刘正锋　杨书明

摘 要：随着电子技术和计算机技术日新月异的发展及其在测绘领域的广泛应用，集电子测角、电子测距、数据采集与存储的全站仪已经取代了常规的光学经纬仪和s3光学水准仪。各测绘仪器厂商生产出各种型号的全站仪，出现了大内存、多功能、防水型、防爆型、电脑型等，全站仪正朝着功能全、效率高、全自动、易操作、体积小、重量轻的方向发展，使野外测绘作业的劳动强度逐渐地减轻，工作效率得到不断提高，测绘技术水平也相应地得到了提升，从根本上更新了测量的观念和理论。传统的测量方式正逐步被不断涌现的新仪器、新技术、新方法所取代。目前在工程测量经常采用的仪器就是全站仪，笔者将结合多年施工经验，对全站仪在工程测绘中的应用进行探讨。

关键词：全站仪；工程测绘；概况

1 全站仪的概况

全站仪（全站型电子速测仪）是指在一个测站上能同时完成角度和距离测量，并且立即可以计算、显示出待定点的坐标与高程的仪器。由于全站仪一次观测即可自动获得水平角、竖直角和倾斜距离三种基本观测数据，而且机内还具有较强的计算功能，测量时，仪器可以自动完成平距、高差、坐标增量的计算并显示在液晶屏上。配合电子记录手簿，可以实现自动记录、存储、输出测量成果，使测量工作大为简化，因而为全野外数字化测图的实现创造了条件。目前，全站仪已广泛应用公路施工测量。全站仪是由电子经纬仪、光电测距仪以及数据处理系统3个模块组成。一台全站仪，可以迅速的完成一个测量站所能完成的所有工作，例如自动测量距离，角度，高差，高程坐标以及放样等等方面的数据。全站仪在公路施工测量中的优点如下：

1、花费时间短。相对于水准仪，在三角高程的测量工作上，全站仪可以更快完成测量任务。因为全站仪的一个测站距离可以从几米到几百米，跨度范围非常大。而传统水准仪在测量相同距离时则需要更多测站，可能全站仪测一站的距离，因而全站仪可以花费更少时间来完成相同测量工作。同时全站仪在进行测量时，可以使用中间观测法进行观测，只需观测一次就可以完成观测任务，而传统水准仪所使用的对向观测法则需要两次观测，而这又无疑要耗费观测时间，而在测量任务量大时，全站仪和水准仪之间的时间差距将更加明显。

2、测量精度高。全站仪在进行测量时，测量基准即为两点间实际距离，而水准仪在进行相同测量时，测量标准是实际距离的1.5倍左右，这就使得水准仪在进行测量时，测量了没有必要的测段，从而引入了更多误差量，相比之下，由于全站仪测量距离即为所需距离，因而从一定程度上提高了测量精度。

2 工程测绘中全站仪的应用

1、测量前的仪器设置

（1）大气改正值和棱镜常数的设置：在进行距离测量时，必须对仪器进行大气改正值和棱镜常数的设置。大气改正值可根据测定的温度、气压值输入仪器来自动完成改正数的计算和设置，也可以从大气改正图中查得相应的改正数PPm值后直接输入仪器进行改正设置。另外，还应根据不同的棱镜，预先设置相应的棱镜常数。

（2）参数和条件模式的选择设置：关于这方面的设置，主要包括测量单位的选择，最小读数的显示，倾斜、补偿改正的设置，对比度调节以及照明开关等等，主要根据测量工作的精度要求以及用户的操作习惯进行测量模式的选取设置。

2、距离测量

在测站点安置好仪器后，如果是测量控制点或放样精度要求高的点，需要精确对中棱镜。如果普通的地形碎步点可以降低要求。

3、角度测量

角度测量可以用于水平角和竖直角的测量，在测站点安置好仪器，分别照准目标A、B后，自动测出水平角和竖直角。水平角提供了左角（逆时针）和右角（顺时针）的切换以及方向归零、任意角度输入的置盘锁定设置；竖直角的测量提供了垂直角和坡度百分比两种模式，可根据测量需要随时进行切换。当用于精度较高的要求时，可用测回法测。

