全站儀專項功能應用小技巧

武攀 劉清

全站儀是集測距、測角及微處理于一體的電子測繪儀器，可直接測得測點的三維坐標，具有外業觀測速度快、內業計算簡便等優點。隨著科學技術的發展，全站儀已相當普及而且不斷向智能化方向發展。為了使全站儀在實際生產中發揮更大的效益，就要充分利用其提供的一些特殊功能，本文主要介紹全站儀自由設站功能在農村房地一體測量中的應用。

一、全站儀自由設站專項功能測量原理

目前房地一體測量普遍使用CORS站技術的網絡RTK布設圖根控制點，在圖根控制點上架設全站儀。對中整平后選擇另一個控制點進行定向，然后開始界址點測量。但在農村房屋分布雜亂無章，大樹密集的情形下，部分點位無法直接測量，架設一次儀器只能測量幾個界址點，網絡RTK信號較差重新布設控制點又比較困難，這時再用傳統的全站儀測量方法就有些困難了。此時，我們利用全站儀自由設站測量，無需將全站儀架設在已知點上，設站過程中選擇能夠與任意兩控制點通視的位置架設儀器，不需要對中，只需整平全站儀，并且觀測兩個以上已知控制點，通過測站改正完成坐標轉換，從而達到測量目的。

全站儀自由設站法又稱為全站儀邊角后方交會。它的原理是在待定點安置全站儀，測出待定點到已知控制點之間的距離和角度，根據方向觀測值和邊長觀測值建立方向誤差方程式與邊長誤差方程式，然后按最小二乘原理計算待定點的坐標。自由設站的點位精度有兩個方面的影響因素：一是交會角度的變化對設站點精度的影響，交會角在60～120°之間時精度較好;二是控制點數目對設站點精度的影響。增加已知控制點數目，設站點的點位精度會相應提高。且已知控制點分布在待定點異側時比在同側的精度要高。但在控制點數量增加到5個以上時精度提高的幅度就會減小。在實際的工作中，不但要考慮精度是否達標，還要顧及時間和成本，因此在實際測量中一般選擇3-5個控制點是比較合適的。

綜上所述，利用全站儀自由設站方法測量宗地界址點是行之有效的方法，可以減少不必要的控制網加密工作并使測站點選擇更加方便靈活。

二、全站儀自由設站專項功能測量方法

如圖2所示，Y1、Y3為兩個互不通視的已知控制點，P點為設站點，1、2為待測點。首先在能同時與Y1、Y3兩個控制點通視的任意位置選擇測站點P，將全站儀整平，輸入任意測站點坐標，進入碎步測量，觀測Y1、Y3點，如果有更多可通視的控制點，可增加觀測數量，如圖Y2點，也可觀測原圖上已有的明顯地物點作為檢核。觀測的已知明顯地物點要比待測點稍遠，且宜選擇不同方向的幾個明顯地物點，如圖中3、4。觀測完Y1、Y3已知控制點及已知明顯地物點后，直接觀測需要測量的待測點。測量完畢后，將數據導出，并將測量數據和控制點Y1、Y3和已知坐標同時展繪到CASS中，用測量數據中假定坐標Y1、Y3與已知控制點坐標Y1、Y3進行測站改正。測站改正后檢查多余觀測的控制點及地物點是否在允許誤差范圍內，即圖中Y2、3、4。如果所觀測的多余控制點及已知明顯地物點滿足精度要求，則可以成圖。

三、全站儀自由設站專項功能測量精度分析

為驗證全站儀自由設站測量的精度我們在實際界址點測量中進行了具體驗證。首先選取已知控制點5個，測站點分別與這5個控制點通視，選擇不同方向、不同距離的明顯地物點若干，然后按上述觀測方法進行觀測，經測站改正后，將自由設站測量坐標與原有控制點及地物點進行對比分析如表1所示。

由表1可以看出，檢測三個已知控制點中，最大誤差為1.8cm，最小誤差為1.1cm。檢測4個明顯地物點中，最大誤差為3.0cm，最小誤差為0.6cm，中誤差為1.9cm。其誤差均滿足《地籍調查規程》中界址點限差10厘米，中誤差5厘米的精度要求。另外，使用全站儀自由設站測量時也要注意一些問題，通過檢測發現越是遠離基準控制點和測站點的待測點精度越差，在兩控制點及測站點周圍的待測點精度相對較高，因此在選擇控制點時盡量選取高等級的控制點，兩控制點間、控制點與測站點間要有足夠的距離，至少遠于待測點。為提高測量精度，在觀測控制點時可采用強制對中棱鏡并增加測回進行觀測。待測點最好位于兩控制點或控制點至待測點之間的基線附近，不宜過遠。在測量過程中，一定要施測足夠的已知點，以便檢核。

四、結語

綜上所述，通過全站儀自由設站專項測量功能在農村房地一體測量的應用中可以看出，隨著測繪科學技術的不斷發展，只有掌握了全站儀的各種先進的專項測量功能知識，才能在實際運用中發揮其作用與優勢，提高測量工作效率與成果精度。

參考文獻：

[1] 李淮海、郭秋云.全站儀自由設站法在地籍測量中的應用[J].山東煤炭科技，2018年第3期;

[2]《地籍調查規程》（TD/T 1001-2012）。