關(guān)于工程測(cè)量中全站儀的應(yīng)用分析

鄧建寧　劉映

摘要：當(dāng)前全站儀是工程測(cè)量普遍使用的測(cè)量?jī)x器，其同時(shí)具備了光學(xué)經(jīng)緯儀和電子測(cè)距儀的功能，能夠方便、快捷地進(jìn)行高精度測(cè)距儀的測(cè)量工作。全站儀是一種集光、機(jī)、電為一體的新型測(cè)角測(cè)距儀器，使測(cè)量操作簡(jiǎn)單化，且可避免讀數(shù)誤差的產(chǎn)生。本文闡述了全站儀的工作原理以及全站儀的測(cè)量方法及其注意事項(xiàng)，對(duì)工程測(cè)量中全站儀的應(yīng)用進(jìn)行了探討分析。

關(guān)鍵詞：全站儀；工作原理；應(yīng)用分析

1.全站儀的工作原理

全站儀是指能自動(dòng)地測(cè)量角度和距離，并能按一定程序和格式將測(cè)量數(shù)據(jù)傳送給相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集器。全站儀自動(dòng)化程度高，功能多，精度好，通過配置適當(dāng)?shù)慕涌?，可使野外采集的測(cè)量數(shù)據(jù)直接進(jìn)入計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理或進(jìn)入自動(dòng)化繪圖系統(tǒng)。全站儀的工作原理分測(cè)角原理和測(cè)距原理。測(cè)量就是利用數(shù)學(xué)的平面幾何、立體幾何，結(jié)合測(cè)距數(shù)據(jù)測(cè)算其它邊的距離及相關(guān)角度。測(cè)角和測(cè)距程序內(nèi)部主要應(yīng)用微分和積分等知識(shí)。測(cè)角部分采用“角度度盤+角度傳感器”獲得角度的數(shù)字化數(shù)據(jù)；測(cè)距部分與光電測(cè)距儀完全相同，而且大多采用電磁波測(cè)距技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

2.全站儀的測(cè)量方法及其注意事項(xiàng)

2.1全站儀主要的測(cè)量方法。（1）內(nèi)存法。對(duì)全站儀自動(dòng)測(cè)量所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼和編譯，由全站儀自帶的存儲(chǔ)器來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。這樣的全站儀內(nèi)存數(shù)據(jù)法可以不利用其他設(shè)備進(jìn)行存儲(chǔ)，更具測(cè)量存儲(chǔ)靈活性。（2）電子平板法。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，測(cè)繪人員己不滿足于全站儀自帶的顯示儀，因此就以便攜式電腦作為外置顯示設(shè)備，由于全站儀有與外圍設(shè)備交換信息的性能，因此全站儀可以將信息以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)狡渌娮釉O(shè)備上，這樣就更具操作性、準(zhǔn)確性，能對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的復(fù)雜環(huán)境進(jìn)行細(xì)致的測(cè)量以及描繪。（3）電子手薄法。與電子平板法相類似的是電子手簿法，也是依據(jù)全站儀與外圍設(shè)備交換信息的性能來將全站儀的數(shù)據(jù)與相應(yīng)的外置軟件相結(jié)合，數(shù)據(jù)—傳出就可以在施工測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)被相應(yīng)的軟件進(jìn)行分析和處理。這一種高效率、高準(zhǔn)確性的方法將會(huì)成為當(dāng)前工程測(cè)量作業(yè)選擇的必然趨勢(shì)。

2.2全站儀應(yīng)用的注意事項(xiàng)。（1）儀器處理。儀器使用前以及使用后的搬運(yùn)過程應(yīng)當(dāng)格外注意，搬運(yùn)者應(yīng)當(dāng)將儀器在箱內(nèi)放好后再進(jìn)行移動(dòng)，避免搬運(yùn)過程中晃動(dòng)。而在測(cè)量過程中的搬站時(shí)，應(yīng)當(dāng)避免用手指接觸儀器的光學(xué)表面。在儀器使用完之后，應(yīng)當(dāng)對(duì)其進(jìn)行清潔處理之后再進(jìn)行保存。（2）避免強(qiáng)光下運(yùn)作。為保證觀測(cè)的準(zhǔn)確度，要避免在強(qiáng)烈太陽光照射下進(jìn)行全站儀的運(yùn)作，如果必須進(jìn)行運(yùn)作，就應(yīng)當(dāng)給儀器加以保護(hù)措施，不能讓儀器直接對(duì)準(zhǔn)陽光，同時(shí)在強(qiáng)光工作之后應(yīng)當(dāng)對(duì)儀器進(jìn)行修護(hù)和檢測(cè)。（3）故障處理。在全站儀的任何部位發(fā)生故障時(shí)，都不能勉強(qiáng)使用，應(yīng)當(dāng)立即送至相應(yīng)的維修地點(diǎn)進(jìn)行維修，避免因?yàn)樵趽p壞的情況下使用而導(dǎo)致儀器的損壞程度加劇，嚴(yán)重影響測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

