樣中應用廣泛。

如一個小區的施工測量放樣，可先在CAD中畫出該小區的規劃圖，坐標要準確，然后在實地中用全站儀放出每個測點，測點坐標從CAD圖形中查詢可知。

2 全站儀的優點

常規全站儀相對RTK而言在測量價格上要更加便宜，并且相對RTK而言其測量精度高并且在測量過程中不需要衛星信號，因此不受室內室外環境影響，無論是樹下，還是高樓旁還是地下等環境等均能夠進行作業。

2.1 免棱鏡全站儀的應用

全站儀的應用比較普遍，盡管RTK、GPS、地面數字攝影測量、激光雷達等技術不斷發展，但受行業發展局限，全站儀的應用比較突出，尤其是免棱鏡全站儀的具體應用，能夠大大提升工程的測量效果。并且，因免棱鏡全站儀測量的速度較快且靈活性非常好，將其應用到一些人們難以測量的懸崖陡壁、危險滑坡、地下工程斷面、變形筑物等中的測量中，能節省很多時間，提升工作效率。免棱鏡全站儀的重大優勢在于打開激光束，直接照準，目標直觀，清晰可見，相對于需要棱鏡才能觀測的全站儀，極大的提供了效率，減少了人員勞動強度。

在工程測量中，應用免棱鏡全站儀，需注意以下問題：①在架好儀器之后，測站和鏡站上面的測量人員不可遠離測量儀器，避免儀器因人為碰倒而受到破話，保障儀器的安全；②全站儀不可以架設于電磁場影響較強的區域中，例如，高壓輸電線路、無線電塔周邊，避免測量精度受到影響；③在測距時，不可在儀器周邊電話，同時避免有另外反光體在測線或是延長線上面，避免測錯標準物的距離及高差；④觀測時，測量人員應將全站儀望遠鏡的十字絲中絲和豎絲交點對準棱鏡的中心，避免測出距離、高程受到影響，如果測量的傾角大，需精確地對準整個棱鏡的中心；⑤測量人員應遵守精密儀器的應用準則，嚴格遵照儀器的使用說明書完成各項操作工作，若出現異常需立即停止測量，找出影響因素，以確保測量結果的精準性及儀器應用的安全性。

2.2 基坑監測準確度

隨著建筑的高度不斷增加，對于建筑的基礎要求也就越來越高，為了確保建筑的穩定，在進行建筑的基坑施工時應當確保建筑基坑的穩定，做好相關的直呼工作。在建筑工程基坑施工中對于基坑的變形監測一直是確保基坑施工的重要環節，尤其是對于基坑圍護結構的水平位移監測，在監測過程中應當重視監測的技術，確保基坑監測的準確度。在進行基坑監測的過程中一定要確保監測結果的準確、可靠，監測的結果將會直接影響到工程的施工質量，因此一定要采取合理的監測方法。在進行基坑監測時因為監測的環境場地比較狹隘，因此給監測帶來了一定的困難，在施工現場因為建筑施工材料的堆積與施工設備器械的堆放，因此給施工帶來了一定的影響，導致在進行基坑的水平位移測量時造成了一定的困難，而應用全站儀則能夠較好的測量，解決這些不便。

目前全站儀在工程施工中應用逐漸普及，全站儀可直接測定位移監測點的坐標，通過計算兩次坐標的變化量就可確定位移量。用全站儀進行基坑水平位移監測通常不需要搬站，一次測完所有點，因此可節約大量觀測時間。

使用全站儀在進行基坑側向位移（變形）監測中，沿監測的基坑邊緣線設置一條視準線，在該線的兩端分別設置基準點，并沿基坑邊緣線設置若干個監測點。測量時采用全站儀測出各監測點對此條基線的偏離值，兩次偏離值之差，就是監測點垂直于視準線的水平位移值。

2.3 城市信號較差區域的測量

RTK主機在工作時需要接收衛星的信號，收不到衛星信號，那么RTK也無法工作。如果測量區域不在衛星信號覆蓋范圍之內那么就無法使用RTK技術進行相關的測量。因此在進行城市測量的過程中如果需要對于一些信號較差的區域進行測量使用RTK就會對測量造成一定的影響，而使用全站儀則不會存在這樣的問題。全站儀在測量過程中不需要任何衛星信號，因此在信號較差的區域也能給較好的進行測量，確保了測量工作的順利展開。

3 全站儀在城市測量中的應用案例

某城市位于海邊，在城市發展的過程中為了提高城市的環境質量，提高綠化建筑面積因此引進一批花草樹木來進行相關的綠化工程建筑。但是在進行施工之前施工區域的測量工作遇到了難題，由于種植區域是不規則形狀，其東西長約5000m，南北長在3000m左右，施工區域內的最大高度差在50m。綠化工程的施工設計要求工程將全部的樹木也就是約兩萬棵樹木全部定點放樣。在實際的樹木種植中因為樹木的種類不同因此要想實現有效的種植需要進行很復雜的計算，如果再進行種植時以傳統的方法進行人工拉線處理，或者以經緯儀進行施工會使工程的施工變得極其繁瑣，并且很有可能會導致施工的結果與原先的設計產生偏差，無法達到原有的工程設計目的。

在進行施工前，利用全站儀進行詳細的地形測量，結合Cass軟件繪制出數字化地圖，再利用AutoCAD軟件進行景觀圖設計，而得到將進行施工的景觀工程的布局圖。再采用全站儀進行放樣，可以很快的完成，而且質量又能得到保證。具體措施如下：

（1）對同種樹木進行編號，可以減少重復出現的概率。例如多顆松樹，可以建立ss1、ss2、ss3等點名。

（2）對不同圖案進行編號，作為全站儀放樣數據的不同工作文件名。將不同種植區域記為不同文件名，這樣進行工作時，可以減少出現錯誤。例如多個★形區域，可以建立wjx1、wjx2、wjx3等文件名。

（3）對編號輸入相應坐標。根據AutoCAD所設計圖案上的坐標，與編號進行對應，輸入全站儀中。如果圖形提供的坐標數據，與實際情況不吻合，需要進行坐標數據轉換。例：拓普康GTS-700系列，可以直接在全站儀中進行坐標的輸入，也可以在計算機里利用Excel或者相關測量程序建立新的.txt文本輸入全站儀。

（4）根據測站點與后視點進行放樣。在實際工作區域找到圖紙上標明的地物點，需保證坐標參數一致，這樣才能進行放樣。選擇其中一個作為測站點，一個作為后視點（或者后視方向），安置好全站儀，調出相應的放樣程序，進行放樣。

4 結語

城市工程建設關系到整個城市的發展與居住，是確保整個城市居民生產生活的重要基礎。在進行城市的規劃設計中城市的測量起著極其重要的作用，只有確保城市測量的準確才能夠在這樣的基礎上實現對于城市科學合理的規劃與設計，促進城市的發展。隨著技術的發展與進步，原有的測量方法已經開始無法適應時代的需求了，在城市工程測量過程中相關的測量人員應當合理的應用數字測量設備，提高工程測量效率的同時也提高測量的準確性，從而確保工程的質量。

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TU198+.7

A

1004-7344（2016）24-0183-02

2016-8-2

楊哲（1982-），男，工程師，本科，主要從事測繪工作。