全站儀對中整平實(shí)踐技巧探討

藺中運(yùn)，馬世斌，周潔

（1.沂河沭河上游堤防加固工程建設(shè)管理局，山東 臨沂 276000；2 沂沭河水利管理局郯城河道管理局，山東 臨沂 276000）

全站型電子速測儀簡稱全站儀，它是一種集自動(dòng)測距、測角、計(jì)算和數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄及傳輸功能于一體的自動(dòng)化、數(shù)字化及智能化的三維坐標(biāo)測量與定位系統(tǒng)，是目前進(jìn)行測量和放樣的主要儀器。水利工程建設(shè)、勘察設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行管理中常應(yīng)用全站儀測量水平角、豎直角、斜距，借助機(jī)內(nèi)固化的軟件，組成多種測量功能，計(jì)算并顯示水平距、高差以及鏡站點(diǎn)的三維坐標(biāo)，進(jìn)行偏心測量、懸高測量、對邊測量、面積計(jì)算等。

全站儀同經(jīng)緯儀一樣，需要對中整平在某一測站點(diǎn)上，使儀器的水平度盤中心和地面的測站點(diǎn)標(biāo)記位于鉛垂的豎軸上，確保水平度盤水平。是否做到對中整平會(huì)影響測量的精度，如果未對中，望遠(yuǎn)鏡的中心就會(huì)偏離目標(biāo)點(diǎn)，產(chǎn)生測量誤差；如果未整平，望遠(yuǎn)鏡的水平視線傾斜也會(huì)導(dǎo)致測量結(jié)果出現(xiàn)誤差。

全站儀對中可分為：垂球?qū)χ小⒐鈱W(xué)對中器、激光對中器、強(qiáng)制對中等。教材教程中全站儀的對中整平方法多為以下流程：架設(shè)腳架時(shí)粗平架頭且大致對中，再安裝儀器、腳螺旋整平、滑移儀器對中。這種方法會(huì)受視角影響，導(dǎo)致三腳架粗平對中偏差大，腳螺旋整平時(shí)對中影響大，而儀器滑移限量不足以彌補(bǔ)以上累積偏差。尤其是對于初學(xué)者來說，對中和整平往往會(huì)相互干擾。對中好以后，整平會(huì)破壞對中，再次對中又會(huì)破壞整平。加之，水利工程測量多在野外，在松軟土地或坡地上，對中整平操作起來會(huì)更加困難。

實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，伸縮三腳架架腿整平，產(chǎn)生的對中偏移量很小，而調(diào)整腳螺旋整平，對中偏移量大。經(jīng)探究，此為三腳架的指心現(xiàn)象。三腳架的指心現(xiàn)象是指在三腳架架腿伸縮時(shí)儀器的豎軸始終是在對中目標(biāo)較小范圍內(nèi)偏移。

為破解對中整平操作難題，借助于三腳架的指心現(xiàn)象，在實(shí)踐中以腳螺旋對中、以伸縮架腿整平，總結(jié)提煉對中整平操作方法，以提高對中整平速度和精度。

1 準(zhǔn)備工作

1）掌握測站施測范圍，相對測站視角（俯視/仰視）。

2）架腿長度一致，預(yù)留約20cm 伸展余量。

3）調(diào)整儀器腳螺旋，使其居中，上下調(diào)整幅度最大化。

4）檢查儀器和三腳架，確保三腳架架腿蝶形緊固螺旋旋轉(zhuǎn)靈活、緊固有力，三腳架連接座和儀器底座摩擦面順滑。

5）調(diào)整光學(xué)對中器，使十字絲清晰無虛影，激光對中器激光點(diǎn)清晰聚光。

2 儀器架設(shè)

1）架設(shè)高度，司儀正常站立時(shí)視線高于水平視準(zhǔn)軸，以可正常觀測最低俯角目標(biāo)為原則。

2）架腿豎直開角應(yīng)確保儀器穩(wěn)定，相鄰架腿水平夾角大致相等。

3）司儀面向施測目標(biāo)密集區(qū)中線，減少施測時(shí)司儀須頻繁跨越架腿大幅度移動(dòng)。

4）將三腳架帶有背帶捆綁帶的架腿置于司儀對面，調(diào)整儀器時(shí)使用另兩條架腿，避免背帶干擾操作架腿伸縮。

5）踩實(shí)司儀對面架腿，通過入土錐踩入深度，判斷地層松軟程度，為另兩條架腿踩實(shí)固定時(shí)提供參考。

6）將三腳架置于測站。從縱橫90 度兩個(gè)方向調(diào)整腳架，使角架架頭連接座粗平且大致對中。

7）將儀器居中置于三腳架頂連接緊固，圓水準(zhǔn)器應(yīng)與司儀在同一側(cè)，正對其中一條架腿。

3 對中整平

1）對中為主，整平為輔。觀察對中器及圓水準(zhǔn)器，司儀執(zhí)左右兩條架腿，前后推拉、左右平移，使入土錐拖地移動(dòng)。可先左右平移，使對中器處于司儀與地面測站標(biāo)志的縱軸線。再前后推拉，推拉時(shí)須同步調(diào)整司儀左右架腿水平夾角，以達(dá)到對中不跑且基本整平。按照前推束窄夾角、后拉擴(kuò)展夾角的原則，保持儀器水平。勤加練習(xí)可大大減輕后續(xù)步驟工作量，對提高速度至關(guān)重要。

