簡(jiǎn)析全站儀在道路工程測(cè)量中的應(yīng)用

■周 剛 ■中國(guó)有色金屬工業(yè)昆明勘察設(shè)計(jì)研究院，云南 昆明 650051

近些年來(lái)，我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)正在迅速發(fā)展中，交通領(lǐng)域也得到了較為良好的發(fā)展。在各類道路工程施工中，全站儀設(shè)備的應(yīng)用越發(fā)廣泛，并充分發(fā)揮發(fā)揮出了其自身的作用價(jià)值。

1 全站儀基本應(yīng)用原理

全站儀也就是指全站型的電子速測(cè)儀。此種設(shè)備是一種能夠?qū)崿F(xiàn)多種角度及距離測(cè)量及相關(guān)數(shù)據(jù)信息處理的設(shè)備。此設(shè)備的主要組成為:機(jī)械、光學(xué)、電子元件。在設(shè)備的應(yīng)用中，通常只需進(jìn)行一次安置即可完成全部的測(cè)量任務(wù)，因此也被稱為全站儀。

在全站儀設(shè)備的上半部分，其主要包括的系統(tǒng)為:四大光電，也就是指水平角、豎直角、測(cè)量系統(tǒng);水平補(bǔ)償及測(cè)距系統(tǒng)。可以運(yùn)用鍵盤(pán)完成具體操作指令、數(shù)據(jù)及相關(guān)參數(shù)值的輸入、設(shè)置。這些系統(tǒng)均可利用I/O接口總線、微處理機(jī)完成連接［1］。

在全站儀設(shè)備中，其核心基礎(chǔ)組成部分便是微處理機(jī)，簡(jiǎn)稱CPU，CPU中主要包括各類寄存器及運(yùn)算控制器。CPU的主要應(yīng)用功能為依照鍵盤(pán)所發(fā)出的操作指令，指導(dǎo)開(kāi)啟儀器，以此完成整個(gè)測(cè)量工作。在測(cè)量工作進(jìn)行中，執(zhí)行所有的數(shù)據(jù)檢核、傳輸、處理、存儲(chǔ)工作，全面確保整個(gè)測(cè)量工作的順利進(jìn)行。輸入及輸出設(shè)備是能夠與外部一些設(shè)備實(shí)現(xiàn)相互連接的接口，從而幫助實(shí)現(xiàn)全站儀與磁卡等設(shè)備的信息交互、數(shù)據(jù)傳輸存儲(chǔ)。

2 全站儀在道路測(cè)量中的應(yīng)用

2．1 施工放樣

全站儀設(shè)備可以在施工中實(shí)現(xiàn)x、y、z的放樣，運(yùn)用已知點(diǎn)建站、后視點(diǎn)完成坐標(biāo)放樣工作。主要的放樣測(cè)量操作為:放置好施工放樣模式——輸入站點(diǎn)及后視點(diǎn)坐標(biāo)——輸入相關(guān)的放樣點(diǎn)坐標(biāo)——完成放樣。在放樣操作中應(yīng)注意的是:在完成一點(diǎn)放樣工作后，應(yīng)對(duì)相關(guān)坐標(biāo)進(jìn)行測(cè)量，進(jìn)一步明確x、y、z數(shù)據(jù)，將其與原始數(shù)據(jù)相對(duì)比，做好核對(duì)工作。另外，在放樣結(jié)束后，還需對(duì)其它導(dǎo)線點(diǎn)的x、y、z坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，完成數(shù)據(jù)對(duì)比工作，以此確保全站儀應(yīng)用中不存在什么失誤問(wèn)題。

2．2 距離測(cè)量

距離測(cè)量工作的具體操作為:(1)對(duì)棱鏡常數(shù)進(jìn)行測(cè)量，在正式開(kāi)展測(cè)量工作前，將相關(guān)的棱鏡常數(shù)在儀器中設(shè)置好，儀器會(huì)自動(dòng)進(jìn)行距離測(cè)量數(shù)據(jù)的更改調(diào)整，(2)對(duì)大氣改正值、氣溫、氣壓值進(jìn)行設(shè)置，儀器設(shè)置中的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值主要是15℃、760mmHg，此時(shí)的大氣改正應(yīng)為0ppm。在實(shí)際測(cè)量中，可以完成氣壓及溫度值的輸入，之后全站儀設(shè)備便會(huì)進(jìn)行大氣改正值的計(jì)算，對(duì)相關(guān)的測(cè)距結(jié)果也會(huì)進(jìn)行科學(xué)調(diào)整。(3)測(cè)量?jī)x器、棱鏡的高度，在全站儀中輸入相關(guān)的數(shù)據(jù)信息。(4)進(jìn)行距離測(cè)量。明確調(diào)整好目標(biāo)棱鏡中心，按下測(cè)距鍵，開(kāi)始進(jìn)行距離測(cè)量工作。在完成測(cè)量后，相關(guān)的斜距、平距、高差數(shù)據(jù)均完全顯示出來(lái)。

