全站儀在工程測量中的應(yīng)用不僅提高了工作效率，減少了外業(yè)計算、記錄和外業(yè)工作時間，而且提高了作業(yè)精度。提高了人們對全站儀的認(rèn)識，使全站儀更好的應(yīng)用于工程測量。《現(xiàn)代測量與實驗室管理》(曾用刊名：現(xiàn)代計量測試;國外計量)，1993年創(chuàng)刊，是講師科學(xué)刊物。《現(xiàn)代測量與實驗室管理》主要報道國外新的講師基準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)的建立與改進(jìn)、國外新的檢定技術(shù)與裝置、國外新的測試技術(shù)與裝置、國外各講師專業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢、國外新研制的講師器具及設(shè)備。

　　摘 要：隨著科技的發(fā)展，新技術(shù)的不斷出現(xiàn)，如今的建筑不單單只是供人們生產(chǎn)，生活使用了，完善使用功能的同時，開始擴(kuò)大化修建，層數(shù)的增加，外圍獨特多樣化的美觀要求無不促使施工方在確保工程順利交工的同時保證工程的質(zhì)量。于是先進(jìn)、智能、精準(zhǔn)的儀器成了工程施工中的關(guān)鍵。全站儀技術(shù)在目前測量工作中已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，本文結(jié)合全站儀的工作原理及實踐經(jīng)驗，對全站儀的應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)與分析。

　　關(guān)鍵字：全站儀;測量;技術(shù)應(yīng)用

　　全站儀的概念

　　在一個測站點能快速進(jìn)行三維坐標(biāo)測量、定位和自動數(shù)據(jù)采集、處理、存儲等工作，較完善地實現(xiàn)了測量和數(shù)據(jù)處理過程的電子化和一體化，所以稱“全站型電子速測儀”，通常又稱為“電子全站儀”或簡稱“全站儀”。

　　(1)全站儀測量附件

　　反光棱鏡、棱鏡桿、對中桿、反射片、充電器、數(shù)據(jù)通訊線、對講機(jī)、三腳架、對中基座等

　　(2)工作原理及功能

　　全站儀的工作原理是將經(jīng)緯儀角度測量、測距儀距離測量和電子計算機(jī)的自動處理系統(tǒng)很好的結(jié)合在一起。從整體上來看全站儀功能可分為三個部分：

　　第一，用來進(jìn)行測點數(shù)據(jù)的采集，主要進(jìn)行測點的三維坐標(biāo)測量，廣泛應(yīng)用于地形測量中;

　　第二，工程放樣，主要用于根據(jù)設(shè)計數(shù)據(jù)進(jìn)行實地放樣，可使整個工程能夠按設(shè)計要求順序、有效的進(jìn)行下去;

　　第三，全站儀具有極其強(qiáng)大的記憶功能，已知點成果及成千上萬個測點坐標(biāo)成果均可內(nèi)存于儀器中，坐標(biāo)數(shù)據(jù)可通過個人計算機(jī)從傳輸電纜與儀器內(nèi)存進(jìn)行相互傳輸;

　　(3)儀器參數(shù)的設(shè)置

　　只有儀器設(shè)置了正確的參數(shù)之后，儀器的計算處理系統(tǒng)才可以對測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行修正處理。測量之前全站儀參數(shù)設(shè)置為

　　儀器常數(shù)設(shè)置( 儀器出廠時已設(shè)定，不要輕易改變它)

　　棱鏡常數(shù)設(shè)置，不同型號的棱鏡因其結(jié)構(gòu)不同，改正常數(shù)就不同

　　地球大氣曲率改正，將工區(qū)海拔、平均氣溫輸入后儀器在測量過程中會進(jìn)行自動改正。

　　(4)測量模式設(shè)置

　　全站儀距離測量可以選用 3 種不同的模式，分別是精測模式、粗測模式和跟蹤測量模式。要結(jié)合測量工程的精度需要來合理的確定，測量過程中要嚴(yán)格按測量規(guī)范中限差的要求執(zhí)行，以確保工程質(zhì)量。如今，全站儀性能飛速發(fā)展，測距模式中有棱鏡和免棱鏡測量，測距功能還具備紅外可見光功能，這些功能已得到廣泛應(yīng)用，尤其在礦山測量中。

