全站儀多功能實訓項目開發

趙宏超 趙琴霞

摘 要：文章探討了開發全站儀實訓項目的必要性，介紹了全站儀坐標測量、放樣測量、偏心測量、懸高測量、對邊測量的方法。

關鍵詞：全站儀;實訓項目;開發

基金項目：2020遼寧科技學院大學生創新創業訓練計劃項目“測繪工程立體化多功能綜合實訓平臺開發”（項目編號：202011430107）。

隨著我國現代科技的迅速進步和發展，測繪工程應用領域越來越寬泛，實踐教學環節直接地影響學生對基礎理論和知識的理解，以及畢業后的實際學習和工作的能力，在這樣的背景和條件下，必須進一步強化實踐教學，利用現有的實踐教學資源，創造條件，開發多功能實訓項目，鍛煉學生的動手實踐能力，提高人才培養質量。

1 開發全站儀多功能實訓項目的必要性

全站儀是一種集光、機、電為一體的高技術測量儀器，是集水平角、垂直角、距離、高差測量功能于一體的測繪儀器系統。通過配置適當的接口，可使野外采集的測量數據直接輸入計算機進行數據處理并進入自動化繪圖系統。通用的全站儀品牌有徠卡、拓普康、賓得、尼康和中海達、南方等。全站儀的以自動化程度高，功能多，精度好的特點在工程生產一線應用非常廣泛。應用型本科在測繪工程人才培養的過程中，實踐教學過程中有大量的實訓項目需要使用全站儀，按照教學大綱的要求通常做的實驗項目以數據采集和工程放樣為主，但受室外天氣影響和室內空間限制，全站儀相關實訓項目開展非常有限，未能發揮出全站儀多樣靈活的實用功能。基于多型號大量全站儀的數量保障，為強化學生的全站儀的基本操作能力、滿足多樣化學習和訓練的需要，通過改造室內實訓條件，墻面安置反光片，配置可移動的對中支架，開發不受空間和氣候限制實用型全站儀實訓項目非常必要。

2 全站儀實訓項目開發

1）室內平面坐標采集及放樣實驗。全站儀在移動對中支架設站，全站儀對中整平后，開機進入測距模式，瞄準反光片中心m，測得距離s，進入數據采集模式，輸入測站點自定義坐標（a，a），輸入后視點坐標（a，a+s），測量反光片m點坐標檢核，若結果在誤差允許值范圍內[1]，輸入前視點號，點擊同前鍵依次測量點位坐標。反之，在自定義坐標系建立后，全站儀立于可移動支架作為測站點，對中整平后，進入放樣菜單，依次輸入測站點坐標，后視點坐標和放樣點坐標，求取放樣參數，調整角度差為零，瞄準棱鏡，調整距離差為零直到誤差在允許值范圍內，確定放樣點位置。

2）偏心測量實驗。偏心測量所謂對于全站儀偏心的測量，就是反射的棱鏡不是直接放置在全站儀待測點的鉛垂線上而是直接安置在與全站儀待測點位置相關的某處，它可以間接地測定推算出全站儀待測點的偏心位置。根據全站儀給定棱鏡放置條件的不同，目前對于全站儀偏心的測量主要有4種常用的方式，分別采用的是角度偏心測量、單距偏心測量、圓柱偏心測量、雙距偏心測量。

例如：如果棱鏡的位置無法直接到達圓柱形置鏡點中心，全站儀系統提供的偏心測量的功能，可以間接地推算出其中心點的位置和坐標。如果需要運用反射棱鏡距離偏心點較近的測量法，需將反射棱鏡立到輸入圓柱體的置鏡點邊緣處，對于置鏡點的邊緣處進行偏心測量后，全站儀系統會提示輸入的置鏡點與輸入圓柱體的中心點：左右的偏距，前后的偏距，上下的偏距，這些距離是可以用鋼尺來量取的，人工量取后輸入全站儀后，就可以推算并記錄下圓柱中心的坐標（示意圖如下）。

3）懸高測量實驗。懸高測量指用來測定空中某點距地面的目標點和高度的一種測量方法[2]。懸高測量全站儀是進行懸高棱鏡距離測量的第一步工作，首先把全站儀的反射棱鏡的目標點設立在欲進行距離測量的目標點a和b的天底b垂線'點（即全站儀通過目標點a和b的天底鉛垂線與該點至地面的鉛垂線相交點），輸入照準反射棱鏡高v;然后轉動照準反射棱鏡進行高度和距離的測量，再水平轉動全站儀望遠鏡的十字絲照準全站儀的目標點a和b，便使全站儀能實時地顯示和計算出全站儀的目標點a和b至地面的高度和目標點h（示意圖如下）。

4）對邊測量實驗。對邊測量也可以叫遙距的測量，全站儀內置主要的儀器有兩種測量功能，一種是連續式的，另一種功能是幅射式。這里主要簡單介紹一下在工程測量中較常用的兩種連續式的是對邊和遙距測量[3]。對邊的測量可以叫連續式的遙距測量第一種方式是當全站儀測完第一個點時，全站儀的屏幕上就會自動顯示一個反射出來從測站到被測點的斜距、高差、平距。當再按一次手機測距鍵測第二個被測點時，則手機屏幕上會顯示出第一個被測點至第二個被測點的斜距、高差、平距。以此類推，并由此類推來準確地測算其邊長。對邊測量的主要特點之一是由于不受地形的限制，待一個被測點間的斜距不需進行通視就可測出第二個待測點間的平均距離和高差。

3 開發實訓項目的成效

我校測繪工程實驗室通過拓展實訓空間，開發全站儀多樣化實現項目，建立全面開放的綜合實訓平臺，對學生進行專業技能的綜合訓練，鍛煉了學生實際動手能力，培養了學生的創新實踐能力。測繪工程學生在各級各類的專業技能競賽活動中大顯身手，近3年來在國家級、省級測繪技能大賽成績優異，有120人次獲得國家級和省級榮譽;學生通過實訓項目的練習，促進了專業課的學習，考研率逐年提升;畢業學生因實踐能力強的特點受到用人單位好評，近年來就業率達到97%。

開發測繪工程實訓項目，需要密切結合生產實際，與時俱進，不斷進行創新探索，通過改革實踐教學內容，創新實踐教學手段，才能培養出適應國家和社會經濟發展需要的創新實踐型人才。

參考文獻

[1]李鋒.全站儀自由設站法的精度分析[J].現代測繪，2006，29（005）：3-4.

[2]張濤.全站儀懸高測量在實際工作中的應用[J].山東工業技術，2020，1.

[3]丁鵬文，徐泮林，高開強.全站儀對邊測量原理及精度分析實例探究[J].北京測繪，2018，1.