淺論現代工程測量中全站儀的應用

胡興強

摘 要：全站儀的應用大大提高了我國的工程測量水平和效率，但由于應用時間相對較短、應用經驗不足，我國現代工程測量中關于全站儀的操作應用還無法百分之百地做到科學、準確、高效。為此，筆者結合工作實際，在簡要概述全站儀及其基本工作原理的基礎上，闡釋了全站儀的具體操作與應用方法，并重點探析了全站儀在我國現代工程測量中的應用，以期對提高全站儀在我國現代工程測量領域應用的科學性有所幫助。

關鍵詞：現代工程測量 全站儀 應用

中圖分類號：TU198 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）02（c）-0068-02

自進入21世紀以來，我國的測繪科學與技術獲得了迅猛發展，工程測量水平和效率大幅提高，這主要得益于現代測量儀器設備的使用，其中最具代表性的莫過于“全站儀”的出現和使用。全站儀，又有電子全站儀之稱，其是一種集光、機、電及精密機械加工等一系高精尖技術于一體的、代表了目前最先進測量技術的專業測量儀器，由于其具有測量精度高、測量速度快、操作較簡單及內置軟件功能豐富等優點，被越來越多地應用于現代工程測量中。但由于全站儀在我國工程測量領域應用時間還較短，應用經驗不足，導致現代工程測量中關于全站儀的操作應用還無法百分之百地做到科學、準確、高效。為此，筆者結合工作實際，就現代工程測量中全站儀的應用問題進行專門探析，在簡要概述全站儀及其基本工作原理的基礎上，闡釋了全站儀的具體操作與應用方法，并重點探析了全站儀在我國現代工程測量中的應用，旨在有效提高我國現代工程測量領域全站儀應用的科學性。

1 全站儀概述

如前所述，全站儀又稱為電子全站儀，是全站型電子測速儀的簡稱。其主要由電子經緯儀、光電測距儀和電子記錄器幾部分組成，可以實現自動測角、自動測距等多種功能，是一種專門的地面測量儀器，被越來越多地應用于地面工程測量中，倍受測量工作者喜愛。由于專業化全站儀中具備相應的信息處理系統，能夠在一定程度上實現數據的快速高效處理，準確計算出所需要的放樣點方位角，確切地說是一種能夠對水平角度、豎直角度以及高差等進行有效測量與處理的專業化儀器。當全站儀安裝好之后，就能夠順利完成測量站所需要完成的全部測量工作。

就全站儀的工作過程或者說工作原理而言，需要涉及四大光電子系統，所有與全站儀有關的操作指令、數量及參數等都可以通過鍵盤輸入、設置，并且以上各子系統都可以通過I/O（輸入/輸出）接口接入總線，與內部微處理機聯系起來，由微處理機完成最終數據的計算處理工作。微處理機是全站儀的核心部件，主要包括控制器系統、寄存器系統以及運算器系統等，主要功能在于結合鍵盤輸入指令，對儀器進行正常啟動以及科學化控制，而且還可以就實際測量全過程實施檢核，實現數據的快速傳輸與儲存，保證全站儀各個子系統有條不紊地工作。

2 全站儀的操作與使用

由于全站儀內置了“微處理機”，因此也大幅提高了全站儀的自動化水平，測角、測距、計算、記錄等在相關操作輔助下都可以自動完成；其操作、使用主要涉及角、距離和坐標的測量，其中角測量主要以水平角測量為主。下面筆者就逐一闡釋如何使用全站儀來完成水平角、距離和坐標的測量。

2.1 水平角的測量

第一步，輕按全站儀上的角度測量鍵，使全站儀進入“角度測量模式”，同時調整鏡頭，使其照準第一個目標，假設其為A。

第二步，設置目標A方向水平度盤讀數，將其設置0°00′00″。

第三步，調整鏡頭，使其照準第二個目標，假設其為B，然后查看水平度盤讀數，這時水平度盤的讀數即為目標A和目標B兩個方向的水平夾角。

2.2 距離的測量

第一步，對棱鏡常數進行設置。從專業化角度出發，正式測距開始之前，相關工作人員應該把所需要的棱鏡常數及時輸入專業設備當中，這種情況下，后續設備就會根據輸入的“常數”自動修正所測距離的值。

