現(xiàn)代智能化全站儀在工程測(cè)量中的應(yīng)用

常 勇

（河南省林州市卓越測(cè)繪有限公司，河南 林州 456550）

0 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷進(jìn)步，生產(chǎn)技術(shù)水平也得到了很大提高，智能化已經(jīng)成為發(fā)展的主流。建筑行業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要部分，對(duì)促進(jìn)社會(huì)發(fā)展有積極作用。全站儀作為建筑測(cè)量最重要的機(jī)械設(shè)備之一，如今已逐漸進(jìn)入智能化的發(fā)展中。作為現(xiàn)代科技的產(chǎn)物，全站儀可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離測(cè)量，同時(shí)利用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)完成數(shù)據(jù)的整理、分析和存儲(chǔ)，是具備綜合性和實(shí)用性的設(shè)備。全站儀屬于測(cè)量?jī)x器類(lèi)別，對(duì)提高測(cè)量精確度、實(shí)現(xiàn)測(cè)量工作的標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展、降低測(cè)量難度有很大作用。現(xiàn)代建筑生產(chǎn)十分重視全站儀的應(yīng)用，希望通過(guò)高效、精確的測(cè)量，為工程建設(shè)提供科學(xué)數(shù)據(jù)，提高生產(chǎn)建設(shè)的可靠性。

從技術(shù)層面來(lái)看，全站儀主要由光電測(cè)距儀、電子經(jīng)緯儀和微型計(jì)算機(jī)組合而成，它可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的測(cè)距、測(cè)角、記錄和計(jì)算，并保證相當(dāng)高的精度和準(zhǔn)確性，是測(cè)繪工作的主要參與者，在測(cè)繪測(cè)量中得到了廣泛使用，備受青睞。如何發(fā)揮全站儀的優(yōu)勢(shì)，凸顯其獨(dú)一無(wú)二的特點(diǎn)，解決工程測(cè)量中的問(wèn)題，并積極應(yīng)用到測(cè)量工作中，成為測(cè)量人員需要積極思考和討論的課題。

1 全站儀的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)

1.1 全站儀的基本特點(diǎn)

從使用功能來(lái)說(shuō)，全站儀是一種測(cè)量設(shè)備，與其它人工測(cè)量設(shè)備不同的是，全站儀具備智能化和自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)，并且融入了信息科技和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。在測(cè)量工作中，全站儀可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)、修正、數(shù)據(jù)傳輸和保存等功能。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使得全站儀具備開(kāi)放性與全面性，它可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)比對(duì)和校準(zhǔn)，其軟件功能也能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的更新，且軟件功能也得到了創(chuàng)新與完善。現(xiàn)代智能化全站儀利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信傳遞到計(jì)算機(jī)服務(wù)端，保證數(shù)據(jù)的及時(shí)、準(zhǔn)確存儲(chǔ)。另外，全站儀還與測(cè)繪軟件配合，實(shí)現(xiàn)了遙控操作，真正達(dá)到了解放人力、提高測(cè)量效率的目標(biāo)。

1.2 全站儀的主要優(yōu)勢(shì)

智能化時(shí)代的到來(lái)，使得全站儀的發(fā)展也積極適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的需求。為何現(xiàn)代全站儀可以得到廣泛應(yīng)用，重要原因還在于全站儀具備的獨(dú)一無(wú)二的優(yōu)勢(shì)。首先，全站儀擁有強(qiáng)大的功能，能做到高精度操作和數(shù)據(jù)收集。與其他測(cè)量?jī)x器相比，全站儀可以做到誤差校準(zhǔn)。我們常用的水準(zhǔn)儀和經(jīng)緯儀在測(cè)量時(shí)存在一些誤差，例如水平角指標(biāo)差等，但全站儀可以徹底消除這種誤差，大大提高了測(cè)量精度。此外，全站儀在智能化技術(shù)的輔助下，安裝了電子測(cè)距系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化電子測(cè)距。這一技術(shù)的出現(xiàn)，真正地解脫了測(cè)量工作者的雙手，尤其是在惡劣的測(cè)量環(huán)境下，或者一些人力無(wú)法到達(dá)的環(huán)境下，電子測(cè)距可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操作，并減少誤差；現(xiàn)代全站儀操作較為簡(jiǎn)單，首先它是雙向顯示屏，并且水平制動(dòng)以及垂直制動(dòng)是設(shè)置在同一側(cè)的，操作人員只需要一只手就可以開(kāi)始工作，在觀(guān)察顯示屏的各項(xiàng)數(shù)據(jù)、做出放樣點(diǎn)的距離以及方位角的計(jì)算等方面，有效地減少了誤差。

根據(jù)全站儀的電氣構(gòu)成來(lái)看，它屬于微電設(shè)備，能夠計(jì)算方位角等各項(xiàng)數(shù)據(jù)。無(wú)論是測(cè)量的精準(zhǔn)度還是速度都是其他設(shè)備無(wú)法比擬的。