　　(5)操作步驟

　　在測量工作開始之前首先要對全站儀進(jìn)行詳細(xì)的檢查; 實地操作時完成對中和整平之后才可以打開機(jī)器，進(jìn)一步檢查設(shè)置好需要的儀器參數(shù)和測量的功能。

　　將全站儀瞄準(zhǔn)測量目標(biāo)，按照前面設(shè)置的參數(shù)和測量功能進(jìn)行測量并自動記錄測量數(shù)據(jù)，在確保測量結(jié)果正確無誤和測量內(nèi)容沒有遺漏的前提下，再關(guān)閉測量儀器進(jìn)入下一測站的測量。

　　全站儀的應(yīng)用

　　全站儀的應(yīng)用

　　測繪工程;

　　建筑工程;

　　交通與水利工程;

　　地籍與房地產(chǎn)測量;

　　大型工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備和構(gòu)件的安裝調(diào)試;

　　船體設(shè)計施工;

　　大橋水壩的變形觀測;

　　地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測;

　　體育競技等。

　　全站儀的應(yīng)用特點

　　地形測量：控制測量和地形測量同時進(jìn)行。

　　施工放樣測量：可以將設(shè)計好的管線、道路、工程建筑的位置測設(shè)到地面，實現(xiàn)三維坐標(biāo)快速施工放樣。

　　變形觀測：可以對建筑(構(gòu)筑)物的變形、地質(zhì)災(zāi)害等進(jìn)行實時動態(tài)監(jiān)測。

　　控制測量：導(dǎo)線測量，前方交會、后方交會等程序功能，操作簡單、速度快、精度高。

　　在同一測站點，可完成全部測量的基本內(nèi)容，包括角度測量、距離測量、高差測量;實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲和傳輸。

　　通過傳輸設(shè)備，可將全站儀與計算機(jī)，繪圖機(jī)相連，形成內(nèi)外一體的測繪系統(tǒng)。

　　(3)全站儀的基本組成

　　全站儀由電子測角、電子測距、電子補(bǔ)償、微機(jī)處理裝置四大部分組成

　　全站儀=測量數(shù)據(jù)采集+測量過程控制

　　1、全站儀的基本結(jié)構(gòu)

　　全站儀按其結(jié)構(gòu)可分為：組合式(積木式)與整體式

　　組合式全站儀

　　組合式結(jié)構(gòu)的全站儀是由測距儀、光學(xué)經(jīng)緯儀及電子計算機(jī)部分拼裝組合而成。

　　優(yōu)點：能通過不同的構(gòu)建進(jìn)行多樣組合，當(dāng)個別構(gòu)件損壞時，可以用其它構(gòu)件代替，具有很強(qiáng)的靈性。

　　整體式全站儀

　　整體式結(jié)構(gòu)的全站儀是在一個機(jī)器外殼內(nèi)含有電子測距、測角、補(bǔ)償、記錄、計算、存儲等部分。將發(fā)射、接受、瞄準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計成同軸，共用一個望遠(yuǎn)鏡，角度和距離測量只需一次瞄準(zhǔn)，測量結(jié)果能自動顯示并能與外圍設(shè)備雙向通訊

　　優(yōu)點：體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便、精度高。

　　近期的全站儀都采用整體式結(jié)構(gòu)。

　　全站儀的精度

　　全站儀的主要精度指標(biāo)是測距精度和測角精度。

　　全站儀的等級

　　國家計量檢定規(guī)程(JJG100-94)將全站儀準(zhǔn)確度等級劃分為四個等級

　　準(zhǔn)確度等級 測角標(biāo)準(zhǔn)差 測距標(biāo)準(zhǔn)差

　　Ⅰ ≦1” ≦5mm

　　Ⅱ 1“≦2” ≦5mm

　　Ⅲ 2“≦6” 5≦10mm

　　Ⅳ 6“≦10” ≦10mm

　　Ⅰ、Ⅱ級為精密型全站儀，主要用于控制測量及變形觀測等;