第二步，針對大氣改正數值或者是對氣壓值進行科學設置。當開展距離測量活動的時候，應該有效輸入所要測試環境當中的氣壓值情況與實際溫度情況，在此基礎上，全站儀再就大氣改正值進行準確計算，當直接輸入相應的大氣改正值之后，后續設備會根據輸入的變量修正測距結果。

第三步，測量儀器高度及棱鏡高度并輸入到全站儀中。

第四步，對距離進行測量。工作人員應及時調整好鏡頭，保證鏡頭能夠對準目標棱鏡的中心位置，然后按下測量鍵，即開始測量距離，在測量完成后設備會自動顯示出高差、斜距以及平距數值。

值得高度重視的是，一些型號全站儀在完成測量工作的時候，有的時候會不支持對儀器高以及棱鏡高的科學設定，該情況下，所顯示出來的高差值可以認定為全站儀橫軸中心以及棱鏡中心間的特定高差。

2.3 坐標的測量

第一步，將測站點三維坐標值輸入到設備中。

第二步，將后視點坐標輸入到設備中，或者直接設定后視方向的水平度盤讀數，即后視方向方位角；當將后視點坐標值輸入到設備中后，設備會自動計算出后視方向方位角，并將方位角值自動設定成后視方向的水度盤讀數。

第三步，將棱鏡常數輸入到設備中。

第四步，將大氣改正值或氣溫、氣壓值輸入到設備中。

第五步，將儀器高值、棱鏡高值輸入到設備中。

第六步，照準目標棱鏡，按下坐標測量鍵，設備會開始自動測距并計算測點三維坐標。

3 全站儀在工程測量中的應用

下面筆者結合工作實際，專門探討如何使用全站儀進行施工放樣和后方交會。

3.1 施工放樣

就施工放樣而言，全站儀要比傳統的經緯儀效率高得多，尤其是近些年來出現的一種新型的自帶中樁邊樁計算軟件的全站儀，在放樣過程中只需輸入曲線要素就可以直接完成放樣，大大提高了施工放樣效率，近乎實現了“傻瓜化”；該類型全站儀以拓普康GTS-330全站儀為代表，相關工作人員需要從x、y、z三維角度進行放樣處理，然后在已知點建站以及后視點、方位角數量掌握的前提下完成最終的坐標放樣。具體來說，實際操作流程如下：選擇施工放樣模式—輸入設置站點坐標—輸入設置后視點坐標—輸入設置放樣點坐標—實施放樣。全站儀放樣工作過程中，必須要高度重視的問題在于當完成一個點的放樣之后，就必須要對該放樣點的實際坐標進行及時測量，之后再對測量出來的放樣點實際坐標值以及相關的原始數據實施對比，也就是說“步步校核”；此外，當整個放樣步驟完成之后，還必須要對其他導線點進行再一次測量，對所測量出來的相關數據進行比較，確保工作設備高效運轉。

3.2 后方交會

通常情況下，需要借助兩個以上的已知點進行站點的建立，之后再按照一定的順序，實現儀器高度、已知點坐標以及高程等數值在全站儀中的合理輸入，然后再運用全站儀科學測量未知點以及已知點之間的水平距離。若是已知點坐標已經輸入到了規定設備當中，則設備將會自動計算出實際建站點坐標以及高程情況，做到計算結果的高效化保存，此外，測量過程中，必須在滿足相關條件后才能通過“交會”得出測量結果。

4 結語

目前，全站儀被嘗試應用到現代工程測量中，其在現代工程測量中的應用不僅有效提高了測量效率和測量精度，更有效減少了測量作業強度，加之其便捷的操作特性，使其得到越來越多測量工作者的認可，極大地促進了我國現代工程測量事業的發展。

參考文獻

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