■任建新

（新疆巴音郭楞蒙古自治州水利水电勘测设计院新疆库尔勒841000）

全站仪在水利工程测量中的研究

■任建新

（新疆巴音郭楞蒙古自治州水利水电勘测设计院新疆库尔勒841000）

我国是一个缺水的国家且水资源分布十分不均匀，人均水资源占有率处于世界较低水平。因此，水利工程的发展对于一个国家合理的开发和利用水资源是极其重要的，是我国经济发展的重要课题。针对上述问题，本文简要论述了全站仪在水利工程中的应用、误差分析、精度控制以及使用时需要注意的问题，望读者能够对全站仪和水利工程应用中有一个基本的了解，同时能够从身边的点滴做起，减少水资源浪费。

全站仪误差分析精度控制

在水利工程的建设中，全站仪作为一种高效、普及率较高的测绘仪器得到了广泛的使用，使水利工程建设中如虎添翼，大大提高了工程测量的准确性。为进一步改善水资源现状，扩大全站仪的运用范围，对全站仪的误差分析和精度控制进行研究成为当前亟待解决的课题。

1　全站仪

1.1含义

全站仪，也就是全站型电子测距仪。其作为一种科技含量较高的测量仪器，具有集高差、水平角以及垂直角测量等功能于一体的系统。全站仪由于安置一次仪器就能够测量该测站的全部数据，可高效完成工作，成为水利工程测量中必不可缺少的工具。一般用于工程测量、变形监测领域，比如大型建筑、隧道施工等。

1.2分类

全站仪的类型主要有三种：动态测角、光栅盘测角以及编码盘测角系统。

（1）按测量功能分为四种：第一，经典型全站仪。其也叫常规全站仪，典型代表为徕卡公司TC系列。第二，智能型全站仪。典型代表为徕卡TCA型。第三，无合作目标性全站仪。典型代表为徕卡TCR系列。第四，机动型全站仪。典型代表为徕卡TCM系列。（2）按外观结构分为两种：第一，积木型。全站仪在早期一般都为积木型结构，既可以作为一个整体使用，又可以分离开来使用。第二，整体型。（3）按测距仪测距分为三种：第一，短距离测距全站仪。第二，中距离测距全站仪。第三，长距离测距全站仪。

2　水利工程中全站仪的运用

在水利工程建设各阶段，测量时会使用各种各样的测量仪器，早期一般都以水准测量和经纬仪测量这两种测量工具为主。但由于其精准度不高，实用性不强，操作起来也不十分方便，使得某些水利工程建设进度缓慢，问题频繁。而全站仪的出现，使测量工作迈进了一个全新的时代。尤其是其具备的便捷、全面以及准确的特性，为水利工程的建设提供了准确的资料与帮助，是水利工程测量中不可缺少的一部分，在水利工程中有运用广泛。

3　全站仪误差分析

3.1测距误差

全站仪测距误差来源主要有两部分：一部分是与距离D成比例的误差，即光速值的误差、大气折射率误差、和测距频率误差；另一部分是与距离无关的误差，即测相误差、加常数误差、对中误差。但无论与何种因素有关，其都会影响到全站仪测量时的精度。

3.2度盘误差

度盘误差与其观测目标的角度有关系，其中最直接是垂直角。垂直角变小的时候，误差相对过大，对所对应的度盘误差影响强烈；垂直角变大的时候，误差则相对较小。对于这种误差，可在观察角度时，调整垂直轴和光电扫描度盘的方位，这样能够解决半测回角过程中产生的误差，减小度盘误差。

3.3轴系误差

全站仪相较于经纬仪，在光学原理上没有经纬仪有优势，其在轴系方面有许多使用经纬仪时从没出现过的误差，这些误差严重影响了全站仪的整个测量工作。轴系误差的产生首先是由于其镜头的安装、调整不对；其次是由于环境温度的变化；最后是由于轴系误差本身出现了问题。

4　全站仪误差的精度控制

4.1测距误差的精度控制

测距误差的精度控制，能够用光电技术来测量，比如相位式。其能够针对人的观测能力和分边度以及观测环境，减少误差，提升测距误差精度控制。并通过多次的取平均值来测量，更加减少全测距误差。

4.2度盘误差的精度控制

度盘误差的精度控制，可以采取三角高程测量法。三角高程测量在精度控制方面，第一，要测量高程得到一个高度；第二，要计算三角高程误差，根据地球曲率，求出精度。这种计算方法，能够不受地形控制，放置全站仪就能够解决测量工作，极大的提高了测量过程中的工作作业效率。

4.3轴系误差的精度控制

轴系误差对水利工程测量过程中的实时数据有很大的影响，会使测量结果产生偏差，使结果不准确，急需对其进行精度控制。

轴系误差的精度控制，应该采取不同的观测方式，减小误差。减少轴系误差，可以通过改变测图角度的方法来实现。要考虑测角精度产生的变化，决定是否改变测角精度。

5　使用全站仪应注意的问题

尽管全站仪具有便捷性、准确性以及实用性等特点，在水利工程测量过程中应用也十分广泛，应用度颇高。但其在水利工程测量过程中仍然有很多误差和精度存在不足，严重影响测量数据、测量工作的效率。为了测量精度的提高，有若干问题需要注意，如下：

（1）全站仪轴系误差的原因一般和在高程测量精度方面、安置位置有关系，所以，在实际测量时，应使全站仪保持在两个测量点的中轴线周围。（2）对于度盘误差了解发现，度盘误差的测量工作要求十分严格。其对于角度很敏感，所被观测的目标要保持垂直角大小准确，不能够有所偏差。（3）测距工作要求很高，尤其是对测距位置。在测量时，相应的工作人员要合理安置测距仪器、选择测距的位置，减小测距误差［1］。

6　结束语

全站仪作为水利工程测量工作中的有效测量手段，给很多工程带来许多便利和实际应用。其在水利工程测量过程中的广泛的应用，使得水利工程工作更加方便，水利工程测量更加准确，不断被人们认可乃至进一步推广。

但是全站仪在水利工程测量过程中所暴露的诸多不足、误差，仍要进一步改进，在使用、设计过程中不断推陈出新，更新、扩大全站仪功能，去解决由于其不足引起的各种误差，使误差能够降到最低。本文在简要分析全站仪以及水利工程的同时，着重研究了全站仪的测量误差和精度控制以及产生原因、解决办法。主要是期望相关人员能够对水利工程和全站仪有一定的重视。由于我国水资源分布不均匀、人均水资源不足这一基本国情，水对于国人来说是极其重要的生命源泉。全站仪的问世与应用，恰恰能够极大提高水利工程工作效率，其不仅能够提高我国经济发展，还能够在水利工程建设过程中减少资源的浪费，是测量中十分重要的工具，望广大读者以及相关工作人员能够重视起来。

［1］刘勇，韦汉华.水利工程测量中全站仪的误差分析与精度控制 ［J］.企业技术开发，2013

TV［文献码］ B

1000-405X（2016）-8-329-1

任建新（1981～），男，毕业于新疆大学，本科，测绘工程专业。