全站儀在水利工程測(cè)量中的應(yīng)用

徐曉波，都永海，喬 穎

(1.延壽縣水務(wù)局勘測(cè)設(shè)計(jì)隊(duì)，黑龍江延壽150700;2.延壽縣玉河鄉(xiāng)水利站，黑龍江延壽150700;3.延壽縣山河灌區(qū)，黑龍江延壽150700)

全站儀，即全站型電子速測(cè)儀(Electronic Total Station)，全站型電子速測(cè)儀則是由電子測(cè)角、電子測(cè)距、電子計(jì)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元等組成的三維坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)，測(cè)量結(jié)果能自動(dòng)顯示，并能與外圍設(shè)備交換信息的多功能測(cè)量?jī)x器。

全站儀越來(lái)越普及，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，全站儀的功能不僅是早期只能測(cè)原始數(shù)據(jù)(水平角、豎直角、斜距)，計(jì)算坐標(biāo)、平距、高差、方位、坡度等;而是有了長(zhǎng)足進(jìn)步，計(jì)算能力越來(lái)越強(qiáng)，程序功越來(lái)越豐富適用，操作越來(lái)越圖文并茂?，F(xiàn)結(jié)合我們單位使用的尼康DTM－500系列全站儀介紹，其在水利工程測(cè)量中的應(yīng)用。

1 數(shù)據(jù)采集操作說(shuō)明

1)對(duì)于功能好的全站儀內(nèi)部有文件管理一項(xiàng)功能的先建立一個(gè)文件。具體方法:按“菜單”鍵，選擇“項(xiàng)目”即按“1”鍵，再按提示輸入“文件名”即可，輸完后按“回車(chē)”鍵。面版再次提示是否確認(rèn)文件名，即再按“回車(chē)”鍵。文件建立完成。若文件已存在則只需打開(kāi)文件即可。具體方法:按菜單—＞項(xiàng)目1—＞利用指示鍵選擇所要打開(kāi)的文件—＞回車(chē)。

2)文件建立或打開(kāi)之后就需要建站。(多為已知點(diǎn)建站)具體方法:按“建站”—＞1—＞面版提示輸入信息輸入ST站點(diǎn)名(如1號(hào)點(diǎn))—＞回車(chē)—＞輸入站點(diǎn)坐標(biāo)—＞回車(chē)—＞輸入儀器高HI(如1.5)—＞回車(chē)—＞輸CD代碼(可不輸)—＞回車(chē)—＞面版提示輸入后視資料:1.coord坐標(biāo)，2.angle角度，多數(shù)情況下為坐標(biāo)，選擇1—＞輸入后視點(diǎn)點(diǎn)號(hào)(BS)—＞回車(chē)—＞輸入后視點(diǎn)坐標(biāo)—＞回車(chē)—＞輸入代碼CD—＞回車(chē)。輸入目標(biāo)高HT“1.5”—＞回車(chē)。面版提示瞄準(zhǔn)后視按MSR或ENT鍵。此時(shí)則需精確瞄準(zhǔn)后視點(diǎn)，然后按回車(chē)鍵，建站完成。

3)放樣操作:建站之后，開(kāi)始放樣。具體方法:按“放樣8“鍵—＞選擇2(此為坐標(biāo)放樣)—＞輸入放樣點(diǎn)點(diǎn)號(hào)PT—＞回車(chē)—＞輸入放樣點(diǎn)坐標(biāo)—＞回車(chē)—＞顯示出放樣點(diǎn)方向誤差，及距離，調(diào)節(jié)水平制微動(dòng)，使dHA為0。指揮持鏡人至全站儀方向上，立好棱鏡，瞄準(zhǔn)目標(biāo)按“測(cè)量“—＞則顯示出當(dāng)前立鏡點(diǎn)與所要放樣點(diǎn)之距離關(guān)系指揮立鏡人前后左右移動(dòng)，重復(fù)以上操作，直至放樣誤差在允許范圍之內(nèi)。

4)測(cè)量:數(shù)據(jù)采集之前要先行建站同“2”，建站完成后即可測(cè)量，只要瞄準(zhǔn)目標(biāo)，按測(cè)量1鍵，即可完成角度，距離，坐標(biāo)的測(cè)量，測(cè)完后按回車(chē)鍵進(jìn)行存儲(chǔ)。

