探析全站儀在地形測量中的運用

楊志華 黔東南州工業學校，貴州 凱里 556000

隨著科學技術的迅速發展，電子科學技術方面也有了巨大的改變，全站儀借著這股“東風”，引入微處理器技術，有效地對全站儀的測量過程進行監控，利用其進行操作可以在一定程度上修正全站儀系統存在的誤差，另外，還可以儲存并保管大量的數據和資料，使全站儀在測量工作中更加智能化，精確化。完美的展現了地形測量工作中非常有效的三維坐標方法。

1 全站儀的概念及發展

1.1 全站儀的概念

全站儀全稱是全站型電子測距儀，英文名稱為Electronic Total Station。全站儀高度集中了光、機、電，使其緊密的融為一體，是一種高技術測量儀器。

全站儀還能夠系統的將水平角、垂直角、距離(斜距、平距)、高差測量等功能充分展現出來，是一種富有高技術的測繪儀器系統。

全站儀與光學經緯儀不同，電子經緯儀通過將光學度盤換為光電掃描度盤，取代了人工光學測微讀數，采用自動記錄和顯示讀數的方法，進一步減少了讀數中出現誤差的概率，并且將測角操作變得更加簡單、快捷。另外，利用全站儀只需進行一次安置，該測站上的全部測量工作都能夠順利完成。這也是全站儀名稱的由來。

1.2 全站儀的發展進程

最早的全站儀是組合式的，也就是將光電測距儀與光學經緯儀組合起來，或者是將光電測距儀與電子經緯儀組合在一起。之后發展成為整體式的全站儀，也就是將光電測距儀的光波發射接收系統的光軸和經緯儀的視準軸組合在一起形成為同軸整體式的全站儀。

起初，人們利用光學手段進行速測儀的距離測量，這種“光學速測儀”具有快速。簡單、便捷的特點，因此一時之間得到廣泛的應用。但是科學技術不斷的發展，出現了使用電磁波測距儀取代光學視距經緯儀的電子測距技術，這種“電子速測儀”相較“光學速測儀”而言，具有測程更大、測量時間更短、精度更高的突出優勢。不久后，又出現了電子測角技術，是在“電子速測儀”的基礎上進一步完善并發展的，它是以不同測角方法為依據，形成半站型電子速測儀和全站型電子速測儀兩種模式。其中，全站型電子速測儀是一種由多個單元構成的三維坐標測量系統，包括電子測角、電子測距、電子計算和數據存儲等等多個方面。另外，全站型電子速測儀具有較多的功能。其能夠自動的顯示處測量結果，還可以實現和外圍設備信息的交換。這種將測量和處理過程較好地實現電子一體化的測量儀器也就是如今的全站儀。

全站儀產生于人們角度測量自動化的操作過程中，對各個領域的各種測繪作業中都能夠發揮出巨大的積極作用。

2 全站儀在地形測量中的運用

下面對實際地形測量工作中，全站儀的應用方法進行分析。

2.1 建立測圖控制網

在實際測量工作中，為了使測量后繪制的地形圖的精度以及不同地形圖之間良好拼接，首先應建立測圖控制網。設計人員在設計時，應在大比例尺地形圖上建立起適用的大比例尺地形圖的測繪測圖，以此滿足各項數據的測量要求，為實際測量操作創造基礎條件，進而確保繪制的地形圖更加精確，并且完美的拼接各種不同的地形圖。伴隨著我國社會主義市場經濟的高速發展，人民生活水平有了較大的提高，對于物質文化的需求也在不斷地增長，在這樣的形勢下，這種測圖控制網對于我國房地產建筑行業尤為重要，更為其相對應的地籍測量提供重要依據。對控制網進行施測工作時，則需要采用三聯腳架法對整個測區內的不同控制點展開聯測。

