全站儀懸高測量在實際工作中的應用

張濤

摘 要：全站儀的出現及使用極大的方便了測量工作者，其具有精度高、速度快的優點，在實際工作中相當的實用、方便。工程建設中，經常會遇到測量人員無法碰觸的高地或懸空處的高度，如房屋建筑的高度、高壓線電塔的高度、輸電線的離地高度等，給測量工作的正常開展造成了困擾。本文主要介紹了筆者在日常工作中通過改進全站儀的懸高測量方式來克服難題，為今后的全站儀的特殊環境使用提供了借鑒。

關鍵詞：全站儀;懸高;高程

1 引言

測量人員經常遇到施測無法碰觸的高地或懸空處的任務，又或施測線路經常會橫跨建筑物、水塘、溝坎等地物，所以常規方法不能用于其高程測定。本文就這一問題經過深入思考，嚴密推理，總結出了運用全站儀懸高測量的原理解決以上難題并在實踐過程中不斷改進最終實現其功能的辦法。

2 全站儀的懸高測量操作步驟

用全站儀進行懸高測量時，操作步驟如圖1：

（1）把全站儀安置地面上的A點，反射棱鏡放置于準備測量的目標點 C 的鉛垂線與地面的交點B點位置，我們稱之為天底。（2）輸入反射棱鏡的高度 v;通過全站儀對準反射棱鏡測量兩者之間的直線距離S。（3）瞄準目標點C轉動全站儀望遠鏡，此時全站儀顯示出的就是目標點C至地面的高度 H。（4）計算，通過圖1分析可以得出：。式中，和分別為反射棱鏡和目標點的豎直角。

通過上面的分析，我們可以看到利用全站儀的這項特殊功能測量懸高，很方便快捷，可以很容易測量到諸如懸空高架線、鐵塔、高架橋等各種高大建筑物的高度，對于測量效率的提升有很大幫助。

3 全站儀在測量懸高時遇到的問題及解決辦法

上面提到的利用全站儀測量懸高的辦法，實際是一種理想化的狀態，即：我們很容易將反射棱鏡放置到被測量懸高的目標點的天底位置。但實際工作中，由于被測懸高點往往下方有其他建筑物或本身的支撐物，通過目測很難找到天底。另外，就算找到天底，由于環境所限，比如在水面或其他危險源上方，是很難放置反射棱鏡的，給我們的準確測量帶來了很大的阻礙，給我們的懸高測量帶來了一些挑戰。為了解決這個問題，我們對上面的全站儀操作步驟進行了改良，使之更具適應性。

圖2以測量水面上的一段高架橋為例，具體示例了如何解決全站儀在測量懸高時，無法在天底安放置反射棱鏡（ 如懸空線路跨水塘） 的具體情況。

通過圖2可知，我們需要測量的是懸高點C的高度，具體步驟如下：

（1）選擇遠離C點天底的可靠位置A點放置全站儀，然后在AC的連線的上選擇可靠位置B點放置反射棱鏡，同時測量出A、B點之間的水平距離DAB和高差hAB。（2）轉動全站儀望遠鏡測量到目標點C點的豎直角度α1。（3）將反射棱鏡放置于靠近橋底的位置D點，通過全站儀測量出A、D亮點的高度差hAD。（4）將全站儀移到B點位置測量出B點到目標點C點的豎直角α2。（5）計算。

H2的計算：

從上面的步驟可以知道，通過測量可以獲得A、D 兩點的高度差 hAD，在量取全站儀A 點的高度 i1后，很容易可以得到。

H1的計算：。

式中，i2 為 B 點的儀器高。

在直角三角形 BMN 中不難看出：

從而有：。

在三角形 ANC 中，利用正弦定理可得：

所以有：

通過圖2可得的目標點H高度為：。

在計算過程中，為了提高計算速度，可以借助便攜式電腦或可編程計算器來進行輔助，最終可以解決很多工作中遇到的測量難題。

4 結論

全站儀是測量工作中很好的一個工具，但是在實際應用中，我們如果只利用其基本的功能，就很難獲得良好的應用效果，我們在全站儀的使用中，應該結合幾何學、測量學的理論知識，努力開發其簡單應用下的組合功能，同時，要結合自己的具體工作，不斷地對全站儀的功能進行開發，才能更好地發揮全站儀的先進功能。為我們解決各類測量難題提供幫助。

參考文獻：

[1]程效軍，繆盾.全站儀自由設站法精度探討[J].鐵道勘察，2008（06）：1-4.

[2]郝建軍，李恩重.特殊懸高測量的幾種方法[J].黑龍江水利科技，2007，35（03）：23-24.

[3]魏仲初，程美玉.全站儀懸高測量的再討論[J].工程勘察，2006（06）：57-59.

[4]王俊江.精確懸高測量方法的討論[J].新疆有色金屬，2007（02）：14-15.

[5]葉巧云.懸高測量方法的探討[J].礦山測量，2003（01）：20-21.