2 數(shù)據(jù)管理

全站儀中可以建立多個(gè)文件，用于存放不同地塊的數(shù)據(jù)。我們?cè)O(shè)置了一個(gè)文件作為控制文件，在計(jì)算機(jī)中調(diào)出我們常用的控制點(diǎn)數(shù)據(jù)，用EXcel編輯成儀器能接收的格式，傳送到儀器中，長(zhǎng)期保存。后續(xù)在外業(yè)中，一般我們都不用再帶已知點(diǎn)成果表，到現(xiàn)場(chǎng)架設(shè)儀器，對(duì)中整平后，建站時(shí)直接輸控制點(diǎn)名號(hào)，如果當(dāng)前文件中沒(méi)有此點(diǎn)數(shù)據(jù)，儀器會(huì)自動(dòng)到控制文件中檢索查取調(diào)用到當(dāng)前文件。帶*表示當(dāng)前打開(kāi)的文件，帶@表示控制文件，只能設(shè)置一個(gè)。這種做法的優(yōu)點(diǎn)是:①外業(yè)不必帶紙質(zhì)成果資料，避免有時(shí)現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)大或有小雨，資料不便查閱;②減少外業(yè)向全站儀中輸數(shù)據(jù)煩瑣環(huán)節(jié)，避免念錯(cuò)或輸錯(cuò)數(shù)據(jù)，造成問(wèn)題成果。

在外業(yè)測(cè)量時(shí)，可以有選擇性地存貯原始數(shù)據(jù)或坐標(biāo)數(shù)據(jù)，也可以?xún)煞N數(shù)據(jù)同時(shí)存貯，這樣如果測(cè)站點(diǎn)搞錯(cuò)了，回來(lái)后可用原始數(shù)據(jù)來(lái)校正，得到正確的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。

3 利用全站儀進(jìn)行中線測(cè)量

中線測(cè)量就是根據(jù)中線控制樁和導(dǎo)線控制點(diǎn)將設(shè)計(jì)圖紙上的水工建筑物中線反映到實(shí)地，故又稱(chēng)恢復(fù)中線和中樁放樣?；謴?fù)中線的方法和手段很多，利用全站儀進(jìn)行極坐標(biāo)放樣成為中線測(cè)量的主要手段。極坐標(biāo)法就是利用中線點(diǎn)與導(dǎo)線點(diǎn)之間的坐標(biāo)關(guān)系放樣中線點(diǎn)。

全站儀就是根據(jù)極坐標(biāo)法原理設(shè)制了一套放樣模式。只要輸入后視點(diǎn)測(cè)站點(diǎn)及待定中線點(diǎn)坐標(biāo)，儀器就自動(dòng)給出到該待定中線點(diǎn)的角度偏差值和距離偏差值，迅速定出中線點(diǎn)。因此利用全站儀放樣中樁操作簡(jiǎn)單，需要設(shè)備人員少、效率高、精度高。

4 利用全站儀進(jìn)行高程測(cè)量

水準(zhǔn)測(cè)量受地形條件影響很大，而利用全站儀進(jìn)行高程測(cè)量無(wú)須受限制。只要兩點(diǎn)間通視，就可以進(jìn)行測(cè)量。全站儀利用三角高程的原理設(shè)制了一套直接測(cè)定兩點(diǎn)間高差的模式，也就是說(shuō)，將棱鏡安在帶有刻度的對(duì)中桿上架在測(cè)點(diǎn)，將儀器照準(zhǔn)棱鏡，只需按下測(cè)距鍵，即可測(cè)出棱鏡和儀器的高差△h，利用這種方法，可以測(cè)出任意點(diǎn)的高程。在施測(cè)中，為了減少計(jì)算快速測(cè)量設(shè)置高程，將對(duì)中桿的高度保持不變，因此利用全站儀測(cè)高程既方便、簡(jiǎn)捷、又快速。

5 在測(cè)量操作過(guò)程中要注意的關(guān)鍵點(diǎn)

1)設(shè)站時(shí)盡量選擇穩(wěn)固地面，要使儀器始終處于精平狀態(tài)，有陽(yáng)光照射時(shí)要打傘，觀測(cè)后也要檢查儀器水泡狀態(tài)。因?yàn)橛^測(cè)時(shí)不直接觀測(cè)豎直角，而是觀測(cè)通過(guò)由斜距與豎直角計(jì)算出的平距和高差，沒(méi)有檢核豎直角的過(guò)程，所以要盡量使儀器處于測(cè)量的最佳狀態(tài)，盡量避免對(duì)儀器的不利因素。

2)每次照準(zhǔn)棱鏡時(shí)應(yīng)以橫絲切準(zhǔn)同一參照點(diǎn)，一般以橫絲切準(zhǔn)覘標(biāo)兩側(cè)三角形尖部，不能以棱鏡中絲點(diǎn)，因?yàn)樵趲装倜淄庖话銉x器看不清棱鏡中絲點(diǎn)。

6 結(jié)語(yǔ)

總之，利用全站儀進(jìn)行水利工程施工測(cè)量，操作簡(jiǎn)捷、方便、靈活、精度高。同時(shí)減輕內(nèi)業(yè)計(jì)算工作量。