4、坐标测量

在输入测站点和后视点的坐标并完成后视定向，然后进入坐标测量程序，照准目标棱镜后，直接测出目标点的坐标，也可利用后方交会法（最小二乘法），就是在未知测站点上架好仪器后，通过观测两个或两个以上的已知点，来求得测站点坐标的方法。在需要测距时，至少需要观测两个已知点，不需要测距（只用测角）进行后方交会时，则至少需要观测三个已知点，一般观测的已知点越多，测量精度就会越高。

5、多余观测

测量过程中，为增加检核条件，以避免错误，减小误差，提高观测精度，需要进行多余观测，多余观测主要包括以下两个方面：

（1）边长和高差观测。该方法可用于工程测量中的放点放线工作，此外，在进行点位三维坐标的测定时，也可采用此观测方法。在测量过程中，为确保待定点边长和高差的精确度，应对棱镜高进行一次变动，之后再分别观测棱镜高变动前后的斜距、垂直角和棱镜高，并以此作为检核条件。

（2）水平角观测。如果只能联测一个高等级控制点方向时，为确保待定点方位角的精确度，要以该高等级控制点方向至待定点方向的左、右角作为检核条件。此外，如果条件允许，在进行水平角观测时，应以联测两个高等级控制点方向作为检核条件。

6、碎步点的测量

碎部点的三维坐标测量是在测量控制点上设置测站，通过该点至另一测量控制点的方向传递，测量出待定点的三维坐标。在工程测量中，由于地形图或某些工程有各自的特点，因此，碎部点的测量是十分必要的。对于碎部点的测量主要是通過全站仪与电脑的通讯，将全站仪内存中的测量数据传输到电脑，应用特定的专业软件对测量数据进行各种处理，形成各种测绘成果成图资料。这种三维坐标的测量方法看似简单，但应注意以下两个方面。

首先，要将仪器准确的摆放在测站上，为确保起始数据的准确性，应对其它任意一个已知测量控制点的坐标和高程进行检测，也可以在进行仪器的测站和后视方向设置时，观测测站至对向点的距离和高差，并以此作为检核条件。

其次，在测量过程中，为确保全站仪的稳定性，要进行不定时的检测，以确定测量控制点的方向。此外，由于难以校核待定点的测量数据，因此，在测量过程中，要时刻保持测站与镜站的沟通，及时确认棱镜高度的变化情况，以确保待定点高程的准确。

7、增补图根点或测站点

在地形图测绘或工程测量实践中，如果等级测量控制点不足，就需要增补图根点或测站点。对于全站仪极坐标法加密图根点或测站点，各专门测量规范均作了不同程度的作业规范及要求，从发展级别、边长规限到观测方法都有所明确。

在进行图根点或测站点的增补时，一般采用全站仪极坐标法加密图根点或测站点。该方法的优点为布点灵活，限制条件少，内业平差计算简单，外业测量工作量小，点位精度有保障。极坐标法就是在高等级测量控制点上设置测站，通过测量测站至待定点之间的边长以及该边长的方位角，进而推算出该待定点三维坐标的一种测量方法。该方法的主要测量元素就是角度测量和边长测量，根据观测的水平角、垂直角、斜距、仪器高和棱镜高，计算出待定点的三维坐标。

3 结束语

综上所述，电子全站仪因其相对传统经纬仪和测距仪独有的集成智能化和便捷性，得到了广泛的应用。只要我们掌握了全站仪的基本结构， 充分认识和了解全站仪在使用、保管、转运时的注意事项， 就会延长全站仪的使用寿命，并能使它的功效发挥到最大，从而更广泛地应用于测绘工作的各个领域。

参考文献

[1]姬婧；宿敬业；；浅析应用全站仪测量高程的方法[J]；矿业工程；2011年02期

[2]宁永香；崔建国；；全站仪高程测量的新方法探讨[J]；山西建筑；2012年05期

[3]王成义；；全站仪在工程放线验线中的应用[J]；山西建筑；2013年17期

[4]王永丽，王茜.全站仪在道路施工测量的应用探讨[J].城市建设理论研究（电子版），2014（6）

[5]王建华；胡亚轩；高勤生；董鹏；；全站仪水平距离的归算及在精密测量中的应用[J]；测绘科学；2011年06期endprint