全站儀在工程測繪中的應用與分析

位國紅

項城市國土資源局

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全站儀在工程測繪中的應用與分析

位國紅

項城市國土資源局

隨著國民經濟增長速度地不斷加快及科學技術的不斷進步，工程測繪技術水平也得到了極大提升。全站儀因其擁有使用方便，可支持擴大存儲，內存量大的優(yōu)點，在工程測繪中得到了廣泛地應用。本文主要對全站儀在工程測繪中的應用及注意事項進行了分析與探究。

全站儀；工程測繪

隨著電子技術和計算機技術日新月異的發(fā)展及其在測繪領域的廣泛應用，集電子測角、電子測距、數(shù)據(jù)采集與存儲的全站儀已經取代了常規(guī)的光學經緯儀和s3光學水準儀。各測繪儀器廠商生產出各種型號的全站儀，出現(xiàn)了大內存、多功能、防水型、防爆型、電腦型等，全站儀正朝著功能全、效率高、全自動、易操作、體積小、重量輕的方向發(fā)展，使野外測繪作業(yè)的勞動強度逐漸地減輕，工作效率得到不斷提高，測繪技術水平也相應地得到了提升，從根本上更新了測量的觀念和理論。傳統(tǒng)的測量方式正逐步被不斷涌現(xiàn)的新儀器、新技術、新方法所取代。目前在建筑工程測量經常采用的儀器就是全站儀，筆者將結合工程實例來講述全站儀在建筑工程的測量中的運用。

一、全站儀的概況

全站儀的基本組成：全站儀由電子測角、電子測距、電子補償、微機處理裝置四大部分組成；全站儀：光、機、電一體化，集水平角、垂直角、距離、高差測量功能于一體。

按系統(tǒng)分類：編碼盤測角系統(tǒng)、光柵盤測角系統(tǒng)及動態(tài)（光柵盤）測角系統(tǒng)；按外觀結構：積木型（又稱組合型）、整體性；按測量功能分類：經典型全站儀、機動型全站儀、無合作目標性全站儀、智能型全站儀；按測距儀測距分類：短距離測距全站儀、中測程全站儀、長測程全站儀。

在地形測量過程中，可以將控制測量和地形測量同時進行；在施工放樣測量中，可以將設計好的管線、道路、工程建筑的位置測設到地面上，實現(xiàn)三維坐標快速施工放樣；在變形觀測中，可以對建筑（構筑）物的變形、地質災害等進行實時動態(tài)監(jiān)測；在控制測量中，導線測量、前方交會、后方交會等程序功能，操作簡單、速度快、精度高；其他程序測量功能方便、實用且應用廣泛；在同一個測站點，可以完成全部測量的基本內容，包括角度測量、距離測量、高差測量，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲和傳輸；通過傳輸設備，可以將全站儀與計算機、繪圖機相連，形成內外一體的測繪系統(tǒng)，從而大大提高地形圖測繪的質量和效率。

二、工程測繪中全站儀的應用

1 、測量前的儀器設置

大氣改正值和棱鏡常數(shù)的設置：在進行距離測量時，必須對儀器進行大氣改正值和棱鏡常數(shù)的設置。大氣改正值可根據(jù)測定的溫度、氣壓值輸入儀器來自動完成改正數(shù)的計算和設置，也可以從大氣改正圖中查得相應的改正數(shù)PPm值后直接輸入儀器進行改正設置。另外，還應根據(jù)不同的棱鏡，預先設置相應的棱鏡常數(shù)。

參數(shù)和條件模式的選擇設置：關于這方面的設置，主要包括測量單位的選擇，最小讀數(shù)的顯示，傾斜、補償改正的設置，對比度調節(jié)以及照明開關等等，主要根據(jù)測量工作的精度要求以及用戶的操作習慣進行測量模式的選取設置。

2 、距離測量

在測站點安置好儀器后，如果是測量控制點或放樣精度要求高的點，需要精確對中棱鏡。如果普通的地形碎步點可以降低要求。

3 、角度測量

角度測量可以用于水平角和豎直角的測量，在測站點安置好儀器，分別照準目標A、B后，自動測出水平角和豎直角。水平角提供了左角（逆時針）和右角（順時針）的切換以及方向歸零、任意角度輸入的置盤鎖定設置；豎直角的測量提供了垂直角和坡度百分比兩種模式，可根據(jù)測量需要隨時進行切換。當用于精度較高的要求時，可用測回法測。