2 全站儀的操作步驟

全站儀的操作十分簡(jiǎn)單，基本屬于全自動(dòng)化操作，工作人員只需要安裝設(shè)備、開(kāi)關(guān)機(jī)和觀(guān)察即可。

2.1 測(cè)前準(zhǔn)備

調(diào)整設(shè)備結(jié)構(gòu)，安裝電池；設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)置，保持水平；根據(jù)測(cè)量環(huán)境和需求設(shè)置參數(shù)，監(jiān)測(cè)測(cè)量功能是否正常，各零部件使用是否正常，是否正常開(kāi)機(jī)。

2.2 觀(guān)測(cè)步驟

瞄準(zhǔn)需要測(cè)量的物體；觀(guān)察測(cè)量數(shù)據(jù)，根據(jù)需求操作全站儀；記錄所測(cè)得的數(shù)據(jù)。測(cè)量結(jié)束后關(guān)機(jī)，原封不動(dòng)地運(yùn)走設(shè)備。

3 全站儀的應(yīng)用方法

現(xiàn)代全站儀功能強(qiáng)大，可以同時(shí)測(cè)量相關(guān)環(huán)境的距離、角度、高差，并整理測(cè)量地點(diǎn)的三維坐標(biāo)，方便數(shù)據(jù)整合；在野外測(cè)量時(shí)，還可以連接計(jì)算機(jī)、繪圖儀等設(shè)備，或者使用電子測(cè)距軟件，最后實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化構(gòu)圖。其操作簡(jiǎn)單，適用范圍廣，已經(jīng)在工程測(cè)量中得到了廣泛應(yīng)用。

3.1 全站儀測(cè)量方法

1）以計(jì)算機(jī)為主體設(shè)備，通常是使用便攜式計(jì)算機(jī)，將其作為連接全站儀的電子設(shè)備，同時(shí)連接通信線(xiàn)實(shí)現(xiàn)與全站儀測(cè)量信息的交互存儲(chǔ)，達(dá)到數(shù)據(jù)記錄和分析整理的目的。利用計(jì)算機(jī)設(shè)備，可以提高測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，而簡(jiǎn)單輕便的操作方式，對(duì)于復(fù)雜地形、無(wú)法大規(guī)模測(cè)量的地區(qū)來(lái)說(shuō)有實(shí)踐意義。最后通過(guò)計(jì)算機(jī)繪制測(cè)量圖，做到系統(tǒng)化操作，節(jié)省了大量的人力和物力。

2）全站儀內(nèi)存法。對(duì)所有測(cè)量得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，利用全站儀內(nèi)置的存儲(chǔ)系統(tǒng)記錄數(shù)據(jù)。這種方法一般是在無(wú)其他設(shè)備支持的條件下進(jìn)行，例如一些小規(guī)模測(cè)量工作，優(yōu)點(diǎn)是靈活性強(qiáng)、便于操作。

3）電子手薄法。使用藍(lán)牙連接電子設(shè)備和全站儀，通過(guò)電腦設(shè)備中的軟件功能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)開(kāi)展全面分析，實(shí)時(shí)監(jiān)控。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代全站儀大多結(jié)合了計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。在未來(lái)，全站儀的應(yīng)用也離不開(kāi)計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)。

3.2 數(shù)字化測(cè)量過(guò)程

1）工程測(cè)量一般在戶(hù)外開(kāi)展，很多時(shí)候還要進(jìn)行野外采集。野外采集可以使用解算法，對(duì)待測(cè)量地區(qū)進(jìn)行碎部點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集，計(jì)算機(jī)記錄用x、y、h表示三維坐標(biāo)，重點(diǎn)記錄測(cè)量所得到的參數(shù)、水平和垂直的角度等各測(cè)量點(diǎn)的信息，并注意數(shù)據(jù)記錄的全面性，一邊采集，一邊還要繪制測(cè)量草圖，方便采集工作完成后數(shù)據(jù)和圖譜報(bào)告的生成。現(xiàn)代全站儀安裝的軟件是多樣化的，不同的工程隊(duì)可能安裝了不同的軟件。為了保證參數(shù)的可靠性，在采集過(guò)程中，全站儀所安裝的軟件都要具備圖形處理和數(shù)據(jù)記錄的功能。數(shù)據(jù)采集完成后，注意保存和傳輸，一般使用藍(lán)牙連接和傳遞。

2）數(shù)據(jù)的處理。數(shù)據(jù)的處理主要包含了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和計(jì)算，首先對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，檢查數(shù)據(jù)是否存在誤差和遺漏。在開(kāi)展數(shù)據(jù)計(jì)算時(shí)，注意數(shù)據(jù)計(jì)算主要針對(duì)的是地形地貌，還要以平面圖和繪制等高線(xiàn)的方式，建立圖形文件，詳細(xì)描述數(shù)據(jù)處理結(jié)果。