2）根據(jù)地層松軟程度，順架腿方向適當(dāng)前推、踩實(shí)，硬地面以達(dá)到水泡離開圓水準(zhǔn)器邊緣為佳。

3）調(diào)整腳螺旋，達(dá)到完全對中。左手中指、拇指控制兩個(gè)腳螺旋，右手控制另一腳螺旋。

4）交替伸縮左右兩條架腿（不觸動(dòng)對面架腿），使圓水泡進(jìn)入圓水準(zhǔn)器中的圓環(huán)刻畫線內(nèi)，第二次交替伸縮架腿時(shí)，可觀察管水準(zhǔn)器的長水泡狀態(tài)。

5）檢查對中偏離情況，若偏離過大，重復(fù)步驟3、4。

6）調(diào)整腳螺旋精平長水準(zhǔn)。轉(zhuǎn)動(dòng)儀器，使管水準(zhǔn)器平行于任一對腳螺旋連線，兩腳螺旋逆向旋轉(zhuǎn)，力求轉(zhuǎn)動(dòng)幅度一致。儀器轉(zhuǎn)動(dòng)90 度，調(diào)整第三個(gè)腳螺旋，反復(fù)交替。水泡與左手拇指滑動(dòng)方向同向，與右手拇指反向。

管水準(zhǔn)器調(diào)整中，會(huì)感覺到水泡啟動(dòng)慢、移動(dòng)慢、靜止慢，且有時(shí)會(huì)出現(xiàn)靜止后反向回縮的情況。初期調(diào)整時(shí)，可根據(jù)水泡移動(dòng)速度，采用適時(shí)交替正反向旋轉(zhuǎn)腳螺旋的方法，提高速度。

7）檢查對中偏離情況。實(shí)踐中，按照以上步驟遞進(jìn)操作，對中整平基本可達(dá)到要求。

8）滑移儀器對中。微松儀器緊固螺栓，雙手緊握儀器基座和三腳架連接座，使儀器前后、左右滑移，以完全對中，且整平不變。操作過程中切忌旋轉(zhuǎn)。儀器整平后，基座與三腳架連接座各方向高度平衡，一旦旋轉(zhuǎn)，將打破這一平衡，需要重新整平。因此，在滑移儀器時(shí)，司儀須正向三腳架站立。滑移到位，旋轉(zhuǎn)緊固連接螺栓時(shí)，務(wù)必緊握儀器基座和三腳架連接座，使其不發(fā)生相對旋轉(zhuǎn)。

實(shí)踐中滑移儀器時(shí)，很難確保不發(fā)生旋轉(zhuǎn)。因此需通過反復(fù)練習(xí)，在步驟7 完成對中整平操作為佳。

9）重復(fù)步驟6—8，完成對中整平。

10）因儀器在三腳架上滑移幅度有限，故以上涉及旋轉(zhuǎn)腳螺旋的步驟結(jié)束后，均應(yīng)檢查對中偏移情況。

4 注意事項(xiàng)

1）伸縮架腿時(shí)，宜騎跨架腿，單手緊握架腿上支撐腿，拇指貼壓下支撐腿，另一只手放松蝶形緊固螺旋。拇指下壓或放松，實(shí)現(xiàn)架腿伸縮，若遇卡阻，可四指微頂下支撐腿。

2）放松架腿蝶形緊固螺旋時(shí)，務(wù)必握緊架腿，且謹(jǐn)防夾手或三腳架傾倒。

3）踩實(shí)架腿入土錐時(shí)，應(yīng)腳踏順架腿方向踩板，勿反復(fù)沖擊。

4）在野外叢林施測時(shí)宜清理腐殖層，踩實(shí)入土錐前盡可能遠(yuǎn)離入土錐，以免影響施測精度。

5）單手調(diào)整相鄰腳螺旋時(shí)，均為逆向旋轉(zhuǎn)，力求幅度一致。

6）施測照準(zhǔn)中，水平度盤鎖止，微動(dòng)螺旋調(diào)整達(dá)到極限時(shí)，應(yīng)解除鎖止，向照準(zhǔn)目標(biāo)方向轉(zhuǎn)動(dòng)儀器，且超過照準(zhǔn)目標(biāo)，然后鎖止，再調(diào)整微動(dòng)螺旋，反向轉(zhuǎn)動(dòng)儀器照準(zhǔn)目標(biāo)。

7）坡面架設(shè)儀器時(shí)，司儀宜位于測站下坡位置，左右兩條架腿入土錐連線宜垂直于坡向、兩入土錐處于同一水平高度。逆坡前推架腿，可使入土錐拖地移動(dòng)順暢。

按照以上操作步驟，將大大提高對中整平速度。特別是步驟1 要勤加練習(xí)，熟練后可減省后續(xù)操作步驟。

5 結(jié)語

對中和整平是一項(xiàng)非常精細(xì)的工作，需要司儀人員具備嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作態(tài)度。對中整平每位測量者都有自己的習(xí)慣做法，如何更快捷、準(zhǔn)確，需要在實(shí)踐中不斷摸索，改進(jìn)操作方法，推動(dòng)儀器和三腳架迭代升級，破解對中和整平的相互干擾，為水利工程建設(shè)提供精確的勘測數(shù)據(jù)