電子全站儀在測繪工程中的應(yīng)用

■孫吉廣 梁瑞花

（天津市測繪院天津300381）

電子全站儀在測繪工程中的應(yīng)用

■孫吉廣 梁瑞花

（天津市測繪院天津300381）

隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，電子科學(xué)技術(shù)方面也有了巨大的改變，全站儀借著這股"東風(fēng)"，引入微處理器技術(shù)，有效地對全站儀的測量過程進(jìn)行監(jiān)控，利用其進(jìn)行操作可以在一定程度上修正全站儀系統(tǒng)存在的誤差，另外，還可以儲存并保管大量的數(shù)據(jù)和資料，使全站儀在測量工作中更加智能化，精確化。電子全站儀和GPS～RTK等先進(jìn)測量儀器和技術(shù)在房產(chǎn)、土地管理、城市規(guī)劃等部門已得到廣泛應(yīng)用。本文主要是對測繪工程中的電子全站儀的應(yīng)用進(jìn)行了闡述。

測繪工程 電子全站儀 技術(shù)應(yīng)用

電子全站儀是一種集光、機(jī)、電及精密機(jī)械加工等高精尖技術(shù)于一體的先進(jìn)測量儀器，用它可準(zhǔn)確、高效、方便地完成多種工程測量工作。不僅精度高，而且速度快、操作簡便，還帶有豐富的內(nèi)置軟件，具有常規(guī)測量儀器無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，在測繪、測試、監(jiān)測等領(lǐng)域應(yīng)用日漸廣泛。

1　全站儀簡介

全站儀就是可以對角度和距離進(jìn)行全自動化的測量，而且要依照相應(yīng)的程序以及具體的格式要求，將所需要測量的數(shù)據(jù)上傳到對應(yīng)的數(shù)據(jù)收集器。全站儀的主要特點(diǎn)就是全自動化程度較高、功能全面、精確度較高，對其配置一個合適的接口，可以將戶外的采集數(shù)據(jù)直接錄入到計(jì)算機(jī)當(dāng)中，由計(jì)算機(jī)對其實(shí)施數(shù)據(jù)的處理，還可以運(yùn)用自動化畫圖系統(tǒng)。和傳統(tǒng)的測量形式相比，對全站儀的科學(xué)有效使用大大縮減了其過程中的人工操作，使工作的效率以及經(jīng)濟(jì)效益方面都得到了很明顯的提升，同時還可以有效地避免了人為操作所帶來的誤差。全站儀的工作特性主要有以下幾種:①可以對角度、距離進(jìn)行同時測量，并自動的記錄和保存相關(guān)的測量數(shù)據(jù)；②全站儀當(dāng)中具備多種戶外應(yīng)用系統(tǒng)，可以在實(shí)際的測量當(dāng)中得到結(jié)算的結(jié)果；③可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流。

2　電子全站儀在測繪工程中的應(yīng)用

2.1控制點(diǎn)的選擇

首先，應(yīng)在測量區(qū)域內(nèi)設(shè)置導(dǎo)線網(wǎng)。導(dǎo)線網(wǎng)的行經(jīng)路線和大致形狀應(yīng)按照已有的地圖或者通過勘察測量區(qū)域的形狀，面積的大小以及導(dǎo)線的作用進(jìn)行設(shè)置。為了提高測量精度，應(yīng)盡量減少導(dǎo)線點(diǎn)，將導(dǎo)線點(diǎn)設(shè)置在寬廣的區(qū)域，使其發(fā)揮最大的作用，將更多的地形地物測量出來。為了與測量儀器施測相適應(yīng)，應(yīng)將相鄰的導(dǎo)線點(diǎn)設(shè)置成可以相互通視的效果。為了避免邊長太短導(dǎo)致測量過程中加大測角誤差，應(yīng)使導(dǎo)線長更為平均。應(yīng)根據(jù)測圖的比例尺設(shè)定導(dǎo)線的邊長，一般比例應(yīng)保持在千分之一到兩千五百分之一的范圍內(nèi)。導(dǎo)線點(diǎn)的設(shè)置應(yīng)避免使用容易產(chǎn)生變動的地物，以免產(chǎn)生不必要的麻煩。不同的點(diǎn)都應(yīng)進(jìn)行繪圖，標(biāo)注詳細(xì)的記錄，對不同測量站的觀測點(diǎn)也應(yīng)該詳細(xì)標(biāo)注。為了便于查找，還應(yīng)在選后導(dǎo)線點(diǎn)以后設(shè)標(biāo)志旗。在進(jìn)行施測前埋樁設(shè)標(biāo)中應(yīng)設(shè)置永久性的導(dǎo)線。

