全站儀測(cè)量技術(shù)應(yīng)用
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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(shí)，開(kāi)始擴(kuò)大化修建，層數(shù)的增加，外圍獨(dú)特多樣化的美觀要求無(wú)不促使施工方在確保工程順利交工的同時(shí)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(cè)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(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)全站儀的應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)與分析。

在一個(gè)測(cè)站點(diǎn)能快速進(jìn)行三維坐標(biāo)測(cè)量、定位和自動(dòng)數(shù)據(jù)采集、處理、存儲(chǔ)等工作，較完善地實(shí)現(xiàn)了測(cè)量和數(shù)據(jù)處理過(guò)程的電子化和一體化，所以稱(chēng)“全站型電子速測(cè)儀”，通常又稱(chēng)為“電子全站儀”或簡(jiǎn)稱(chēng)“全站儀”。

（1）全站儀測(cè)量附件

反光棱鏡、棱鏡桿、對(duì)中桿、反射片、充電器、數(shù)據(jù)通訊線、對(duì)講機(jī)、三腳架、對(duì)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(cè)量、測(cè)距儀距離測(cè)量和電子計(jì)算機(jī)的自動(dòng)處理系統(tǒng)很好的結(jié)合在一起。從整體上來(lái)看全站儀功能可分為三個(gè)部分：

第一，用來(lái)進(jìn)行測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)的采集，主要進(jìn)行測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)測(cè)量，廣泛應(yīng)用于地形測(cè)量中；

第二，工程放樣，主要用于根據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)地放樣，可使整個(gè)工程能夠按設(shè)計(jì)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(diǎn)成果及成千上萬(wàn)個(gè)測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)成果均可內(nèi)存于儀器中，坐標(biāo)數(shù)據(jù)可通過(guò)個(gè)人計(jì)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(jì)算處理系統(tǒng)才可以對(duì)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行修正處理。測(cè)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(shí)已設(shè)定，不要輕易改變它)

棱鏡常數(shù)設(shè)置，不同型號(hào)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(cè)量過(guò)程中會(huì)進(jìn)行自動(dòng)改正。

（4）測(cè)量模式設(shè)置

全站儀距離測(cè)量可以選用 3 種不同的模式，分別是精測(cè)模式、粗測(cè)模式和跟蹤測(cè)量模式。要結(jié)合測(cè)量工程的精度需要來(lái)合理的確定，測(cè)量過(guò)程中要嚴(yán)格按測(cè)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(cè)距模式中有棱鏡和免棱鏡測(cè)量，測(cè)距功能還具備紅外可見(jiàn)光功能，這些功能已得到廣泛應(yīng)用，尤其在礦山測(cè)量中。

（5）操作步驟

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

將全站儀瞄準(zhǔn)測(cè)量目標(biāo)，按照前面設(shè)置的參數(shù)和測(cè)量功能進(jìn)行測(cè)量并自動(dòng)記錄測(cè)量數(shù)據(jù)，在確保測(cè)量結(jié)果正確無(wú)誤和測(cè)量?jī)?nèi)容沒(méi)有遺漏的前提下，再關(guān)閉測(cè)量?jī)x器進(jìn)入下一測(cè)站的測(cè)量。

全站儀的應(yīng)用

全站儀的應(yīng)用

測(cè)繪工程；

建筑工程；

交通與水利工程；

地籍與房地產(chǎn)測(cè)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(jì)施工；

大橋水壩的變形觀測(cè)；

地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)；

體育競(jìng)技等。

全站儀的應(yīng)用特點(diǎn)

地形測(cè)量：控制測(cè)量和地形測(cè)量同時(shí)進(jìn)行。

施工放樣測(cè)量：可以將設(shè)計(jì)好的管線、道路、工程建筑的位置測(cè)設(shè)到地面，實(shí)現(xiàn)三維坐標(biāo)快速施工放樣。

變形觀測(cè)：可以對(duì)建筑（構(gòu)筑）物的變形、地質(zhì)災(zāi)害等進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

控制測(cè)量：導(dǎo)線測(cè)量，前方交會(huì)、后方交會(huì)等程序功能，操作簡(jiǎn)單、速度快、精度高。

在同一測(cè)站點(diǎn)，可完成全部測(cè)量的基本內(nèi)容，包括角度測(cè)量、距離測(cè)量、高差測(cè)量；實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和傳輸。

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

（3）全站儀的基本組成

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

全站儀=測(cè)量數(shù)據(jù)采集+測(cè)量過(guò)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(cè)距儀、光學(xué)經(jīng)緯儀及電子計(jì)算機(jī)部分拼裝組合而成。

優(yōu)點(diǎn)：能通過(guò)不同的構(gòu)建進(jìn)行多樣組合，當(dāng)個(gè)別構(gòu)件損壞時(shí)，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(gè)機(jī)器外殼內(nèi)含有電子測(cè)距、測(cè)角、補(bǔ)償、記錄、計(jì)算、存儲(chǔ)等部分。將發(fā)射、接受、瞄準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)成同軸，共用一個(gè)望遠(yuǎn)鏡，角度和距離測(cè)量只需一次瞄準(zhǔn)，測(cè)量結(jié)果能自動(dòng)顯示并能與外圍設(shè)備雙向通訊

