現(xiàn)代智能化全站儀在工程測量中的應用

常 勇

（河南省林州市卓越測繪有限公司，河南 林州 456550）

0 引言

隨著社會經濟建設的不斷進步，生產技術水平也得到了很大提高，智能化已經成為發(fā)展的主流。建筑行業(yè)作為國民經濟建設的重要部分，對促進社會發(fā)展有積極作用。全站儀作為建筑測量最重要的機械設備之一，如今已逐漸進入智能化的發(fā)展中。作為現(xiàn)代科技的產物，全站儀可以實現(xiàn)遠距離測量，同時利用計算機信息技術完成數(shù)據(jù)的整理、分析和存儲，是具備綜合性和實用性的設備。全站儀屬于測量儀器類別，對提高測量精確度、實現(xiàn)測量工作的標準化發(fā)展、降低測量難度有很大作用。現(xiàn)代建筑生產十分重視全站儀的應用，希望通過高效、精確的測量，為工程建設提供科學數(shù)據(jù)，提高生產建設的可靠性。

從技術層面來看，全站儀主要由光電測距儀、電子經緯儀和微型計算機組合而成，它可以實現(xiàn)自動化的測距、測角、記錄和計算，并保證相當高的精度和準確性，是測繪工作的主要參與者，在測繪測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，凸顯其獨一無二的特點，解決工程測量中的問題，并積極應用到測量工作中，成為測量人員需要積極思考和討論的課題。

1 全站儀的特點與優(yōu)勢

1.1 全站儀的基本特點

從使用功能來說，全站儀是一種測量設備，與其它人工測量設備不同的是，全站儀具備智能化和自動化的優(yōu)勢，并且融入了信息科技和互聯(lián)網技術。在測量工作中，全站儀可以實現(xiàn)自動檢測、修正、數(shù)據(jù)傳輸和保存等功能。網絡技術使得全站儀具備開放性與全面性，它可以對數(shù)據(jù)進行自動比對和校準，其軟件功能也能實現(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算機技術，測量數(shù)據(jù)通過網絡通信傳遞到計算機服務端，保證數(shù)據(jù)的及時、準確存儲。另外，全站儀還與測繪軟件配合，實現(xiàn)了遙控操作，真正達到了解放人力、提高測量效率的目標。

1.2 全站儀的主要優(yōu)勢

智能化時代的到來，使得全站儀的發(fā)展也積極適應現(xiàn)代社會的需求。為何現(xiàn)代全站儀可以得到廣泛應用，重要原因還在于全站儀具備的獨一無二的優(yōu)勢。首先，全站儀擁有強大的功能，能做到高精度操作和數(shù)據(jù)收集。與其他測量儀器相比，全站儀可以做到誤差校準。我們常用的水準儀和經緯儀在測量時存在一些誤差，例如水平角指標差等，但全站儀可以徹底消除這種誤差，大大提高了測量精度。此外，全站儀在智能化技術的輔助下，安裝了電子測距系統(tǒng)，實現(xiàn)了自動化電子測距。這一技術的出現(xiàn)，真正地解脫了測量工作者的雙手，尤其是在惡劣的測量環(huán)境下，或者一些人力無法到達的環(huán)境下，電子測距可以實現(xiàn)自動操作，并減少誤差；現(xiàn)代全站儀操作較為簡單，首先它是雙向顯示屏，并且水平制動以及垂直制動是設置在同一側的，操作人員只需要一只手就可以開始工作，在觀察顯示屏的各項數(shù)據(jù)、做出放樣點的距離以及方位角的計算等方面，有效地減少了誤差。

根據(jù)全站儀的電氣構成來看，它屬于微電設備，能夠計算方位角等各項數(shù)據(jù)。無論是測量的精準度還是速度都是其他設備無法比擬的。

2 全站儀的操作步驟

全站儀的操作十分簡單，基本屬于全自動化操作，工作人員只需要安裝設備、開關機和觀察即可。

2.1 測前準備

調整設備結構，安裝電池；設備基礎設置，保持水平；根據(jù)測量環(huán)境和需求設置參數(shù)，監(jiān)測測量功能是否正常，各零部件使用是否正常，是否正常開機。

2.2 觀測步驟

瞄準需要測量的物體；觀察測量數(shù)據(jù)，根據(jù)需求操作全站儀；記錄所測得的數(shù)據(jù)。測量結束后關機，原封不動地運走設備。

3 全站儀的應用方法

現(xiàn)代全站儀功能強大，可以同時測量相關環(huán)境的距離、角度、高差，并整理測量地點的三維坐標，方便數(shù)據(jù)整合；在野外測量時，還可以連接計算機、繪圖儀等設備，或者使用電子測距軟件，最后實現(xiàn)自動化構圖。其操作簡單，適用范圍廣，已經在工程測量中得到了廣泛應用。