　　Ⅲ、Ⅳ級主要用于道路和建筑場地的施工測量、電子平板數(shù)據(jù)采集、地籍和房地產(chǎn)測量等。

　　全站儀坐標(biāo)法放樣的誤差計算

　　用全站儀坐標(biāo)法放樣點位完成后,使用下列公式計算點位誤差:

　　mP=√S2/ρ2m2β+m2S

　　式中:mP——放樣點點位中誤差

　　mS——邊長中誤差

　　mβ——角度中誤差

　　S——測站點至放樣點的距離在放樣過程中:點位標(biāo)定誤差及儀器對中誤差要求≤ ±2mm。

　　三、測量技術(shù)應(yīng)用

　　(1)放樣測量

　　放樣測量用于在實地上測定出所要求的點。在放樣測量中，通過對照準(zhǔn)點的水平角、距離或坐標(biāo)的測量，儀器所顯示的是預(yù)先輸入的待放樣值與實測值之差

　　偏心測量

　　偏心測量用于測定測站至通視但無法設(shè)置棱鏡的點、或者測站至不通視點間的距離和角度。測量時，將棱鏡(偏心點)設(shè)在待測點(目標(biāo)點)附近，通過對測點至棱鏡(偏心點)間距離和角度的測量。來定出測站至待測點(目標(biāo)點)間的距離和角度。

　　對邊測量

　　對邊測量用于在不搬動儀器的情況下，直接測量某一起始點(P1)與任何一個其他點間的斜距、平距和角度。

　　懸高測量

　　懸高測量用于對不能設(shè)置棱鏡的目標(biāo)(如高壓輸電線、橋梁等)高度的測量。

　　后方交會測量

　　后方交會通過對多個已知點的測量定出測站點的坐標(biāo)。

　　面積計算

　　面積計算通過輸入或調(diào)用儀器內(nèi)存中的三個或多個點的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，計算出由這些點的連線封閉而成的圖形的面積，所用坐標(biāo)數(shù)據(jù)可以是測量所得，也可以是手工輸入。且這兩種方法可交替進(jìn)行。

　　全站儀測量的技術(shù)中的注意事項

　　測量參數(shù)的設(shè)定

　　在進(jìn)行距離測量的時候，特別要注意的是，使用不同型號的反光鏡將設(shè)置不同的棱鏡常數(shù)，在測量的過程中反復(fù)的檢查反光鏡是否匹配。在記錄測量數(shù)據(jù)時注意區(qū)分全站儀顯示屏中的數(shù)據(jù)是平距還是斜距，在測量的過程中要注意輸入儀器氣壓和溫度是否精確。

　　最佳導(dǎo)線的布置方案

　　在帶狀地形地區(qū)、特別是地下工程中最適用導(dǎo)線控制測量。在測量過程中，必須按照相應(yīng)的測量等級限差要求進(jìn)行相關(guān)的計算。利用全站儀的程序功能進(jìn)行導(dǎo)線測量工作更加的直接、方便、快捷。

　　工程施工放樣

　　在工程施工放樣的過程中也可以運用全站儀放樣功能將設(shè)計數(shù)據(jù)測設(shè)到實地，常用方法即極坐標(biāo)法，已知點、放樣點的坐標(biāo)數(shù)據(jù)提前整理并傳輸?shù)絻x器中;放樣過程中，必須對已知點和放樣數(shù)據(jù)進(jìn)行反復(fù)的檢查核實，確保放樣測量數(shù)據(jù)正確是保證工程施工質(zhì)量的基礎(chǔ)，一時疏忽就會造成不可估量的損失。

　　其他事項

　　在一些工程中，例如井巷工程中全站儀高程測量完全可以代替四等水準(zhǔn)測量，測量過程中需要嚴(yán)格安置整平儀器，測量時保持兩個棱鏡高度一致，當(dāng)然使用一個棱鏡效果更佳。在不需量取儀器高和棱鏡高的情況下，就可以得到較高的高程測量精度。全站儀的測量精度在地形測量和一般的礦山工程測量、施工放樣測量中已足夠，但是在等級測量中仍需要嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行觀測、檢核、記錄、平差計算等。