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1、 浅谈全站仪在工程测量中的应用浅谈全站仪在工程测量中的应用摘要：摘要：工程测量按其工作顺序和性质分为：勘测设计阶段的工程控制测 量和地形测量；施工阶段的施工测量和设备安装测量；竣工和管理阶 段的竣工测量、变形观测及维修养护测量等。遍布国民经济建设和国 防建设的各部门和各个方面。随着时代的发展单纯的技术发展遇到了 挑战。全站仪集测距、测角、测坐标、放样等多功能于一体,是测绘、 施工等方面广泛应用的一种新型测量仪器。文章从工程测量的测量步 骤和全站仪的测量原理出发，简单的概述一下全站仪在工程测量中的 应用以及给予工程测量学的技术支持。 Engineering survey according to
2、 the work order and properties are divided into: survey design phase of the project control survey and topography measurement; Construction stage of the construction survey and equipment installation measurement; Completion and management phase of the completion deformation observation and measureme
3、nt, maintenance measurements. In the development of national economy and the construction of national defense department and every aspect. With the development of The Times merely technical development a challenge. Tachometer set, the Angle, measuring range, layout and multi-function coordinate at a
4、n organic whole, is surveying and mapping, construction etc widely application of a new type of measuring instruments. This article from the engineering survey measurement steps and principle of measurement of the tachometer, based on a brief overview of the tachometer in the measurement of the engi
5、neering application and to give engineering measurement learn technical support. 关键词：全站仪关键词：全站仪 工程测量工程测量 应用与技术支持应用与技术支持 一、一、 引言引言 工程测量的服务对象主要是各种工业与民用工程建设。按照工程 建设过程，工程测量通常包括控制测量、地形测量、放样定位、工程检测与监测、数据处理分析以及数据管理等方面。总体上讲，当前工 程测量技术发展的特点可以归纳为，测绘方案追求科学化和合理化， 测绘过程趋向自动化、智能化、集成化、动态化和（准）实时化，测 绘成果呈数字化、可视化和多样化，应用
6、领域日益广泛化。可是随着 时代的发展原有的工程测量技术出现了很多缺点和不足。全站仪的出 现 ,使测绘科学的理论、方法和技术都发生了变化,极大地促进了侧 量技术自动化和一体化发展。全站仪以其自动化程度高、测量速度快 、观测精度高 、性能稳定的特点,广泛应用于工程侧量中,并在工程 测量实践中体现出其越来越多优势。而其在工程测量中也扮演着更为 重要的作用。 二、二、 全站仪的特点以及测量原理全站仪的特点以及测量原理 2.12.1 全站仪的特点全站仪的特点 全站仪主要由电源、测角、测距、中央处理器（CPU）、输入、 输出几部分组成。 全站型电子速测仪是数字测图中常用的数据采集设备。全站仪分 为分体式和
7、整体式两类。分体式全站仪的照准头和电子经纬仪不是一 个整体，进行作业时将照准头安装在电子经纬仪上，作业结束后卸下 来分开装箱；整体式全站仪是分体式全站仪的进一步发展，照准头和 电子经纬仪的望远镜结合在一起，形成一个整体，使用起来更为方便。 对于基本性能相同的各种类型的全站仪，其外部可视部件基本相同。 全站仪主要由五个系统组成：控制系统、测角系统、测距系统、记录 系统和通讯系统。 全站仪全站型电子速测仪的简称是由电子侧角、电子测距 、电 子计算和数据存储单元等组成的三维坐标侧量系统 ,可实现测量结果 自动显示、记录和存储,并能与外围设备 计算机、等 交换测量信息 和控制信息,能快速完成一个测站所
8、需完成的工作 ,包括平距、高差、 高程、坐标及放样等方面数据的计算,是一个带有特殊功能的计算机 控制系统。全站仪的特性具有以下特性：1.白检与改正功能由于全站 仪自校功能和软件功能的完善,在一定的误差范围内可以通过软件加 以改正；2. 双向传输功能。计算机从全站仪中接收数据 ,计算机也 可向全站仪传输数据、编码及程序,或计算机实时控制全站仪的工作 状态；3. 特殊性。全站仪和各种侧绘软件结合 可实现遥控作业；4. 统一性 具有统的存储介质 数据载体、统一的数据接口和统一的数据 格式；5. 开放性由干全站仪具备了统一性的条件 所以仪器之间的数据可以交换 与共享,作业人员可以开发程序放入全站仪中