4 、坐標測量

在輸入測站點和后視點的坐標并完成后視定向，然后進入坐標測量程序，照準目標棱鏡后，直接測出目標點的坐標，也可利用后方交會法（最小二乘法），就是在未知測站點上架好儀器后，通過觀測兩個或兩個以上的已知點，來求得測站點坐標的方法。在需要測距時，至少需要觀測兩個已知點，不需要測距（只用測角）進行后方交會時，則至少需要觀測三個已知點，一般觀測的已知點越多，測量精度就會越高。

5 、多余觀測

測量過程中，為增加檢核條件，以避免錯誤，減小誤差，提高觀測精度，需要進行多余觀測，多余觀測主要包括以下兩個方面：

（1）邊長和高差觀測。該方法可用于工程測量中的放點放線工作，此外，在進行點位三維坐標的測定時，也可采用此觀測方法。在測量過程中，為確保待定點邊長和高差的精確度，應對棱鏡高進行一次變動，之后再分別觀測棱鏡高變動前后的斜距、垂直角和棱鏡高，并以此作為檢核條件。

（2）水平角觀測。如果只能聯(lián)測一個高等級控制點方向時，為確保待定點方位角的精確度，要以該高等級控制點方向至待定點方向的左、右角作為檢核條件。此外，如果條件允許，在進行水平角觀測時，應以聯(lián)測兩個高等級控制點方向作為檢核條件。

6 、碎步點的測量

碎部點的三維坐標測量是在測量控制點上設置測站，通過該點至另一測量控制點的方向傳遞，測量出待定點的三維坐標。在工程測量中，由于地形圖或某些工程有各自的特點，因此，碎部點的測量是十分必要的。對于碎部點的測量主要是通過全站儀與電腦的通訊，將全站儀內存中的測量數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X，應用特定的專業(yè)軟件對測量數(shù)據(jù)進行各種處理，形成各種測繪成果成圖資料。這種三維坐標的測量方法看似簡單，但應注意以下兩個方面。

首先，要將儀器準確的擺放在測站上，為確保起始數(shù)據(jù)的準確性，應對其它任意一個已知測量控制點的坐標和高程進行檢測，也可以在進行儀器的測站和后視方向設置時，觀測測站至對向點的距離和高差，并以此作為檢核條件。

其次，在測量過程中，為確保全站儀的穩(wěn)定性，要進行不定時的檢測，以確定測量控制點的方向。此外，由于難以校核待定點的測量數(shù)據(jù)，因此，在測量過程中，要時刻保持測站與鏡站的溝通，及時確認棱鏡高度的變化情況，以確保待定點高程的準確。

7 、增補圖根點或測站點

在地形圖測繪或工程測量實踐中，如果等級測量控制點不足，就需要增補圖根點或測站點。對于全站儀極坐標法加密圖根點或測站點，各專門測量規(guī)范均作了不同程度的作業(yè)規(guī)范及要求，從發(fā)展級別、邊長規(guī)限到觀測方法都有所明確。

在進行圖根點或測站點的增補時，一般采用全站儀極坐標法加密圖根點或測站點。該方法的優(yōu)點是：布點靈活，限制條件少，內業(yè)平差計算簡單，外業(yè)測量工作量小，點位精度有保障。極坐標法就是在高等級測量控制點上設置測站，通過測量測站至待定點之間的邊長以及該邊長的方位角，進而推算出該待定點三維坐標的一種測量方法。該方法的主要測量元素就是角度測量和邊長測量，根據(jù)觀測的水平角、垂直角、斜距、儀器高和棱鏡高，解算出待定點的三維坐標（X、Y、H）。

三、結束語

綜上所述，電子全站儀因其相對傳統(tǒng)經緯儀和測距儀獨有的集成智能化和便捷性，得到了廣泛的應用。只要我們掌握了全站儀的基本結構，充分認識和了解全站儀在使用、保管、轉運時的注意事項，就會延長全站儀的使用壽命，并能使它的功效發(fā)揮到最大，從而更廣泛地應用于測繪工作的各個領域。

［1］姬婧；宿敬業(yè)；淺析應用全站儀測量高程的方法［J］；礦業(yè)工程；2011年02期

［2］寧永香；崔建國；全站儀高程測量的新方法探討［J］；山西建筑；2012年05期

［3］王成義；全站儀在工程放線驗線中的應用［J］；山西建筑；2013年17期

［4］謝克戰(zhàn)；全站儀在大型樓盤施工放線中的應用［J］；山西建筑；2008年26期