3.1 全站儀測量方法

1）以計算機為主體設備，通常是使用便攜式計算機，將其作為連接全站儀的電子設備，同時連接通信線實現(xiàn)與全站儀測量信息的交互存儲，達到數(shù)據(jù)記錄和分析整理的目的。利用計算機設備，可以提高測量數(shù)據(jù)的準確性，而簡單輕便的操作方式，對于復雜地形、無法大規(guī)模測量的地區(qū)來說有實踐意義。最后通過計算機繪制測量圖，做到系統(tǒng)化操作，節(jié)省了大量的人力和物力。

2）全站儀內存法。對所有測量得到的數(shù)據(jù)進行編碼，利用全站儀內置的存儲系統(tǒng)記錄數(shù)據(jù)。這種方法一般是在無其他設備支持的條件下進行，例如一些小規(guī)模測量工作，優(yōu)點是靈活性強、便于操作。

3）電子手薄法。使用藍牙連接電子設備和全站儀，通過電腦設備中的軟件功能實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲，并對現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)開展全面分析，實時監(jiān)控。隨著計算機技術的不斷發(fā)展，現(xiàn)代全站儀大多結合了計算機和網絡技術。在未來，全站儀的應用也離不開計算機和網絡。

3.2 數(shù)字化測量過程

1）工程測量一般在戶外開展，很多時候還要進行野外采集。野外采集可以使用解算法，對待測量地區(qū)進行碎部點的數(shù)據(jù)采集，計算機記錄用x、y、h表示三維坐標，重點記錄測量所得到的參數(shù)、水平和垂直的角度等各測量點的信息，并注意數(shù)據(jù)記錄的全面性，一邊采集，一邊還要繪制測量草圖，方便采集工作完成后數(shù)據(jù)和圖譜報告的生成。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)轉換和計算，首先對采集到的數(shù)據(jù)進行整理，檢查數(shù)據(jù)是否存在誤差和遺漏。在開展數(shù)據(jù)計算時，注意數(shù)據(jù)計算主要針對的是地形地貌，還要以平面圖和繪制等高線的方式，建立圖形文件，詳細描述數(shù)據(jù)處理結果。

4 在工程測量中的應用

4.1 多余測量

對于工程測量來說，多余測量是十分重要的部分。通過多余測量，可以有效提高測量數(shù)據(jù)的精度和準確度，同時控制數(shù)據(jù)誤差。①在應用中，主要是對高差和邊長進行測量。測量人員在測量現(xiàn)場進行放點定位測量，這時需要確定測量的邊長和高差，還要通過變動棱鏡的高度對其垂直差、斜距等進行計算，最后核對測量數(shù)據(jù)，分析處理數(shù)據(jù)。②水平角測量。大多數(shù)工程測量都需要進行水平角測量，對測量控制點的左右兩個角進行觀察，這樣可以保證測量的準確性。

4.2 碎部點測量

在上述的野外測量中說到，碎部點測量是得到測量數(shù)據(jù)的基本手段。測量人員在進行碎部點測量時，要保證測量點在控制點之上，并將碎部點作為一個控制點，這樣可以得到觀測點的坐標，便于明確測量區(qū)域的具體情況，減少誤差。從碎部點的測量需求來看，它在戶外測量工作中的意義是巨大的，也是我們最常見的一種測量方式。碎部點測量的全過程都需要使用全站儀和計算機，計算機作為輔助，承擔著數(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量數(shù)據(jù)，最后繪制圖形報告。但是戶外測量受環(huán)境及其他因素的影響很大，為了保證測量數(shù)據(jù)的準確性，首先要固定全站儀的位置，確定其測量方位，并使其固定，才能在其他設備的配合下順利開展工作，保證測量的精度。

5 工程測量中需注意的問題

為了保證測量工作的順利開展，在提高測量效率的同時要保證測量數(shù)據(jù)的精確度，從而為工程建設提供全面有效的真實數(shù)據(jù)。為此，在全站儀的應用方面，還應該注意一些問題，以便減少對測量中的不良影響。首先，在使用全站儀前，注意檢查設備是否可以順利運行，例如開關機、各部件、系統(tǒng)選項功能是否正常等，在保證全站儀穩(wěn)定運行的情況下才能開展工作；測量工作完成后，認真保管好全站儀，定期清理灰塵，維護其潔凈，按時檢查，減少設備故障；選擇適合測量工作需求、滿足全站儀固定要求的三腳架。三腳架對固定全站儀來說十分重要，一般所選用的三腳架是金屬和木頭制成的，這樣的材質方便攜帶，但戶外作業(yè)容易導致三腳架出現(xiàn)震動，影響數(shù)據(jù)精度。我們在選擇三腳架時，最好選用木質結構，同時放置在地段平滑的路段，與全站儀做好固定，以免發(fā)生側滑等問題。戶外作業(yè)對環(huán)境的要求很高，天氣會直接影響測量效果。如果是在陽光強烈的天氣開展測量，要注意遮陽和防曬；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 結語

全站儀的自動化發(fā)展給工程測量帶來了積極影響，現(xiàn)代全站儀不僅廣泛應用于工程測量中，其測量方法的多樣化使工程測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)更是實現(xiàn)了測量數(shù)據(jù)的精確化和標準化。為此，我們要在實際工作中靈活、綜合地運用全站儀的各種測量功能，獲得高質量的測量成果。