全站儀三角高程測量在道路施工測量中應用

向艷雄

（四川中水成勘院測繪工程有限責任公司 四川成都 610072）

全站儀三角高程測量在道路施工測量中應用

向艷雄

（四川中水成勘院測繪工程有限責任公司 四川成都 610072）

在我國的現代化進程中，測量有著至關重要的作用，全站儀三角高程測量就是其中的典型代表。它以全面的功能性，直觀的操作性以及高效性，在我國的道路建設建設中得到了廣泛的應用。它的使用涉及到公路建設的多個環節：從勘測到施工過程再到竣工驗收，極大地促進了我國的道路建設事業。在本文中，筆者根據自己的經驗對索佳電子全站儀三角高程的測量進行簡要闡述，然后結合我們的實踐總結出一些使用原則，供同行參考。

全站儀；三角高程測量；道路施工；應用

前言

俗話說“要致富，先修路”，可見道路建設對經濟發展有著極大的促進作用。在公路的建設過程中，為了尋找最合理、經濟的路線，首要進行的就是路線的勘測項目，然后依據測量數據進行路線選擇。在確定了具體的路線以后，還需要進行詳細的路線測設，這要包括：中線測量、橫縱斷面測量、地形測量以及其他相關的調查測試，以便于為路線的設計提供詳盡的資料。全站儀以其自動化、專業化、智能化大大提高了工程的工作效率和測量精度，它遍及公路建設的多個方面（勘測、施工、驗收），已經越來越受到人們的關注。在傳統的道路測量中，全站儀主要使用在平面的測試，隨著近年來全站儀的精度發展，它開始使用在高程測量上。傳統使用的高程測量方法是水準測量法，但是它的測量速度較慢，而且在進行復雜地形的測量時顯得尤為緩慢和困難，全站儀三角高程測量方法的出現，擺脫了傳統水準測量方法的測量緩慢、困難的缺點，以高精確度和方便性得到了廣泛使用。

1 全站儀三角高程測量方法

全站儀三角高程測量方法主要有單向觀測和對向觀測兩種。

1.1 單向觀測

單向觀測是指用已知高程來確認未知高程的方法，具體方法如下：設已知高程點為A，未知高程點為B，在測量B的高程時，需要觀測A、B兩點的高差。將全站儀放置在A點，同時量測儀器的高度；然后將反射棱鏡放置在B點，并測量棱鏡的高度。最后根據所測值確定出相應的B點高程。

1.2 對向觀測

對向觀測指的是分別在已知和未知高程測量與對面的高差，然后進行計算的一種測量手段，具體方式如下：先將全站儀放置在A點，然后觀測B點與A的高差；隨后將儀器放置在B點，觀測與A點相應的高差，最后取兩個高差絕對值的中數作為觀測結果。在對向觀測方法中，一般是在相同大氣條件下進行，因而可以消除地球的曲率以及大氣的折射影響，故而，一般認為對向觀測具有更為精確的測量結果。但是我們在實踐中發現，事實并非完全如此，將在后文進行介紹。

2 索佳電子全站儀在道路施工測量中的應用舉例

全站儀三角高程測量在道路的建設中的應用已經越來越廣泛，在各個不同測量階段、不同地域會有著不同的應用方式。全站儀以其良好的精確性和簡單的操作性，得到了越來越多的認可。本文中主要就索佳電子全站儀在測量的應用進行詳細闡述：

2.1 懸高測量

在道路的建設過程中，往往會遇到高壓線、河流等無法直接測量的情況，在測量高壓線與路線的高度或者河面與便橋的高度時，就無法在上設立棱鏡因而需要進行懸高測量，下面以索佳電子全站儀為例進行簡要闡述：①把棱鏡放在待測物上方或下方，然后讀取棱鏡高度；②在儀器上輸入棱鏡高度，然后照準棱鏡并測量相應的距離；③在儀器界面菜單中選擇懸高測量；④直接照準待測物，屏幕上會直接顯示地面到待測物的高度。

2.2 后方交會的高程測量

在有些情況下，已經完成了部分工程但是加密點已經破壞而需要重新測量，比如：在橋梁工地上已經施工蓋梁，墩也完成了樁基，但是在施工過程中加密的點被破壞了，如果重新進行引點不可能與已施工的部分吻合，這時將以已知點與已完工的墩臺作為后視然后進行后方的高程交會測量高程就是最好的辦法了，這樣既可以保證與控制點的吻合又可以與已完工的部分完美吻合。如下：①在儀器界面的菜單中選擇后方交會；②選擇交會高程項并輸入已知所有點的高程；③按照各個已知點進行觀測；④在觀測的量足夠計算測站高程的時候屏幕會提示計算；⑤觀測完所有的點以后按“計算”，屏幕便會顯示出相應的計算結果。