2.2 選擇控制點以及埋設的標志

2.2.1 控制點的選擇尤為重要，下面對其進行具體分析

(1)首先，應在測量區域內設置導線網。導線網的行經路線和大致形狀應按照已有的地圖或者通過勘察測量區域的形狀，面積的大小以及導線的作用進行設置。(2)為了提高測量精度，應盡量減少導線點，將導線點設置在寬廣的區域，使其發揮最大的作用，將更多的地形地物測量出來。(3)為了與測量儀器施測相適應，應將相鄰的導線點設置成可以相互通視的效果。(4)為了避免邊長太短導致測量過程中加大測角誤差，應使導線長更為平均。應根據測圖的比例尺設定導線的邊長，一般比例應保持在千分之一到兩千五百分之一的范圍內。(5)導線點的設置應避免使用容易產生變動的地物，以免產生不必要的麻煩。不同的點都應進行繪圖，標注詳細的記錄，對不同測量站的觀測點也應該詳細標注。為了便于查找，還應在選后導線點以后設標志旗。(6)在進行施測前埋樁設標中應設置永久性的導線。

2.2.2 埋設的標志

(1)半永性導線點標志:使用柱狀水泥樁，凹形十字存在于頂部。將十字的中心點作為點位，等級、點號、測設機關名稱等基本信息刻于柱側。埋設后，應根據參樁進行位置略圖的繪制。(2)永久性標志:采用花崗石刻制標石作為一、二、三等導線點的標志，樣式與上述相同即可，使用水平點標石埋設規定的埋設方法。另外，應對參樁進行測定并且繪制出相應的位置圖。(3)臨時性導線點標志:可以將木樁作為標志，并在頂部釘上小鐵釘，將其設置成中心。另外，點號應設于樁側。

2.2.3 處理內業數據和最終成果

(1)平差系統《平差易2002》控制測量數據處理軟件采用了嚴密平差計算方法，適用于各種形式的單一導線、導線網、高程網的平差計算。成果輸出豐富強大、多種多樣，平差報告完整詳細，有詳細的精度統計和網形分析信息等。實現了數據處理和成果打印的一體化。其界面友好，功能強大，操作簡便，是控制測量理想的數據處理工具。(2)如何計算平差，高程平差的計算:高線平差包括水準路線、附、閉合路線以及各種形式的高程網。可以運用嚴密平差法進行計算。這種方法可以無序的輸入觀測值，數據搜索功能強大。其中的附閉合條件和閉合環都可以搜索到，能夠嚴密地分析網形，保證精度評定的完整性。導線平差的計算:導線平差包含支導線、無定向附合導線、坐標方位附閉合導線、坐標附閉合導線及各種形式的導線網。可運用按角度平差的嚴密平差法，可以無序的輸入觀測值，數據搜索功能強大。(3)平差計算的成果，打開《南方平差易2002》，將觀測數據導入其中，對控制網閉合差計算方案進行設置。就可以得出平差計算的成果。

2.2.4 有關地形圖的碎步測量

針對全站儀在實際測量中比較容易出現的問題，進行分析，并且提出與之相對應的策略。

在使用全站儀進行地形測量之前，首先要檢查全站儀的溫度、氣壓值，棱鏡常數以及模式，并且還應注意對中桿氣泡是否準確，檢查完畢以后，應將儀器對中進行整平。為了使數據展現的更清晰，在測量開始前應建立新的文件夾，標明日期，這樣的做法不僅有利于后期開展數據處理工作，還能方便數據的查找。

一旦已經進入到測量工作中，就不應該換人操作，不同的工作人員有各自不同的看棱鏡的習慣，如果中途換掉，很容易產生較大的誤差。因此，觀測的工作人員應盡量保證是同一個人，進行外業工作通常是三名工作人員，分別進行觀測、跑尺、畫圖的操作。進行跑尺的工作人員應使用粗瞄準器瞄準棱鏡設置立鏡，從而節省找鏡的時間，提高打點的效率。

由于全站儀是一種對精度要求較高的全自動新型測量儀器，因此，應定期對其進行校正，通常周期為一年。

3 結語

近年來，作為一種新型測量儀器的電子全站儀在很多領域中被廣泛的應用，例如:工程建筑、環境監測以及古建筑保護等不同領域都能發揮重要作用。全站儀不但能夠發揮出電子測距儀的功能，還能夠實現光學經緯儀的作用，更具有性能穩定、操作簡捷以及精度較高的巨大優勢。在地形測量工作中，全站儀具有劃時代的革命意義。

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