在全站儀應(yīng)用中，主要采用的模式為:精測(cè)、跟蹤、粗側(cè)三大類。其中較為常用的一種是精測(cè)模式，其整個(gè)測(cè)量工作所需時(shí)間為2．5s，測(cè)量值精準(zhǔn)到1mm。跟蹤模式主要是應(yīng)用于移動(dòng)目標(biāo)及施工放樣中的持續(xù)性測(cè)量，測(cè)量值能夠精準(zhǔn)至1cm，測(cè)距所用時(shí)間為0．3s。粗側(cè)模式，測(cè)量時(shí)間為0．7s，其精準(zhǔn)值為1cm，1mm。在距離測(cè)量中應(yīng)注意的是，有些全站儀設(shè)備無(wú)法進(jìn)行儀器及棱鏡高的設(shè)置，其所顯示出的高差值即為橫軸及棱鏡中心的之間的高差值。

2．3 懸高測(cè)量

在道路工程選線測(cè)量中，懸高測(cè)量是其中的一個(gè)重點(diǎn)。所謂懸高測(cè)量即指:對(duì)空中某一個(gè)點(diǎn)與地面之間的距離進(jìn)行測(cè)量。通常狀況下，建筑物懸高可直接應(yīng)用量取測(cè)量的方式。而對(duì)于一些通訊線、電線的測(cè)量，則無(wú)法應(yīng)用丈量的方式。應(yīng)用全站儀進(jìn)行測(cè)量，首先需依照所處地域?qū)嶋H狀況將其放置于合理位置之上。通常狀況之下，全站儀與電線垂直線所指方向之間的距離不應(yīng)太過(guò)遙遠(yuǎn)，最佳的設(shè)置地段應(yīng)為電線垂直方向之上，以此幫助有效控制減小垂直角的測(cè)量誤差。

2．4 斷面測(cè)量

在公路、河堤等工程的施工建設(shè)中，土方量計(jì)算是較為重要的一項(xiàng)工作［2］。為了更為精準(zhǔn)的進(jìn)行土方量的計(jì)算，需進(jìn)行斷面測(cè)量工作。在應(yīng)用全站儀測(cè)量時(shí)，相關(guān)操作人員應(yīng)對(duì)所輸入的數(shù)據(jù)信息精準(zhǔn)正確性進(jìn)行全面核查。如果在未全面檢查的狀況下，便直接進(jìn)行測(cè)量，一旦出現(xiàn)錯(cuò)誤，在記錄格式中則較難被發(fā)現(xiàn)除了。在應(yīng)用全站儀進(jìn)行斷面測(cè)量工作時(shí)，首先需將其放置于一個(gè)斷面基點(diǎn)A上，將其照準(zhǔn)另一個(gè)點(diǎn)B。之后再將A基點(diǎn)的具體坐標(biāo)數(shù)值輸入值儀器中。在斷面測(cè)量工作中，所需測(cè)量的數(shù)據(jù)主要是測(cè)量點(diǎn)與基點(diǎn)之間的高程及水平距離。所以，在將A基點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)信息輸入后，便可使x、y為零，z則可直接設(shè)置為高程。在將A的數(shù)據(jù)全部輸入系統(tǒng)后，棱鏡及儀器高均也輸入系統(tǒng)之中，完成照準(zhǔn)B點(diǎn)，將全站儀旋轉(zhuǎn)至斷面方向線之上，將度盤(pán)設(shè)置為零后便可完成斷面測(cè)量工作。

3 全站儀在道路測(cè)量中的應(yīng)用注意事項(xiàng)

(1)在正式開(kāi)工測(cè)量前，需對(duì)相關(guān)設(shè)備的放置牢固性進(jìn)行檢查。

(2)在開(kāi)箱拿取測(cè)量?jī)x器后，需先確定其放置方式及位置。在對(duì)儀器進(jìn)行裝卸處理時(shí)，需緊握其提手。將檢查儀器從保存箱中取出或是放入時(shí)，應(yīng)注意將儀器的提手、底座緊握，切記不可將其顯示單元的下部握住。另外，應(yīng)注意不可直接握拿檢測(cè)儀器的鏡筒部分，不然可能會(huì)對(duì)其內(nèi)部零件造成不利影響，從而使得檢測(cè)精度受到影響。正確的做法應(yīng)是:握好儀器的基座或是望遠(yuǎn)鏡的支架下方。在用完儀器后，應(yīng)先將其物鏡罩蓋好，將其附著于表面的灰塵清除掉。將儀器裝入箱中時(shí)應(yīng)注意放置妥帖，確保合蓋時(shí)不會(huì)受到什么阻力。