9、实现了对 用户的开放。 全站仪分为分体式和整体式两类。分体式全站仪的照准头和电子 经纬仪不是一个整体,进行作业时将照准头安装在电子经纬仪上 ,作 业结束后卸下来分开装箱 整体式全站仪是分体式全站仪的进一步发 展 ,照准头与电子经纬仪的望远镜结合在一起 ,形成一个整体 ,使用 起来更 为方便。 2.22.2 全站仪的测量原理全站仪的测量原理2.2.12.2.1 全站仪的技术指标全站仪的技术指标全站仪的技术指标主要用全站仪的测距标称精度和测角精度来表 示。 全站仪的测距标称精度表达式为： )(DbamD式中：mD测距中误差（mm）；a标称精度中的固定误差（mm）；b标称精度中的比例误差系数（mm/
10、km）；D测距长度（km）。 工程中常用全站仪的测角精度一般为 25。 2.2.22.2.2 全站仪的各种测量原理全站仪的各种测量原理 2.2.2.12.2.2.1 测角原理测角原理 光电度盘一般分为两大类：一类是由一组排列在圆形玻璃上具有 相邻的透明区域或不透明区的同心圆上刻得编码所形成编码度盘进行 测角；另一类是在度盘表面上一个圆环内刻有许多均匀分布的透明和 不透明等宽度间隔的辐射状栅线的光栅度盘进行测角。也有将上述二 者结合起来，采用“编码与光栅相结合”的度盘进行测角。 （1）编码度盘测角原理 在玻璃圆盘上刻划几个同心圆带，每一个环带表示一位二进制编 码，称为码道(如下图 3-P51(两
11、图)所示）。如果再将全圆划成若干 扇区，则每个扇形区有几个梯形，如果每个梯形分别以“亮”和“黑” 表示“0”和“1”的信号，则该扇形可用几个二进数表示其角值。例 如，用四位二进制表示角值，则全圆只能刻成 2416 个扇形，则度 盘刻划值为 360o/16=22.5o，如图所示，这显然是没有什么实际意义 的。如果最小值为 20”，则需刻成(3606060)/20=64800 个扇形 区，而 64800216 个码道。因为度盘直径有限，码道愈多，靠近度盘中心的扇形间隔愈小，又缺乏使用意义，故一般将度盘刻成适当的 码道，再利用测微装置来达到细分角值的目的。2.2.2.22.2.2.2 测距原理测距原
12、理欲测定 A、 B 两点间的距离 D，安置仪器于 A 点，安置反射镜 于 B 点。仪器发射的光束由 A 至 B，经反射镜反射后又返回到仪器。 设光速 c 为已知，如果光束在待测距离 D 上往返传播的时间 T。已 知，则距离 D 可由下式求出式中 c c。 n， c。为真空中的光 速值，其值为 299792458m s, n 为大气折射率，它与测距仪所用 光源的波长，测线上的气温 t,气压 P 和湿度 e 有关。2.2.2.32.2.2.3 坐标测量原理坐标测量原理在已知测站点安置仪器，选择坐标测量模式，输入仪器高和棱镜 高、测站点坐标和后视点的平面坐标和各种气象改正要素。 输入后视点的平面坐标
13、是使仪器求得测站点至后视点的方位角， 如果该方位角已知，则可直接输入方位角 ，而不必输入平面坐标。操作时照准后视点，配置度盘读数为方位角值（也可输入后视点 的平面坐标，仪器将自动计算出方位角）。然后转动照准部，照准镜 站点上所立棱镜，按下测量键即可求得镜站点的三维坐标。若输入：方位角 sb，测站坐标（Xs，Ys）；测得：水平角 和平距 Dsi。则有： 方位角：si=sb+ 坐标：Xi=Xs+DsiCOSsi ；Yi=Ys+DsiSinst 若输入：测站 S 高程 Hs，测得：仪器高 i ，棱镜高 v ，平距 Dsi，竖直角，则有： 高程： 2.2.2.42.2.2.4 放样原理放样原理 在大致
14、位置立棱镜，测出当前位置的坐标。 将当前坐标与待放样点的坐标相比较，得距离差值 dD 和角 度差 dHR 或纵向差值 X 和横向差值 Y 。 根据显示的 dD 、dHR 或 X 、Y ，逐渐找到放样点的位 置。2.2.32.2.3 全站仪的一般操作程序全站仪的一般操作程序后视点测站点镜站点XYON仪器对中、整平一打开电源水平度盘和垂直度盘指标的设置 设置仪器参数进入测量模式调焦和照准。显示（输出）测量结果。三、全站仪在工程测量中的应用三、全站仪在工程测量中的应用 3.13.1 全站仪在工程测量个步骤中的应用全站仪在工程测量个步骤中的应用 山于全站仪首先具有强大的数据采集功能代替了光学经纬仪采
15、集数据的不足,并能为绘制数字地形图提供保障,因此它的第一方面的 应用是对野外数据的采集,能为绘制数字地形图提供保障。全站仪与 各种测绘软件的结合使用,可以使出图效率大大提高,减轻内外业的劳 动强度,同时也提高了产品的质量,并使测绘产品形式多样化。全站仪 能满足不同部门对数据共享的需求,具有广泛性,同时也能使数据管理 一体化,采集信息一体化全站仪具有强大的数据采集、数据存储以及 与计算机互传信息的功能。 在测量工作自动化的进程中起着重要作用。在工程测量中,比较 传统的是经纬仪测量,随着时代的发展,全站仪已经越来越普遍的应用 于工程测量中,这是因为全站仪的特点是自动化程度高,测量速度快, 观测精度
16、高,性能稳定,它可进行多种测量作业 ：1.断面测量导线测 量 2.偏心测量 3.悬高测量 4.习对边测量 5.放样测量。 四、四、 全站仪在工程测量中应用的优势全站仪在工程测量中应用的优势 4.14.1 自动设定方位角功能自动设定方位角功能 通过给定的后视点方位角 ,按输人键全站仪可直接设定方位角。 如后视点方位角未知 ,可先输人测站点 A 的坐标值,和后视点 B 的坐 标值，再照准后视点,然后只需按一下功能键,仪器就会自动计算并设 定后视点的方位角,利用其自身的编程和存储功能按上述公式实现方 位角的自动计算。计算的过程后视点的方位角。 4.24.2 直接进行坐标放样直接进行坐标放样 全站仪主机架设在测站点上,棱镜架设在后视点上,输入测站点坐 标、高程、仪器高、温度及后视点坐标或方位角。后视点架好仪器后 进行检测后视点坐标 检查原有点位的正确性及其误差值。然后进行 照准目标棱镜的测量,初测以后,仪器给出距离差,即可把坐标点位放