優(yōu)點(diǎn)：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(cè)距精度和測(cè)角精度。

全站儀的等級(jí)

國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程（JJG100-94）將全站儀準(zhǔn)確度等級(jí)劃分為四個(gè)等級(jí)

準(zhǔn)確度等級(jí) 測(cè)角標(biāo)準(zhǔn)差 測(cè)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(jí)為精密型全站儀，主要用于控制測(cè)量及變形觀測(cè)等；

Ⅲ、Ⅳ級(jí)主要用于道路和建筑場(chǎng)地的施工測(cè)量、電子平板數(shù)據(jù)采集、地籍和房地產(chǎn)測(cè)量等。

全站儀坐標(biāo)法放樣的誤差計(jì)算

用全站儀坐標(biāo)法放樣點(diǎn)位完成后,使用下列公式計(jì)算點(diǎn)位誤差:

mP=√S2/ρ2m2β+m2S

式中:mP——放樣點(diǎn)點(diǎn)位中誤差

mS——邊長(zhǎng)中誤差

mβ——角度中誤差

S——測(cè)站點(diǎn)至放樣點(diǎn)的距離在放樣過(guò)程中:點(diǎn)位標(biāo)定誤差及儀器對(duì)中誤差要求≤ ±2mm。

三、測(cè)量技術(shù)應(yīng)用

（1）放樣測(cè)量

放樣測(cè)量用于在實(shí)地上測(cè)定出所要求的點(diǎn)。在放樣測(cè)量中，通過(guò)對(duì)照準(zhǔn)點(diǎn)的水平角、距離或坐標(biāo)的測(cè)量，儀器所顯示的是預(yù)先輸入的待放樣值與實(shí)測(cè)值之差

偏心測(cè)量

偏心測(cè)量用于測(cè)定測(cè)站至通視但無(wú)法設(shè)置棱鏡的點(diǎn)、或者測(cè)站至不通視點(diǎn)間的距離和角度。測(cè)量時(shí)，將棱鏡（偏心點(diǎn)）設(shè)在待測(cè)點(diǎn)（目標(biāo)點(diǎn)）附近，通過(guò)對(duì)測(cè)點(diǎn)至棱鏡（偏心點(diǎn)）間距離和角度的測(cè)量。來(lái)定出測(cè)站至待測(cè)點(diǎn)（目標(biāo)點(diǎn)）間的距離和角度。

對(duì)邊測(cè)量

對(duì)邊測(cè)量用于在不搬動(dòng)儀器的情況下，直接測(cè)量某一起始點(diǎn)（P1）與任何一個(gè)其他點(diǎn)間的斜距、平距和角度。

懸高測(cè)量

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

后方交會(huì)測(cè)量

后方交會(huì)通過(guò)對(duì)多個(gè)已知點(diǎn)的測(cè)量定出測(cè)站點(diǎn)的坐標(biāo)。

面積計(jì)算

面積計(jì)算通過(guò)輸入或調(diào)用儀器內(nèi)存中的三個(gè)或多個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，計(jì)算出由這些點(diǎn)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(cè)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(cè)量的技術(shù)中的注意事項(xiàng)

測(cè)量參數(shù)的設(shè)定

在進(jìn)行距離測(cè)量的時(shí)候，特別要注意的是，使用不同型號(hào)的反光鏡將設(shè)置不同的棱鏡常數(shù)，在測(cè)量的過(guò)程中反復(fù)的檢查反光鏡是否匹配。在記錄測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)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(cè)量的過(guò)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(cè)量。在測(cè)量過(guò)程中，必須按照相應(yīng)的測(cè)量等級(jí)限差要求進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算。利用全站儀的程序功能進(jìn)行導(dǎo)線測(cè)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(guò)程中也可以運(yùn)用全站儀放樣功能將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)測(cè)設(shè)到實(shí)地，常用方法即極坐標(biāo)法，已知點(diǎn)、放樣點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)提前整理并傳輸?shù)絻x器中；放樣過(guò)程中，必須對(duì)已知點(diǎn)和放樣數(shù)據(jù)進(jìn)行反復(fù)的檢查核實(shí)，確保放樣測(cè)量數(shù)據(jù)正確是保證工程施工質(zhì)量的基礎(chǔ)，一時(shí)疏忽就會(huì)造成不可估量的損失。

其他事項(xiàng)

在一些工程中，例如井巷工程中全站儀高程測(cè)量完全可以代替四等水準(zhǔn)測(cè)量，測(cè)量過(guò)程中需要嚴(yán)格安置整平儀器，測(cè)量時(shí)保持兩個(gè)棱鏡高度一致，當(dāng)然使用一個(gè)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(cè)量精度。全站儀的測(cè)量精度在地形測(cè)量和一般的礦山工程測(cè)量、施工放樣測(cè)量中已足夠，但是在等級(jí)測(cè)量中仍需要嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行觀測(cè)、檢核、記錄、平差計(jì)算等。

五、結(jié)語(yǔ)

全站儀在工程測(cè)量中的應(yīng)用不僅提高了工作效率，減少了外業(yè)計(jì)算、記錄和外業(yè)工作時(shí)間，而且提高了作業(yè)精度。提高了人們對(duì)全站儀的認(rèn)識(shí)，使全站儀更好的應(yīng)用于工程測(cè)量