3.工程測(cè)量中全站儀的應(yīng)用分析

3.1在施工放樣中的應(yīng)用分析。隨著測(cè)量?jī)x器的不斷發(fā)展和更新，施工放樣在土木建設(shè)中，測(cè)量技術(shù)人員的工作強(qiáng)度越來越小，工作效率越來越高。施工放樣由過去的經(jīng)緯儀交會(huì)法到運(yùn)用全站儀直接輸入坐標(biāo)放樣，工作效率的提高是不言而喻的。近幾年出現(xiàn)的自帶中樁邊樁計(jì)算軟件的一系列全站儀，在放樣過程中只需輸入曲線要素就可以直接進(jìn)行放樣，使測(cè)量工作基本實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。

3.2碎部點(diǎn)測(cè)量應(yīng)用。工程測(cè)量要想得到準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)，繪制出有效場(chǎng)景圖，就需要采用全站儀的碎部點(diǎn)測(cè)量。碎部點(diǎn)測(cè)量即在施工場(chǎng)地選取一個(gè)設(shè)定點(diǎn)，以該點(diǎn)為起算點(diǎn)，向另外一點(diǎn)的方向進(jìn)行傳遞，這樣就可以準(zhǔn)確的測(cè)量出待定點(diǎn)的三維坐標(biāo)。這也是依據(jù)施工場(chǎng)地地形以及測(cè)量?jī)x器的特點(diǎn)而采用的方法，將碎部點(diǎn)測(cè)量得出的數(shù)據(jù)通過全站儀與外部設(shè)備的連接，傳輸給外部控制設(shè)備，并通過設(shè)備上的專業(yè)軟件來對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行全面分析和處理，從而繪制出相應(yīng)的圖形。碎部點(diǎn)的測(cè)量是以全站儀測(cè)量技術(shù)為基礎(chǔ)，應(yīng)當(dāng)注意以下問題：全站儀運(yùn)用了光沿直線傳播的原理，因此要保證測(cè)量的測(cè)站點(diǎn)與反射鏡之間的通視，要確定鏡面反射的光與測(cè)站點(diǎn)之間的聯(lián)系，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。不僅僅是對(duì)反射鏡與測(cè)站點(diǎn)的控制，還應(yīng)保持整個(gè)全站儀設(shè)備的穩(wěn)定，要有專業(yè)人員的對(duì)其按時(shí)檢測(cè)，保證沒有出現(xiàn)測(cè)定方向上的偏差。最后，為了保證測(cè)得數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，應(yīng)該先對(duì)一個(gè)已知點(diǎn)點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，然后對(duì)儀器進(jìn)行調(diào)配以及設(shè)置。

3.3多方位觀測(cè)的應(yīng)用。在工程測(cè)量過程中，為了避免因?yàn)閱我粩?shù)據(jù)而出現(xiàn)的誤差，需要適當(dāng)增加檢測(cè)條件，從多方位、多角度、多方面對(duì)檢測(cè)點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)，這樣不僅能減少誤差，還能提升整個(gè)測(cè)得數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。而多方位的觀測(cè)主要包括了水平角的觀測(cè)以及邊長(zhǎng)和高差的觀測(cè)。在施工場(chǎng)地上會(huì)有苛刻的檢測(cè)方位，例如在只能聯(lián)測(cè)到一個(gè)設(shè)定點(diǎn)的方向，應(yīng)當(dāng)以該點(diǎn)到檢測(cè)待定點(diǎn)的左右兩邊的水平角為檢測(cè)條件來保證待定點(diǎn)的精確度。在這種情況下，如果能夠聯(lián)測(cè)到兩個(gè)點(diǎn)時(shí)，同時(shí)以兩個(gè)點(diǎn)的左、右角作為檢核條件就更能保證待定點(diǎn)方位角的準(zhǔn)確性。而邊長(zhǎng)和高差觀測(cè)的方法則應(yīng)運(yùn)用于三維坐標(biāo)的測(cè)定或放點(diǎn)放線的工作中，應(yīng)當(dāng)調(diào)試?yán)忡R的高度來觀測(cè)不同高度的棱鏡的垂直角和斜距，這樣才能確保所檢測(cè)的待定點(diǎn)的邊長(zhǎng)和高度的精確性。

4.結(jié)束語

目前全站儀測(cè)繪技術(shù)已經(jīng)在工程中得到廣泛應(yīng)用，使用全站儀進(jìn)行測(cè)量，不需要在測(cè)量前后處理大量的數(shù)據(jù)，因此測(cè)量人員必須對(duì)全站儀進(jìn)行全方位的了解并熟練使用，充分發(fā)揮全站儀在測(cè)量領(lǐng)域的高效率、高準(zhǔn)確率的優(yōu)勢(shì)，從而提高工程測(cè)量水平。