全站儀測量在公路工程中的應用

摘要：本文簡要的介紹了全站儀在公路工程測量中的應用。

關鍵詞：全站儀；公路工程；應用；

Abstract：The paper introduces The Application of Total S tation in Road .

Key words：Total S tation， Road ，Use.

0引言

現在，我國交通領域正處于高速發展時期，而道路作為交通系統重要的組成部分，更具有重要的意義。目前，在道路工程中，使用最為普遍的就是全站儀。

1全站儀

全站儀是一種利用電子、光學、機械的高科技元件組合而成的智能型儀器，可以同時進行角度測量、距離測量的測量儀器。由于此種設備只需要在測站上安置一次，就可以完成這個測站上的所有測量工作，所以稱為“全站儀”。

第一臺全站儀是將一臺光學測距儀安裝在一臺電子經緯儀上，利用經緯儀來測量角度，測距儀來測量距離來完成測站上的工作的，所以稱為稱為積木式全站儀。這種全站儀體積龐大，使用起來很不方便，所以后來又發明了整體式的全站儀，就是將經緯儀的視準軸和測距儀的調制光發射系統的光軸組成分光同軸了，而且增加了計算機的微處理機和一系列的軟件，經過這樣的處理，全站儀就具有輸入、輸出、存儲、計算、繪圖等功能。

全站儀具是由哪些部分組成的呢？

1、測角部分

當使用全站儀來測角時，可以將全站儀當成電子經緯儀來使用，所以可以獲得這個測站的水平角和豎直角。

2、測距部分

當使用全站儀來測量水平距離時，全站儀和光學測距儀是沒有什么區別的，所以可以測量水平距離和斜距。

3、傳感部分

全站儀的傳感部分是光電管傳感器或者CCD傳感器，傳感部分的功能是使全站儀的精度得到提高。

4、數據處理部分

全站儀是由許多應用程序和存儲單元來進行數據處理的，如果首先把測量的外業觀測成果輸入到全站儀中，就可以得到你所需要的測量數據，而且根據需要可以決定是存儲在全站儀中還是計算機中。

5、輸入、輸出部分

儀器的通訊口、顯示屏和鍵盤是全站儀的輸入、輸出部分。通訊接口是為了使全站儀與計算機、U盤相連接，用來傳輸測量數據；顯示屏是用來顯示儀器現在的工作方式、測量數據和計算結果的，數據輸入和輸出的對話框等；鍵盤可以輸入操作指令、數據和進行參數的設置。

6、微處理機

微處理機是全站儀的核心組成部分，簡稱CPU。微處理機的主要功能是根據操作者發出的操作指令，來進行儀器設備的開啟，從而完成整個測量的工作。在測量的過程中，執行所有的測量數據的計算、檢查、核對、傳輸、處理、存儲等工作[1]。

2全站儀在公路工程中的應用

2.1導線測量

導線測量的傳統方法是用鋼尺量距、經緯儀測角，所以工作量很大，內業計算也很麻煩。如果用全站儀進行導線測量則能克服傳統方法的不足，速度很快，精度也高，最主要的優點是可以將控制測量和碎部測量同時來進行。

用全站儀進行導線測量首先也是要建立導線控制網。導線控制網的形狀是根據測區的范圍的不同可以將控制網布設成不同形狀的閉合導線。當測區成塊狀時，導線網應布設成常規的多邊形閉合導線，要注意各邊的邊長不要相差太大。

然后根據全站儀內部的導線測量程序，啟動該程序，按著程序就可以操作完成導線測量的外業工作，與此同時，全站儀還裝有導線測量平差軟件，也就是外業觀測完成后，可以直接在全站儀上完成導線的平差計算，獲得導線點平差后的坐標，大大的減少了導線測量的內業工作。

2.2公路中線測量

傳統的公路中線測量是利用經緯儀的偏角法和切線支距法來進行測量的，這些方法在使用過程中，受到地形條件的限制，操作麻煩而且精度很低。如果我們使用全站儀來進行公路中線測量，就可以收到事半功倍的效果。

目前的全站儀普遍具有坐標測設的功能，所以對于公路工程的定線測量和中樁是很方便的。首先，在室內或者施工現場可以將控制點坐標、交點坐標、轉點坐標、中樁點的坐標通過計算機，使用數據通信方式輸入到全站儀中，當然也可以手動輸入；然后在室外，將全站儀安置在控制點上，瞄準相鄰的控制點定向，調用已經存入儀器內部要放樣點的點號或者坐標，瞄準棱鏡，就可以確定棱鏡點偏離的距離和方向了，這時儀器的觀測者指揮安置棱鏡的人，來調整偏離的方向和距離，最后就可以測設出所需要放樣的那個點了。在這個點位上，測量其地面高程，就可以完成相應的中平測量了[2]。

2.3公路縱橫斷面測量

在山嶺重丘區，由于地面起伏較大，如果用水準測量來測量高程，會導致速度慢，觀測難度大或者有的地方根本沒有辦法進行施測，因此可以采用全站儀來進行測量。

可以用全站儀進行三角高程測量來建立高程控制，從而進行基平測量。但是要注意的是，豎直角測角誤差對高程的影響是很大的，所以在實際工作中，要盡量提高豎直角的觀測精度；在距離不變的情況下進行觀測，豎直角越大，所測高程的測量精度就會越低，所以如果條件允許，要減小豎直角；而且如果保持前后視距相等，也可以提高高程的觀測精度。

在中線測量的同時，可以進行中平測量。

但是在進行縱橫斷面測量時，應注意以下問題：

1、測站點不需要對中，也不需要量取儀器高。

2、在進行高程測量時，只有起點和終點需要量取棱鏡高。

3、保持前后視距相等，可以減弱球氣差的影響。

2.4施工放樣

傳統的公路施工放樣是利用經緯儀和鋼尺來進行放樣的，由于這種放樣方法的誤差具有累積性，所以精度很低。如果采用全站儀來進行施工放樣，因為全站儀具有放樣點的坐標的功能，那所放樣點的坐標的精度都是一樣的，所以所有放羊點的誤差都是一樣的。

全站儀采用的坐標放樣方法，就是把測站點、后視點坐標、儀器高等全部輸入到全站儀中，再輸入放樣點坐標和棱鏡高。而且要調用極坐標的放樣程序，儀器自動計算出放樣的角度和距離，即放樣數據，根據放樣數據，就可以把需要放樣的點在地面上標定出來了[3]。

3結束語

由于全站儀是一臺智能型的測量儀器，具有速度快，精度高，同時又可以測定和放樣點的坐標的功能，所以是公路工程測量中使用最多的一種儀器。

參考文獻：

[1]周剛.簡析全站儀在道路工程中的應用.江西建材，2015（8）：190～191

[2]徐霄鵬，公路工程測量.人民交通出版社，2011

[3]孔達，土木工程測量.黃河水利出版社，2008

作者簡介：鄭麗娜（1974-），女，講師，從事道路勘測與測量工作。