摘要：全站儀是把光電測距儀、電子經(jīng)緯儀及微型計算機組成一臺高技術(shù)、高結(jié)合的新型儀器，其工作特點是：自動進行氣象觀測及地球曲率改正、自動測距、自動計算和記錄等。本文討論了全站儀在公路施工測量中的廣泛應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：全站儀 公路施工 高程測量 施工測量
1、引言
全站儀是由電子經(jīng)緯儀、光電測距儀及數(shù)據(jù)處理軟件組合而成的全方位的測量儀器，可同時進行距離測量、高差測量、角度測量、放樣測量及坐標測量。全站儀安置一次，就可以完成在本測站上的所有數(shù)據(jù)采集工作。由儀器的輸入、輸出系統(tǒng)，可以將全站儀的數(shù)據(jù)傳入計算機內(nèi)，然后利用計算機進行設(shè)計、編輯和繪圖，同時也可以將外業(yè)測量所必須的已知數(shù)據(jù)通過計算機上傳到全站儀中。利用全站儀不僅使外業(yè)測量的工作效率有所提高，而且使測量工作的自動化得以實現(xiàn)，目前，各個施工單位進行數(shù)據(jù)采集及工程放樣的主要儀器都是全站儀。
2、利用全站儀進行高程測量
目前，公路高程測量的主要方式是水準測量。但是水準測量受地域影響大。尤其是在高差起伏較大的山區(qū)地區(qū)，水準測量就會受到很大的限制。但是應(yīng)用全站儀進行高程測量時就不會受到限制。只要保證兩點間通視良好，便可以進行高程測量。全站儀的測量原理是三角高程，一種直接測定兩點間高差的測量模式，也就是說，只要把棱鏡立在測站點上，使儀器照準棱鏡中心，按下測距按鈕，就可以測出儀器和棱鏡的高差，使用這種方法，可以得到任意一點的高程。在實際的測量工作中，為了減少計算量，且快速測定某點的高程，使棱鏡的高度保持不變，這樣就減少了因棱鏡高變化而造成的繁瑣計算問題，所以，利用全站儀進行測高程簡捷、方便、快速。
3、中間觀測法的原理和方法
利用三角高程測量和水準測量相結(jié)合的使用原理：將全站儀置于兩觀測點之間，使全站儀的前后視距大致相等，且視距不能太長，一般不大于500m（方便對準覘標），直接從顯示窗上讀取前后視距和高差。全站儀的高程測量和水準測量在使用過程中應(yīng)注意以下幾點：設(shè)站時盡量選擇通視良好的堅固高地，始終使儀器處于精平狀態(tài)，陽光明媚時要給儀器打傘，觀測結(jié)束后要檢查儀器的圓水準氣泡是否居中；由于觀測時不直接觀測豎直角，而是通過觀測豎直角和斜距計算出的高差和平距，所以沒有豎直角的檢核過程，因此要使儀器盡量處于最好的測量狀態(tài)，盡量避免不利因素對儀器的影響；每次照準棱鏡時都應(yīng)以十字絲橫絲為主瞄準同一方向的參照點，一般把覘標的三角形端部作為參照點，測量過程中不能瞄準棱鏡中絲，因為在幾百米以外儀器一般是看不清棱鏡的中絲點。
4、全站儀在道路測量中的應(yīng)用
全站儀的主要操作功能是數(shù)據(jù)采集和工程放樣。下面以徠卡TC702全站儀為例，詳細介紹全站儀的數(shù)據(jù)采集和工程放樣。
4.1測量
在TC702全站儀中，常規(guī)測量可按兩種方式進行測量，一種是在開機的界面下進行測量工作；另一種是應(yīng)用測量程序進行測量工作。以下分別就這兩種操作方式進行詳細介紹。
方法一，常規(guī)測量在對儀器進行對中整平后，按操作步驟完成全站儀的測站設(shè)置、坐標設(shè)置及定向等工作。開機后儀器會自動進入常規(guī)測量程序的界面，界面有四頁操作內(nèi)容，分別顯示距離、角度、坐標等不同的信息。與此同時，在照準目標時角度就被動態(tài)測量出來了，按“DIST”按鈕即可實現(xiàn)測距功能，同時保存數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)保存完成后，待測點點號就會自動增加，準備測量下一個點。如果對所測得的數(shù)據(jù)不滿意，可利用功能鍵，刪除數(shù)據(jù)。
