胡興強(qiáng)

摘 要：全站儀的應(yīng)用大大提高了我國的工程測量水平和效率，但由于應(yīng)用時(shí)間相對較短、應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)不足，我國現(xiàn)代工程測量中關(guān)于全站儀的操作應(yīng)用還無法百分之百地做到科學(xué)、準(zhǔn)確、高效。為此，筆者結(jié)合工作實(shí)際，在簡要概述全站儀及其基本工作原理的基礎(chǔ)上，闡釋了全站儀的具體操作與應(yīng)用方法，并重點(diǎn)探析了全站儀在我國現(xiàn)代工程測量中的應(yīng)用，以期對提高全站儀在我國現(xiàn)代工程測量領(lǐng)域應(yīng)用的科學(xué)性有所幫助。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代工程測量 全站儀 應(yīng)用

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

自進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國的測繪科學(xué)與技術(shù)獲得了迅猛發(fā)展，工程測量水平和效率大幅提高，這主要得益于現(xiàn)代測量儀器設(shè)備的使用，其中最具代表性的莫過于“全站儀”的出現(xiàn)和使用。全站儀，又有電子全站儀之稱，其是一種集光、機(jī)、電及精密機(jī)械加工等一系高精尖技術(shù)于一體的、代表了目前最先進(jìn)測量技術(shù)的專業(yè)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(nèi)置軟件功能豐富等優(yōu)點(diǎn)，被越來越多地應(yīng)用于現(xiàn)代工程測量中。但由于全站儀在我國工程測量領(lǐng)域應(yīng)用時(shí)間還較短，應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)不足，導(dǎo)致現(xiàn)代工程測量中關(guān)于全站儀的操作應(yīng)用還無法百分之百地做到科學(xué)、準(zhǔn)確、高效。為此，筆者結(jié)合工作實(shí)際，就現(xiàn)代工程測量中全站儀的應(yīng)用問題進(jìn)行專門探析，在簡要概述全站儀及其基本工作原理的基礎(chǔ)上，闡釋了全站儀的具體操作與應(yīng)用方法，并重點(diǎn)探析了全站儀在我國現(xiàn)代工程測量中的應(yīng)用，旨在有效提高我國現(xiàn)代工程測量領(lǐng)域全站儀應(yīng)用的科學(xué)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(jīng)緯儀、光電測距儀和電子記錄器幾部分組成，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測角、自動(dòng)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(yīng)用于地面工程測量中，倍受測量工作者喜愛。由于專業(yè)化全站儀中具備相應(yīng)的信息處理系統(tǒng)，能夠在一定程度上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速高效處理，準(zhǔn)確計(jì)算出所需要的放樣點(diǎn)方位角，確切地說是一種能夠?qū)λ浇嵌?、豎直角度以及高差等進(jìn)行有效測量與處理的專業(yè)化儀器。當(dāng)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(tǒng)，所有與全站儀有關(guān)的操作指令、數(shù)量及參數(shù)等都可以通過鍵盤輸入、設(shè)置，并且以上各子系統(tǒng)都可以通過I/O（輸入/輸出）接口接入總線，與內(nèi)部微處理機(jī)聯(lián)系起來，由微處理機(jī)完成最終數(shù)據(jù)的計(jì)算處理工作。微處理機(jī)是全站儀的核心部件，主要包括控制器系統(tǒng)、寄存器系統(tǒng)以及運(yùn)算器系統(tǒng)等，主要功能在于結(jié)合鍵盤輸入指令，對儀器進(jìn)行正常啟動(dòng)以及科學(xué)化控制，而且還可以就實(shí)際測量全過程實(shí)施檢核，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速傳輸與儲(chǔ)存，保證全站儀各個(gè)子系統(tǒng)有條不紊地工作。

2 全站儀的操作與使用

由于全站儀內(nèi)置了“微處理機(jī)”，因此也大幅提高了全站儀的自動(dòng)化水平，測角、測距、計(jì)算、記錄等在相關(guān)操作輔助下都可以自動(dòng)完成；其操作、使用主要涉及角、距離和坐標(biāo)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(biāo)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(jìn)入“角度測量模式”，同時(shí)調(diào)整鏡頭，使其照準(zhǔn)第一個(gè)目標(biāo)，假設(shè)其為A。

第二步，設(shè)置目標(biāo)A方向水平度盤讀數(shù)，將其設(shè)置0°00′00″。

第三步，調(diào)整鏡頭，使其照準(zhǔn)第二個(gè)目標(biāo)，假設(shè)其為B，然后查看水平度盤讀數(shù)，這時(shí)水平度盤的讀數(shù)即為目標(biāo)A和目標(biāo)B兩個(gè)方向的水平夾角。

2.2 距離的測量

第一步，對棱鏡常數(shù)進(jìn)行設(shè)置。從專業(yè)化角度出發(fā)，正式測距開始之前，相關(guān)工作人員應(yīng)該把所需要的棱鏡常數(shù)及時(shí)輸入專業(yè)設(shè)備當(dāng)中，這種情況下，后續(xù)設(shè)備就會(huì)根據(jù)輸入的“常數(shù)”自動(dòng)修正所測距離的值。