2.3 高程放樣測量

在道路的建設中，往往會遇到輔助橋梁的建設，比如：橋涵墩臺的頂面、基礎一般會與地面已知的控制點存在較大高差，個別高架橋甚至會出現高出數十、數百米的情況，這時，傳統的測量方法，直接使用幾何水準測量就顯得很困難，因而一般輔以懸掛長的鋼尺，然后使用兩臺水準儀，這種方法的勞動強度大并且精度差。但是使用全站儀三角高程測量可以很好地解決這種問題。

全站儀測量方法中：S-OV=高差實際測量值-高差放樣值，然后儀器會根據測站的高度、放樣點的設計高、儀器高度、棱鏡高度進行計算。再實際工作中，高程放樣的關鍵是根據施工圖中的計算放樣高程，高程放樣的具體方法如下：①在測站安裝全站儀，精確地測量儀器高度；②在儀器顯示屏菜單進入放樣；③選擇放樣數據，按“S-O”選項，然后輸入模式會在斜距、高差、平距、懸高選項之間進行切換，按“讀取”會調用內存中的高程，然后再按觀測進行放樣；④按照屏幕上顯示的上下方向移動棱鏡；⑤放好樣品后在中桿底部位置做好標記；⑥對放樣點高程進行重復檢測；⑦在實際的工作中，高程放樣最好與直線角度、坐標放樣一起進行。

2.4 懸高放樣測量

在實際地測量過程中，會出現所測位置太高或者太低而無法進行棱鏡設置時，可以使用全站儀懸高放樣方式進行測量。具體如下：①在待測位置的正上方或者正下方安裝棱鏡，然后讀取棱鏡高度；②將全站儀放置在控制點，在儀器屏幕上按“放樣”進入放樣測量程序；③選擇放樣數據并按“S-O”顯示放樣的測量高度；④在程序中輸入對應的放樣高度，即是地面到放樣點的豎直高度；⑤按“OK”確認，然后按“懸高測量”進行懸高放樣測量；⑥在屏幕上選擇對應的上下旋轉望遠鏡，按照屏幕對應的方向轉動望遠鏡，就能夠直接測出放樣點的高度。

3 全站儀在高程測量中的使用原則

3.1 天氣與觀測時間的選擇

在選擇測量條件時，首先要考慮的是利于觀測者的觀察，在測量中要使瞄準位置正好對應棱鏡的中心位置。天氣和觀測時間會直接影響測量者的視線，在長期使用索佳電子全站儀的過程中，我們發現：為了降低測量誤差，最好的測量天氣是在陰天，其次是在日出前半小時與日落后半小時。在這些時段，光線既不會影響觀測者的視線，也有利于儀器的穩定性，從而使各觀測要素一致。

3.2 避免逆光觀測

在高程測量的實踐中，往往天氣得不到很好的保障，很多時候測量會在有日光的情況下進行，但是逆著太陽光觀測時會增加測量人員的照準難度而降低準確性。因此，在實踐中，上午測量的方向應當選擇自東向西；下午則是自西向東。

3.3 對向觀測的處理

在前面我們提到，觀測主要分為單向和對向觀測。很多業內人士認為，在進行對向觀測時應當在同一時段進行，但是在我們使用全站儀測量的過程中發現：將對向觀測的時間放在各自有力的時間段內反而更有利。在進行某段高速公路實踐中，我們對比了同時段和異時段的測量，結果顯示：使用相同的數據處理手段是，在700m內，使用同時段觀測時的對向差異達10mm；當分別在上下午的有利時間進行時的差異僅為2mm。

3.4 多時段多次數觀測

為了減少誤差，需要根據具體條件采取多時段、多次數觀測，然后求平均值。

3.5 全站儀三角高程測量中的儀器、目標高量取問題

在全站儀三角高程測量中，儀器和目標的高度測量方式有：小鋼尺直接測量法、水平視線法、解析法以及中桿測量法。其中最為簡易使用的方式是鋼尺測量法，但是它直接受到儀器寬度的限制而精度較低。在我們的實踐中，結合了解析法和鋼尺測量法，既保證了鋼尺法的方便，又將精確度提高了。假設儀器的實際高度為h，h斜高為測量目標的表觀高度（不垂直），W1為測量目標的水平寬度的一半，d1是測量目標的下邊緣與中心的豎直高度。得出：

我們在很多的實踐中驗證了這種方式，差異極小。

4 結論

傳統的幾何水準測量方法在道路施工中容易受到地形等因素的限制，不僅效率低而且精度不高，已經越來越不能滿足日益增長的現代化施工要求。全站儀的使用不僅可以大大提高測量效率和精度，還能明顯的降低勞動強度，它的自動化，智能化而且不受地形限制，極大地方便了道路施工中的測量工程。本文中，我們首先簡要介紹了全站儀測量，然后介紹了索佳電子全站儀在道路施工中的測量應用，并結合工程實踐總結出一些全站儀在使用中的原則。

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U412.24

A

1004-7344（2016）20-0157-02

2016-6-28

向艷雄（1981-），男，助理工程師，大專，主要從事水電站、水庫、道路施工測量工作。