方法二，在應(yīng)用程序中進行測量工作
開機狀態(tài)下和應(yīng)用程序中的常規(guī)測量，操作步驟和基本模式大體相同，本質(zhì)上沒有什么區(qū)別，但是應(yīng)用程序中的測量將測站設(shè)置、坐標設(shè)置、定向設(shè)置結(jié)合在一個應(yīng)用程序中，測量人員可以按照操作步驟依次進行測量。這種方法在導(dǎo)線測量中已作了詳細的介紹，可應(yīng)用“對邊測量、面積測量、測量、自由測站”等程序進行測量。
4.2 放樣
選擇合適的測站點，例如N34，其三維坐標為（352603.367，538129.615，88.367），將全站儀對中、整平后，設(shè)置其后視為0°00′00″。把假定的待測點坐標換算成測站點到待測點之間的方位角和平距。旋轉(zhuǎn)照準部，當度盤方位角顯示為250°36′33″時，是水平制動螺旋固定。如果測定測站點與儀器棱鏡之間測量平距的距離小于37.160米，那么測量人員應(yīng)指揮立尺人員沿光電接收信號的方向后退差數(shù)米；如果測量平距的距離大于37.160米，那么測量人員需要指揮立尺人員沿光電接收信號的方向前進差數(shù)米。直到差數(shù)為零為止。該點就是我們要放羊的施工點位。
5、全站儀與水準儀測量相比的優(yōu)點
1）測量速度快、精度高。利用全站儀進行測量一測站能達到幾百米，而水準儀測量一測站最遠不能超過100米，最短時測站之間只有幾米，有時用全站儀只需測一站而水準儀就得測十幾站，所以利用全站儀進行測量要比水準儀節(jié)省大量的時間，而且減少了人力、物力的耗費。
2）利用水準儀進行測量，兩水準點間距離比較短。用全站儀進行測量的測段距離基本是水準測量邊長的2倍，用水準儀進行測量的測段距離一般是兩點間邊長的1.5～2倍。但當兩種儀器的測量結(jié)果都滿足測量精度的標準時，因為利用全站儀進行測量時避免了不需要測量的測段距離，在平差計算中測段距離代表權(quán)，權(quán)是比較真實的，權(quán)在證明平差結(jié)果時客觀、可靠，提高了測量精度。
3）受儀器、人為及外界因素的影響小。因為利用全站儀進行測量時前后視應(yīng)用對中桿三角架進行瞄準，避免了扶水準尺的過程中人為因素造成的影響，而且當轉(zhuǎn)點的時候，對中桿可以直接插在地面上，測量過程中的儀器沉降量要比水準測量中尺墊的沉降量小很多；在外業(yè)測量的過程中，數(shù)據(jù)的讀取由儀器直接顯示，避免了利用水準儀讀數(shù)時人為估讀引起的誤差。
4）內(nèi)業(yè)、外業(yè)的計算工作量小。用全站儀進行測量時，只要記錄前后視距的邊長和高差，不但記數(shù)少而且記錄簡潔明了；而利用水準儀測量還得記錄黑紅面尺的上下中絲的讀數(shù)，且記錄和計算檢核過程比較復(fù)雜。而用全站儀進行測量的內(nèi)業(yè)處理及平差計算比較簡單，不容易出現(xiàn)錯誤。
6、結(jié)語
從總體來看，應(yīng)用全站儀來進行公路工程的施工測量，外業(yè)操作即方便又靈活。受地形條件的影響小且測量精度高。而且內(nèi)業(yè)計算的資料少，需要分配的人員少而且工作效率高。所以應(yīng)用全站儀對公路進行施工測量，節(jié)省了大量的人力、物力等資源，實現(xiàn)了以前沒辦法達到的速度和精度；使放樣的操作步驟和測量方法得到優(yōu)化，是目前行之有效的好途徑。
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