4 在工程測(cè)量中的應(yīng)用

4.1 多余測(cè)量

對(duì)于工程測(cè)量來(lái)說(shuō)，多余測(cè)量是十分重要的部分。通過(guò)多余測(cè)量，可以有效提高測(cè)量數(shù)據(jù)的精度和準(zhǔn)確度，同時(shí)控制數(shù)據(jù)誤差。①在應(yīng)用中，主要是對(duì)高差和邊長(zhǎng)進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量人員在測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行放點(diǎn)定位測(cè)量，這時(shí)需要確定測(cè)量的邊長(zhǎng)和高差，還要通過(guò)變動(dòng)棱鏡的高度對(duì)其垂直差、斜距等進(jìn)行計(jì)算，最后核對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)，分析處理數(shù)據(jù)。②水平角測(cè)量。大多數(shù)工程測(cè)量都需要進(jìn)行水平角測(cè)量，對(duì)測(cè)量控制點(diǎn)的左右兩個(gè)角進(jìn)行觀(guān)察，這樣可以保證測(cè)量的準(zhǔn)確性。

4.2 碎部點(diǎn)測(cè)量

在上述的野外測(cè)量中說(shuō)到，碎部點(diǎn)測(cè)量是得到測(cè)量數(shù)據(jù)的基本手段。測(cè)量人員在進(jìn)行碎部點(diǎn)測(cè)量時(shí)，要保證測(cè)量點(diǎn)在控制點(diǎn)之上，并將碎部點(diǎn)作為一個(gè)控制點(diǎn)，這樣可以得到觀(guān)測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)，便于明確測(cè)量區(qū)域的具體情況，減少誤差。從碎部點(diǎn)的測(cè)量需求來(lái)看，它在戶(hù)外測(cè)量工作中的意義是巨大的，也是我們最常見(jiàn)的一種測(cè)量方式。碎部點(diǎn)測(cè)量的全過(guò)程都需要使用全站儀和計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)作為輔助，承擔(dān)著數(shù)據(jù)傳輸和保存的重要功能，全站儀的智能化可以幫助我們快速得到測(cè)量數(shù)據(jù)，最后繪制圖形報(bào)告。但是戶(hù)外測(cè)量受環(huán)境及其他因素的影響很大，為了保證測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，首先要固定全站儀的位置，確定其測(cè)量方位，并使其固定，才能在其他設(shè)備的配合下順利開(kāi)展工作，保證測(cè)量的精度。

5 工程測(cè)量中需注意的問(wèn)題

為了保證測(cè)量工作的順利開(kāi)展，在提高測(cè)量效率的同時(shí)要保證測(cè)量數(shù)據(jù)的精確度，從而為工程建設(shè)提供全面有效的真實(shí)數(shù)據(jù)。為此，在全站儀的應(yīng)用方面，還應(yīng)該注意一些問(wèn)題，以便減少對(duì)測(cè)量中的不良影響。首先，在使用全站儀前，注意檢查設(shè)備是否可以順利運(yùn)行，例如開(kāi)關(guān)機(jī)、各部件、系統(tǒng)選項(xiàng)功能是否正常等，在保證全站儀穩(wěn)定運(yùn)行的情況下才能開(kāi)展工作；測(cè)量工作完成后，認(rèn)真保管好全站儀，定期清理灰塵，維護(hù)其潔凈，按時(shí)檢查，減少設(shè)備故障；選擇適合測(cè)量工作需求、滿(mǎn)足全站儀固定要求的三腳架。三腳架對(duì)固定全站儀來(lái)說(shuō)十分重要，一般所選用的三腳架是金屬和木頭制成的，這樣的材質(zhì)方便攜帶，但戶(hù)外作業(yè)容易導(dǎo)致三腳架出現(xiàn)震動(dòng)，影響數(shù)據(jù)精度。我們?cè)谶x擇三腳架時(shí)，最好選用木質(zhì)結(jié)構(gòu)，同時(shí)放置在地段平滑的路段，與全站儀做好固定，以免發(fā)生側(cè)滑等問(wèn)題。戶(hù)外作業(yè)對(duì)環(huán)境的要求很高，天氣會(huì)直接影響測(cè)量效果。如果是在陽(yáng)光強(qiáng)烈的天氣開(kāi)展測(cè)量，要注意遮陽(yáng)和防曬；如果是濕度比較大的天氣，則要維持全站儀的干燥，并把它存放在干燥陰涼的地方。

6 結(jié)語(yǔ)

全站儀的自動(dòng)化發(fā)展給工程測(cè)量帶來(lái)了積極影響，現(xiàn)代全站儀不僅廣泛應(yīng)用于工程測(cè)量中，其測(cè)量方法的多樣化使工程測(cè)量工作得到了全面發(fā)展。它的出現(xiàn)解放了人的雙手，高端的技能表現(xiàn)更是實(shí)現(xiàn)了測(cè)量數(shù)據(jù)的精確化和標(biāo)準(zhǔn)化。為此，我們要在實(shí)際工作中靈活、綜合地運(yùn)用全站儀的各種測(cè)量功能，獲得高質(zhì)量的測(cè)量成果。