探討全站儀在城市測(cè)量中的實(shí)際應(yīng)用

楊哲

（湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四〇二隊(duì) 湖南長沙 410000）

探討全站儀在城市測(cè)量中的實(shí)際應(yīng)用

楊哲

（湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四〇二隊(duì) 湖南長沙 410000）

隨著科技進(jìn)一步的發(fā)展，各種先進(jìn)的數(shù)字化測(cè)量設(shè)備也不斷的出現(xiàn)，數(shù)字化地形測(cè)繪是使用現(xiàn)代測(cè)量儀器進(jìn)行實(shí)地?cái)?shù)據(jù)全解析采集得出坐標(biāo)，它已代替了過去白紙成圖的作業(yè)模式，以精確、高效的特點(diǎn)適應(yīng)了數(shù)字時(shí)代的要求。全站儀作為一種高效準(zhǔn)確的測(cè)量設(shè)備，能夠較為快速準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)對(duì)于距離以及角度的測(cè)量，并且還能夠?qū)崿F(xiàn)相關(guān)的計(jì)算與儲(chǔ)存，因此在現(xiàn)代工程測(cè)量中得到了廣泛的應(yīng)用。本文首先介紹了全站儀及其相關(guān)的測(cè)量優(yōu)點(diǎn)，然后結(jié)合實(shí)例分析了其在城市測(cè)量中的實(shí)際應(yīng)用，以期促進(jìn)我國測(cè)量技術(shù)的發(fā)展。

全站儀；城市；測(cè)量；實(shí)際應(yīng)用

自21世紀(jì)70年代以來，隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、光機(jī)技術(shù)和通迅技術(shù)的發(fā)展，測(cè)繪儀器領(lǐng)域內(nèi)的科技獲得了長足的進(jìn)步，其中代表高科技的產(chǎn)品之一就是全站儀。全站儀集電子經(jīng)緯儀、光電測(cè)距儀于一體，不僅能迅速完成角度、距離的觀測(cè)，還能利用機(jī)內(nèi)通用測(cè)量程序自動(dòng)計(jì)算和顯示結(jié)果，如果儀器內(nèi)含有數(shù)據(jù)記錄卡或配置適宜的電子記錄手薄，還可自動(dòng)記錄、存貯和傳輸觀測(cè)數(shù)據(jù)，為運(yùn)用微機(jī)進(jìn)行成果處理和打印繪圖提供了必要的條件，使自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的建立成為可能，從而大大減輕了測(cè)量人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省了時(shí)間，提高了工作效率。

1 全站儀概念及特點(diǎn)

全站儀，全稱電子速測(cè)全站儀，它實(shí)際上是電子經(jīng)緯儀和紅外線測(cè)距儀的組合，用它可完成一個(gè)測(cè)站的全部工作（測(cè)角、測(cè)距）。它由電子測(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)，可實(shí)現(xiàn)測(cè)量結(jié)果自動(dòng)顯示、記錄和存儲(chǔ)，并能與計(jì)算機(jī)進(jìn)行測(cè)量信息互換，能快速完成一個(gè)測(cè)站所需的工作，包括平距、高差、高程、坐標(biāo)及放樣等方面數(shù)據(jù)的計(jì)算及成圖。

全站儀最大的優(yōu)點(diǎn)是能快速測(cè)量一個(gè)測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)（X，Y，Z），利用它和工程繪圖軟件AUTOCAD，在城市測(cè)量施工放樣中應(yīng)用廣泛。

如一個(gè)小區(qū)的施工測(cè)量放樣，可先在CAD中畫出該小區(qū)的規(guī)劃圖，坐標(biāo)要準(zhǔn)確，然后在實(shí)地中用全站儀放出每個(gè)測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)從CAD圖形中查詢可知。

2 全站儀的優(yōu)點(diǎn)

常規(guī)全站儀相對(duì)RTK而言在測(cè)量價(jià)格上要更加便宜，并且相對(duì)RTK而言其測(cè)量精度高并且在測(cè)量過程中不需要衛(wèi)星信號(hào)，因此不受室內(nèi)室外環(huán)境影響，無論是樹下，還是高樓旁還是地下等環(huán)境等均能夠進(jìn)行作業(yè)。

2.1 免棱鏡全站儀的應(yīng)用

全站儀的應(yīng)用比較普遍，盡管RTK、GPS、地面數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量、激光雷達(dá)等技術(shù)不斷發(fā)展，但受行業(yè)發(fā)展局限，全站儀的應(yīng)用比較突出，尤其是免棱鏡全站儀的具體應(yīng)用，能夠大大提升工程的測(cè)量效果。并且，因免棱鏡全站儀測(cè)量的速度較快且靈活性非常好，將其應(yīng)用到一些人們難以測(cè)量的懸崖陡壁、危險(xiǎn)滑坡、地下工程斷面、變形筑物等中的測(cè)量中，能節(jié)省很多時(shí)間，提升工作效率。免棱鏡全站儀的重大優(yōu)勢(shì)在于打開激光束，直接照準(zhǔn)，目標(biāo)直觀，清晰可見，相對(duì)于需要棱鏡才能觀測(cè)的全站儀，極大的提供了效率，減少了人員勞動(dòng)強(qiáng)度。