(3)在太陽(yáng)光的照射之下對(duì)儀器進(jìn)行使用時(shí)，應(yīng)注意給儀器遮蓋陽(yáng)光，以此幫助確保其檢測(cè)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。如果是在一個(gè)較為雜亂無(wú)序的環(huán)境下進(jìn)行測(cè)量工作，那么相關(guān)儀器應(yīng)由專人看護(hù)好。

(4)在應(yīng)用全站儀進(jìn)行斜距測(cè)量時(shí)，其精度通常會(huì)較高，平距與高差之間所存在著的化算精度與垂直角的觀測(cè)度之間有著較大的關(guān)聯(lián)，同時(shí)也與大氣折光確定精度有所關(guān)聯(lián)。所以，如果是在運(yùn)用垂直角完成測(cè)距工作時(shí)，則應(yīng)采用盤(pán)左、右的方式，選取其平均數(shù)值，以此避免出現(xiàn)更大的測(cè)量誤差，進(jìn)一步增強(qiáng)垂直角的觀測(cè)精度。另外，對(duì)于各邊距離的測(cè)定也應(yīng)積極選用平均測(cè)量值，以此避免因大氣折光影響而造成較大的測(cè)量誤差。

(5)如果在儀器運(yùn)用中出現(xiàn)任何故障問(wèn)題，不可勉強(qiáng)繼續(xù)使用，而是應(yīng)對(duì)儀器做檢修處理，以此幫助有效控制全站儀的損傷度。

(6)全站儀中的光學(xué)元件應(yīng)始終注意保持其清潔干凈度，如果出現(xiàn)灰塵附著的狀況，則可應(yīng)用毛刷或是質(zhì)地柔軟的擦鏡紙將灰塵清除。切記不可直接用手指去觸碰光學(xué)元件的表面［3］。在對(duì)透鏡表面進(jìn)行清潔時(shí)，正確的做法應(yīng)是，運(yùn)用干凈的毛刷現(xiàn)將表面灰塵、雜質(zhì)清除，之后再運(yùn)用無(wú)線棉布與酒精從透鏡的中心點(diǎn)開(kāi)始，采用向外逐漸畫(huà)圈的方式將污物清除掉。

(7)如果是在一個(gè)較為潮濕的環(huán)境中進(jìn)行測(cè)量工作，那么在完成工作后，需運(yùn)用軟布將儀器表面所附有的水分、雜質(zhì)清除，之后再將其裝箱保存。在回到辦公室后，測(cè)量人員需立即開(kāi)箱將儀器拿出，將其放置于干燥環(huán)境中，待水分晾干后再次裝入箱中。

4 結(jié)語(yǔ)

全站儀在其應(yīng)用中具有數(shù)據(jù)處理迅速、失誤較小、定位準(zhǔn)確且便捷、測(cè)距自動(dòng)快速的特點(diǎn)。在將此設(shè)備應(yīng)用于道路工程測(cè)量中，能夠幫助全面增強(qiáng)整個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度，盡可能合理化的縮減測(cè)量所需時(shí)間，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量成本的節(jié)約。在道路工程測(cè)量工作中，應(yīng)依照實(shí)際狀況，對(duì)全站儀設(shè)備進(jìn)行合理化的應(yīng)用，以此幫助實(shí)現(xiàn)其應(yīng)用價(jià)值及作用的最大化發(fā)揮，為工程測(cè)量的科學(xué)性及質(zhì)量提供全面保障，進(jìn)一步促進(jìn)道路工程的建設(shè)發(fā)展，推動(dòng)我國(guó)交通事業(yè)的良好發(fā)展，全面促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展。

［1］張軍．全站儀在工程測(cè)量中的優(yōu)化與應(yīng)用探討［J］．中國(guó)水運(yùn)(下半月)，2012，12(9):57-58．

［2］朱萬(wàn)里．全站儀在工程測(cè)量中的精度與誤差分析［J］．價(jià)值工程，2011，30(6):52-52．

［3］王照雯，張福燕．全站儀在工程測(cè)量中的應(yīng)用研究［J］．城市建筑，2014(30):133．