全站儀測量在公路工程中的應(yīng)用

摘要：本文簡要的介紹了全站儀在公路工程測量中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：全站儀；公路工程；應(yīng)用；

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

Key words：Total S tation， Road ，Use.

0引言

現(xiàn)在，我國交通領(lǐng)域正處于高速發(fā)展時期，而道路作為交通系統(tǒng)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(xué)、機(jī)械的高科技元件組合而成的智能型儀器，可以同時進(jìn)行角度測量、距離測量的測量儀器。由于此種設(shè)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(xué)測距儀安裝在一臺電子經(jīng)緯儀上，利用經(jīng)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(fā)明了整體式的全站儀，就是將經(jīng)緯儀的視準(zhǔn)軸和測距儀的調(diào)制光發(fā)射系統(tǒng)的光軸組成分光同軸了，而且增加了計算機(jī)的微處理機(jī)和一系列的軟件，經(jīng)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(dāng)使用全站儀來測角時，可以將全站儀當(dāng)成電子經(jīng)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(dāng)使用全站儀來測量水平距離時，全站儀和光學(xué)測距儀是沒有什么區(qū)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(shù)據(jù)處理部分

全站儀是由許多應(yīng)用程序和存儲單元來進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的，如果首先把測量的外業(yè)觀測成果輸入到全站儀中，就可以得到你所需要的測量數(shù)據(jù)，而且根據(jù)需要可以決定是存儲在全站儀中還是計算機(jī)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(jī)、U盤相連接，用來傳輸測量數(shù)據(jù)；顯示屏是用來顯示儀器現(xiàn)在的工作方式、測量數(shù)據(jù)和計算結(jié)果的，數(shù)據(jù)輸入和輸出的對話框等；鍵盤可以輸入操作指令、數(shù)據(jù)和進(jìn)行參數(shù)的設(shè)置。

6、微處理機(jī)

微處理機(jī)是全站儀的核心組成部分，簡稱CPU。微處理機(jī)的主要功能是根據(jù)操作者發(fā)出的操作指令，來進(jìn)行儀器設(shè)備的開啟，從而完成整個測量的工作。在測量的過程中，執(zhí)行所有的測量數(shù)據(jù)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(yīng)用

2.1導(dǎo)線測量

導(dǎo)線測量的傳統(tǒng)方法是用鋼尺量距、經(jīng)緯儀測角，所以工作量很大，內(nèi)業(yè)計算也很麻煩。如果用全站儀進(jìn)行導(dǎo)線測量則能克服傳統(tǒng)方法的不足，速度很快，精度也高，最主要的優(yōu)點(diǎn)是可以將控制測量和碎部測量同時來進(jìn)行。

用全站儀進(jìn)行導(dǎo)線測量首先也是要建立導(dǎo)線控制網(wǎng)。導(dǎo)線控制網(wǎng)的形狀是根據(jù)測區(qū)的范圍的不同可以將控制網(wǎng)布設(shè)成不同形狀的閉合導(dǎo)線。當(dāng)測區(qū)成塊狀時，導(dǎo)線網(wǎng)應(yīng)布設(shè)成常規(guī)的多邊形閉合導(dǎo)線，要注意各邊的邊長不要相差太大。

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

2.2公路中線測量

傳統(tǒng)的公路中線測量是利用經(jīng)緯儀的偏角法和切線支距法來進(jìn)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(jìn)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(biāo)測設(shè)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(nèi)或者施工現(xiàn)場可以將控制點(diǎn)坐標(biāo)、交點(diǎn)坐標(biāo)、轉(zhuǎn)點(diǎn)坐標(biāo)、中樁點(diǎn)的坐標(biāo)通過計算機(jī)，使用數(shù)據(jù)通信方式輸入到全站儀中，當(dāng)然也可以手動輸入；然后在室外，將全站儀安置在控制點(diǎn)上，瞄準(zhǔn)相鄰的控制點(diǎn)定向，調(diào)用已經(jīng)存入儀器內(nèi)部要放樣點(diǎn)的點(diǎn)號或者坐標(biāo)，瞄準(zhǔn)棱鏡，就可以確定棱鏡點(diǎn)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(diào)整偏離的方向和距離，最后就可以測設(shè)出所需要放樣的那個點(diǎn)了。在這個點(diǎn)位上，測量其地面高程，就可以完成相應(yīng)的中平測量了[2]。

2.3公路縱橫斷面測量

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

可以用全站儀進(jìn)行三角高程測量來建立高程控制，從而進(jìn)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(shí)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(jìn)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(jìn)行中平測量。

但是在進(jìn)行縱橫斷面測量時，應(yīng)注意以下問題：

1、測站點(diǎn)不需要對中，也不需要量取儀器高。

2、在進(jìn)行高程測量時，只有起點(diǎn)和終點(diǎn)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(tǒng)的公路施工放樣是利用經(jīng)緯儀和鋼尺來進(jìn)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(jìn)行施工放樣，因?yàn)槿緝x具有放樣點(diǎn)的坐標(biāo)的功能，那所放樣點(diǎn)的坐標(biāo)的精度都是一樣的，所以所有放羊點(diǎn)的誤差都是一樣的。

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

3結(jié)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(diǎn)的坐標(biāo)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(xiàn)：

[1]周剛.簡析全站儀在道路工程中的應(yīng)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(dá)，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。