在工程測(cè)量中，應(yīng)用免棱鏡全站儀，需注意以下問題：①在架好儀器之后，測(cè)站和鏡站上面的測(cè)量人員不可遠(yuǎn)離測(cè)量儀器，避免儀器因人為碰倒而受到破話，保障儀器的安全；②全站儀不可以架設(shè)于電磁場(chǎng)影響較強(qiáng)的區(qū)域中，例如，高壓輸電線路、無線電塔周邊，避免測(cè)量精度受到影響；③在測(cè)距時(shí)，不可在儀器周邊電話，同時(shí)避免有另外反光體在測(cè)線或是延長線上面，避免測(cè)錯(cuò)標(biāo)準(zhǔn)物的距離及高差；④觀測(cè)時(shí)，測(cè)量人員應(yīng)將全站儀望遠(yuǎn)鏡的十字絲中絲和豎絲交點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)棱鏡的中心，避免測(cè)出距離、高程受到影響，如果測(cè)量的傾角大，需精確地對(duì)準(zhǔn)整個(gè)棱鏡的中心；⑤測(cè)量人員應(yīng)遵守精密儀器的應(yīng)用準(zhǔn)則，嚴(yán)格遵照儀器的使用說明書完成各項(xiàng)操作工作，若出現(xiàn)異常需立即停止測(cè)量，找出影響因素，以確保測(cè)量結(jié)果的精準(zhǔn)性及儀器應(yīng)用的安全性。

2.2 基坑監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確度

隨著建筑的高度不斷增加，對(duì)于建筑的基礎(chǔ)要求也就越來越高，為了確保建筑的穩(wěn)定，在進(jìn)行建筑的基坑施工時(shí)應(yīng)當(dāng)確保建筑基坑的穩(wěn)定，做好相關(guān)的直呼工作。在建筑工程基坑施工中對(duì)于基坑的變形監(jiān)測(cè)一直是確?；邮┕さ闹匾h(huán)節(jié)，尤其是對(duì)于基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移監(jiān)測(cè)，在監(jiān)測(cè)過程中應(yīng)當(dāng)重視監(jiān)測(cè)的技術(shù)，確?；颖O(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確度。在進(jìn)行基坑監(jiān)測(cè)的過程中一定要確保監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確、可靠，監(jiān)測(cè)的結(jié)果將會(huì)直接影響到工程的施工質(zhì)量，因此一定要采取合理的監(jiān)測(cè)方法。在進(jìn)行基坑監(jiān)測(cè)時(shí)因?yàn)楸O(jiān)測(cè)的環(huán)境場(chǎng)地比較狹隘，因此給監(jiān)測(cè)帶來了一定的困難，在施工現(xiàn)場(chǎng)因?yàn)榻ㄖ┕げ牧系亩逊e與施工設(shè)備器械的堆放，因此給施工帶來了一定的影響，導(dǎo)致在進(jìn)行基坑的水平位移測(cè)量時(shí)造成了一定的困難，而應(yīng)用全站儀則能夠較好的測(cè)量，解決這些不便。

目前全站儀在工程施工中應(yīng)用逐漸普及，全站儀可直接測(cè)定位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)，通過計(jì)算兩次坐標(biāo)的變化量就可確定位移量。用全站儀進(jìn)行基坑水平位移監(jiān)測(cè)通常不需要搬站，一次測(cè)完所有點(diǎn)，因此可節(jié)約大量觀測(cè)時(shí)間。

使用全站儀在進(jìn)行基坑側(cè)向位移（變形）監(jiān)測(cè)中，沿監(jiān)測(cè)的基坑邊緣線設(shè)置一條視準(zhǔn)線，在該線的兩端分別設(shè)置基準(zhǔn)點(diǎn)，并沿基坑邊緣線設(shè)置若干個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。測(cè)量時(shí)采用全站儀測(cè)出各監(jiān)測(cè)點(diǎn)對(duì)此條基線的偏離值，兩次偏離值之差，就是監(jiān)測(cè)點(diǎn)垂直于視準(zhǔn)線的水平位移值。

2.3 城市信號(hào)較差區(qū)域的測(cè)量

RTK主機(jī)在工作時(shí)需要接收衛(wèi)星的信號(hào)，收不到衛(wèi)星信號(hào)，那么RTK也無法工作。如果測(cè)量區(qū)域不在衛(wèi)星信號(hào)覆蓋范圍之內(nèi)那么就無法使用RTK技術(shù)進(jìn)行相關(guān)的測(cè)量。因此在進(jìn)行城市測(cè)量的過程中如果需要對(duì)于一些信號(hào)較差的區(qū)域進(jìn)行測(cè)量使用RTK就會(huì)對(duì)測(cè)量造成一定的影響，而使用全站儀則不會(huì)存在這樣的問題。全站儀在測(cè)量過程中不需要任何衛(wèi)星信號(hào)，因此在信號(hào)較差的區(qū)域也能給較好的進(jìn)行測(cè)量，確保了測(cè)量工作的順利展開。