第二步，針對大氣改正數(shù)值或者是對氣壓值進(jìn)行科學(xué)設(shè)置。當(dāng)開展距離測量活動(dòng)的時(shí)候，應(yīng)該有效輸入所要測試環(huán)境當(dāng)中的氣壓值情況與實(shí)際溫度情況，在此基礎(chǔ)上，全站儀再就大氣改正值進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，當(dāng)直接輸入相應(yīng)的大氣改正值之后，后續(xù)設(shè)備會(huì)根據(jù)輸入的變量修正測距結(jié)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(jìn)行測量。工作人員應(yīng)及時(shí)調(diào)整好鏡頭，保證鏡頭能夠?qū)?zhǔn)目標(biāo)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(shè)備會(huì)自動(dòng)顯示出高差、斜距以及平距數(shù)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(shí)候，有的時(shí)候會(huì)不支持對儀器高以及棱鏡高的科學(xué)設(shè)定，該情況下，所顯示出來的高差值可以認(rèn)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(biāo)的測量

第一步，將測站點(diǎn)三維坐標(biāo)值輸入到設(shè)備中。

第二步，將后視點(diǎn)坐標(biāo)輸入到設(shè)備中，或者直接設(shè)定后視方向的水平度盤讀數(shù)，即后視方向方位角；當(dāng)將后視點(diǎn)坐標(biāo)值輸入到設(shè)備中后，設(shè)備會(huì)自動(dòng)計(jì)算出后視方向方位角，并將方位角值自動(dòng)設(shè)定成后視方向的水度盤讀數(shù)。

第三步，將棱鏡常數(shù)輸入到設(shè)備中。

第四步，將大氣改正值或氣溫、氣壓值輸入到設(shè)備中。

第五步，將儀器高值、棱鏡高值輸入到設(shè)備中。

第六步，照準(zhǔn)目標(biāo)棱鏡，按下坐標(biāo)測量鍵，設(shè)備會(huì)開始自動(dòng)測距并計(jì)算測點(diǎn)三維坐標(biāo)。

3 全站儀在工程測量中的應(yīng)用

下面筆者結(jié)合工作實(shí)際，專門探討如何使用全站儀進(jìn)行施工放樣和后方交會(huì)。

3.1 施工放樣

就施工放樣而言，全站儀要比傳統(tǒng)的經(jīng)緯儀效率高得多，尤其是近些年來出現(xiàn)的一種新型的自帶中樁邊樁計(jì)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(shí)現(xiàn)了“傻瓜化”；該類型全站儀以拓普康GTS-330全站儀為代表，相關(guān)工作人員需要從x、y、z三維角度進(jìn)行放樣處理，然后在已知點(diǎn)建站以及后視點(diǎn)、方位角數(shù)量掌握的前提下完成最終的坐標(biāo)放樣。具體來說，實(shí)際操作流程如下：選擇施工放樣模式—輸入設(shè)置站點(diǎn)坐標(biāo)—輸入設(shè)置后視點(diǎn)坐標(biāo)—輸入設(shè)置放樣點(diǎn)坐標(biāo)—實(shí)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(dāng)完成一個(gè)點(diǎn)的放樣之后，就必須要對該放樣點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)進(jìn)行及時(shí)測量，之后再對測量出來的放樣點(diǎn)實(shí)際坐標(biāo)值以及相關(guān)的原始數(shù)據(jù)實(shí)施對比，也就是說“步步校核”；此外，當(dāng)整個(gè)放樣步驟完成之后，還必須要對其他導(dǎo)線點(diǎn)進(jìn)行再一次測量，對所測量出來的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，確保工作設(shè)備高效運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.2 后方交會(huì)

通常情況下，需要借助兩個(gè)以上的已知點(diǎn)進(jìn)行站點(diǎn)的建立，之后再按照一定的順序，實(shí)現(xiàn)儀器高度、已知點(diǎn)坐標(biāo)以及高程等數(shù)值在全站儀中的合理輸入，然后再運(yùn)用全站儀科學(xué)測量未知點(diǎn)以及已知點(diǎn)之間的水平距離。若是已知點(diǎn)坐標(biāo)已經(jīng)輸入到了規(guī)定設(shè)備當(dāng)中，則設(shè)備將會(huì)自動(dòng)計(jì)算出實(shí)際建站點(diǎn)坐標(biāo)以及高程情況，做到計(jì)算結(jié)果的高效化保存，此外，測量過程中，必須在滿足相關(guān)條件后才能通過“交會(huì)”得出測量結(jié)果。

4 結(jié)語

目前，全站儀被嘗試應(yīng)用到現(xiàn)代工程測量中，其在現(xiàn)代工程測量中的應(yīng)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(yè)強(qiáng)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(rèn)可，極大地促進(jìn)了我國現(xiàn)代工程測量事業(yè)的發(fā)展。

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