2.2全站儀放樣的平面精度分析

在對全站儀放樣的平面精度進(jìn)行分析時，筆者采用了舉例的方式，以極坐標(biāo)放樣為例，造成測角a出現(xiàn)誤差的原因有很多，其中影響比較大的主要是儀器整平對中的準(zhǔn)確度、目標(biāo)偏心誤差以及儀器本身存在故障等。全站儀的精度多為2"，在對其平面精度進(jìn)行分析時，需要考慮誤差因素，還要根據(jù)導(dǎo)線測量的相關(guān)技術(shù)要求，對測量的方法進(jìn)行調(diào)整，測回測角誤差是8"，在實(shí)際應(yīng)用測量時，a角可以采用半個測回的方式進(jìn)行測量，根據(jù)相關(guān)公式，可以表示為ma=√2×8"=11"。全站儀在建設(shè)工程中有著廣泛的應(yīng)用，其測量的精度可以保證在±（5mm+5×10～6pm?D），在放樣工作中，測量的范圍一般在250m左右，在平面精度的分析中，其測量結(jié)果的誤差可以控制在2.5mm之內(nèi)，在系統(tǒng)的計(jì)算后發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用全站儀測距的誤差是6.7mm，點(diǎn)誤差是±15mm。全站儀施工放樣技術(shù)與傳統(tǒng)的放樣技術(shù)相比，產(chǎn)生的誤差比較小，可以保證測量結(jié)果的誤差在可控的范圍內(nèi)，對施工單位不會產(chǎn)生太大的影響，有效的保證了建設(shè)工程的施工質(zhì)量。

2.3三維測量工作技術(shù)的運(yùn)用

基于三維數(shù)字化地圖，其數(shù)據(jù)的收集形式有很多種，全站儀只是眾多形式中的一種方式，這種形式比較適合在比例尺較大、準(zhǔn)確度要求較高的三維立體空間的數(shù)據(jù)當(dāng)中，并且其工作主要涉及的是面積較小的工程當(dāng)中。在三維測量的工作中，在地形數(shù)據(jù)的收集方面包含了兩個過程:第一就是外業(yè)的收集，主要是運(yùn)用全站儀來收集地形點(diǎn)實(shí)際的三維空間信息。因?yàn)槭艿酵ㄒ晽l件的影響和工作人員的勞動能力的限制，只能對山體地形特征點(diǎn)的三維空間數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。因?yàn)檫@部分的特征點(diǎn)在密度的分配方面不平均，這樣就會導(dǎo)致某些地區(qū)的地勢高低起伏的狀況很難進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷。第二就是內(nèi)業(yè)的加密工作，指的是對外業(yè)收集而來的數(shù)據(jù)，經(jīng)過內(nèi)插的形式對相應(yīng)的特征點(diǎn)的分布以及具體的密度實(shí)施有效的分析和處理，最終獲取分布較為均勻、密度適中的地形點(diǎn)和高程，使其能夠更為準(zhǔn)確相信的展現(xiàn)出地勢的具體走向。

2.4處理內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)和最終成果

如何計(jì)算平差，高程平差的計(jì)算：高線平差包括水準(zhǔn)路線、附、閉合路線以及各種形式的高程網(wǎng)?？梢赃\(yùn)用嚴(yán)密平差法進(jìn)行計(jì)算。這種方法可以無序的輸入觀測值，數(shù)據(jù)搜索功能強(qiáng)大。其中的附閉合條件和閉合環(huán)都可以搜索到，能夠嚴(yán)密地分析網(wǎng)形，保證精度評定的完整性。導(dǎo)線平差的計(jì)算:導(dǎo)線平差包含支導(dǎo)線、無定向附合導(dǎo)線、坐標(biāo)方位附閉合導(dǎo)線、坐標(biāo)附閉合導(dǎo)線及各種形式的導(dǎo)線網(wǎng)?？蛇\(yùn)用按角度平差的嚴(yán)密平差法，可以無序的輸入觀測值，數(shù)據(jù)搜索功能強(qiáng)大。平差計(jì)算的成果，打開《南方平差易2002》，將觀測數(shù)據(jù)導(dǎo)入其中，對控制網(wǎng)閉合差計(jì)算方案進(jìn)行設(shè)置。就可以得出平差計(jì)算的成果。

綜上所述，近年來，作為一種新型測量儀器的電子全站儀在很多領(lǐng)域中被廣泛的應(yīng)用，例如：工程建筑、環(huán)境監(jiān)測以及古建筑保護(hù)等不同領(lǐng)域都能發(fā)揮重要作用。全站儀不但能夠發(fā)揮出電子測距儀的功能，還能夠?qū)崿F(xiàn)光學(xué)經(jīng)緯儀的作用，更具有性能穩(wěn)定、操作簡捷以及精度較高的巨大優(yōu)勢。在地形測量工作中，全站儀具有劃時代的革命意義。

[1]潘怡宏,張明,王輝.全站儀滑坡監(jiān)測數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)傳和處理研究 [J].西部探礦工程，2010(4).

[2]查正軍，鮑峰.基于無反射棱鏡全站儀的建筑物傾斜測量 [J].測繪工程，2006 (5)：51～53.

[3]賴振發(fā).全站儀測繪三維數(shù)字地形圖技術(shù)分析 [J].現(xiàn)代測繪，2010，3.

S731[文獻(xiàn)碼]B

1000～405X（2016）～4～267～1