3 全站儀在城市測(cè)量中的應(yīng)用案例

某城市位于海邊，在城市發(fā)展的過程中為了提高城市的環(huán)境質(zhì)量，提高綠化建筑面積因此引進(jìn)一批花草樹木來進(jìn)行相關(guān)的綠化工程建筑。但是在進(jìn)行施工之前施工區(qū)域的測(cè)量工作遇到了難題，由于種植區(qū)域是不規(guī)則形狀，其東西長約5000m，南北長在3000m左右，施工區(qū)域內(nèi)的最大高度差在50m。綠化工程的施工設(shè)計(jì)要求工程將全部的樹木也就是約兩萬棵樹木全部定點(diǎn)放樣。在實(shí)際的樹木種植中因?yàn)闃淠镜姆N類不同因此要想實(shí)現(xiàn)有效的種植需要進(jìn)行很復(fù)雜的計(jì)算，如果再進(jìn)行種植時(shí)以傳統(tǒng)的方法進(jìn)行人工拉線處理，或者以經(jīng)緯儀進(jìn)行施工會(huì)使工程的施工變得極其繁瑣，并且很有可能會(huì)導(dǎo)致施工的結(jié)果與原先的設(shè)計(jì)產(chǎn)生偏差，無法達(dá)到原有的工程設(shè)計(jì)目的。

在進(jìn)行施工前，利用全站儀進(jìn)行詳細(xì)的地形測(cè)量，結(jié)合Cass軟件繪制出數(shù)字化地圖，再利用AutoCAD軟件進(jìn)行景觀圖設(shè)計(jì)，而得到將進(jìn)行施工的景觀工程的布局圖。再采用全站儀進(jìn)行放樣，可以很快的完成，而且質(zhì)量又能得到保證。具體措施如下：

（1）對(duì)同種樹木進(jìn)行編號(hào)，可以減少重復(fù)出現(xiàn)的概率。例如多顆松樹，可以建立ss1、ss2、ss3等點(diǎn)名。

（2）對(duì)不同圖案進(jìn)行編號(hào)，作為全站儀放樣數(shù)據(jù)的不同工作文件名。將不同種植區(qū)域記為不同文件名，這樣進(jìn)行工作時(shí)，可以減少出現(xiàn)錯(cuò)誤。例如多個(gè)★形區(qū)域，可以建立wjx1、wjx2、wjx3等文件名。

（3）對(duì)編號(hào)輸入相應(yīng)坐標(biāo)。根據(jù)AutoCAD所設(shè)計(jì)圖案上的坐標(biāo)，與編號(hào)進(jìn)行對(duì)應(yīng)，輸入全站儀中。如果圖形提供的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，與實(shí)際情況不吻合，需要進(jìn)行坐標(biāo)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。例：拓普康GTS-700系列，可以直接在全站儀中進(jìn)行坐標(biāo)的輸入，也可以在計(jì)算機(jī)里利用Excel或者相關(guān)測(cè)量程序建立新的.txt文本輸入全站儀。

（4）根據(jù)測(cè)站點(diǎn)與后視點(diǎn)進(jìn)行放樣。在實(shí)際工作區(qū)域找到圖紙上標(biāo)明的地物點(diǎn)，需保證坐標(biāo)參數(shù)一致，這樣才能進(jìn)行放樣。選擇其中一個(gè)作為測(cè)站點(diǎn)，一個(gè)作為后視點(diǎn)（或者后視方向），安置好全站儀，調(diào)出相應(yīng)的放樣程序，進(jìn)行放樣。

4 結(jié)語

城市工程建設(shè)關(guān)系到整個(gè)城市的發(fā)展與居住，是確保整個(gè)城市居民生產(chǎn)生活的重要基礎(chǔ)。在進(jìn)行城市的規(guī)劃設(shè)計(jì)中城市的測(cè)量起著極其重要的作用，只有確保城市測(cè)量的準(zhǔn)確才能夠在這樣的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)于城市科學(xué)合理的規(guī)劃與設(shè)計(jì)，促進(jìn)城市的發(fā)展。隨著技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，原有的測(cè)量方法已經(jīng)開始無法適應(yīng)時(shí)代的需求了，在城市工程測(cè)量過程中相關(guān)的測(cè)量人員應(yīng)當(dāng)合理的應(yīng)用數(shù)字測(cè)量設(shè)備，提高工程測(cè)量效率的同時(shí)也提高測(cè)量的準(zhǔn)確性，從而確保工程的質(zhì)量。

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TU198+.7

A

1004-7344（2016）24-0183-02

2016-8-2

楊哲（1982-），男，工程師，本科，主要從事測(cè)繪工作。