摘要： 在測(cè)量工作領(lǐng)域， 全站儀已廣泛應(yīng)用于工程測(cè)量、大地測(cè)量等各種測(cè)量中， 它的先進(jìn)化體現(xiàn)了現(xiàn)今測(cè)繪儀器的超前水平， 尤其是在路面施工中的應(yīng)用，自動(dòng)化、全智能化特別明顯。本文簡(jiǎn)要討論了全站儀在路面高程測(cè)量施工測(cè)量中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞： 全站儀 路面施工 施工作用 高程測(cè)量
1、引言
因?yàn)榧す饧夹g(shù)和電子技術(shù)的飛速發(fā)展， 光電測(cè)距儀、電子經(jīng)緯儀逐漸出現(xiàn)， 同時(shí)與微電腦相結(jié)合， 構(gòu)成了體現(xiàn)目前測(cè)繪儀器最高水平的全能型儀器—全站儀。它除了能自動(dòng)測(cè)角和測(cè)距外， 還能迅速完成一個(gè)測(cè)站所必須完成的任務(wù)， 包括高程、坐標(biāo)、平距、高差及工程放樣等方面的計(jì)算。全站儀的出現(xiàn)使測(cè)繪工作的全能能化、自動(dòng)化得以實(shí)現(xiàn)。
2、全站儀測(cè)量設(shè)備與組成
全站型電子速測(cè)儀即全站儀。速測(cè)儀的工作原理是從儀器站同時(shí)測(cè)定某一測(cè)站點(diǎn)的平面位置及高程。但是光學(xué)速測(cè)儀是具有視距絲的一種特殊的經(jīng)緯儀，是通過光學(xué)來進(jìn)行測(cè)量的。電磁波測(cè)距儀使得測(cè)量時(shí)間更短、測(cè)程更大、測(cè)量精度更高。因?yàn)闇y(cè)角方法的不同可分為全站型和半站型電子速測(cè)儀， 全站型電子速測(cè)儀是由電子測(cè)距、電子測(cè)角、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元及電子計(jì)算機(jī)等構(gòu)成的三維坐標(biāo)系統(tǒng)，測(cè)量結(jié)果可以在屏幕上自動(dòng)顯示且可以與國(guó)外進(jìn)行信息交換的多功能測(cè)量設(shè)備，因?yàn)槿碗娮铀贉y(cè)儀比較完善地體現(xiàn)了實(shí)地測(cè)量與數(shù)據(jù)處理的一體化和電子化，所以把全站型電子速測(cè)儀稱為全站儀。
總的來說，全站儀可分為兩大部分：一部分是過程控制機(jī)制：包括與測(cè)量數(shù)據(jù)相連接的外圍設(shè)備，產(chǎn)生指令的微機(jī)處理機(jī)。這一過程會(huì)自動(dòng)完成數(shù)據(jù)采集過程， 又要控制整個(gè)測(cè)量過程且要自動(dòng)處理數(shù)據(jù)。另一部分是數(shù)據(jù)采集而設(shè)立的專用設(shè)備：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系數(shù)、電子測(cè)角系數(shù)、自動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備、電子測(cè)距系數(shù)。
3、利用全站儀進(jìn)行中線測(cè)量
中線測(cè)量就是依據(jù)導(dǎo)線控制點(diǎn)和中線控制樁將圖紙上的路面中線呈現(xiàn)到實(shí)地，因此又稱中樁放樣和恢復(fù)中線。中線恢復(fù)的手段和方法有多種，不過隨著高速公路的不斷興建，對(duì)測(cè)量的精度也提出了新的要求。所以中線測(cè)量的主要方法是全站儀的極坐標(biāo)放樣。極坐標(biāo)法是利用導(dǎo)線點(diǎn)和中線點(diǎn)的坐標(biāo)關(guān)系進(jìn)行放樣的。全站儀就是依據(jù)極坐標(biāo)放樣的原理制定了一種放樣模式，只需輸入測(cè)站點(diǎn)、后視點(diǎn)及待定中線點(diǎn)的坐標(biāo)，儀器就會(huì)自動(dòng)輸出該待定中線點(diǎn)的距離偏差值及角度偏差值，快速輸出中線點(diǎn)。所以采用全站儀中樁放樣的方法操作簡(jiǎn)單、精度高、效率高且需要的設(shè)備人員少。
4、利用全站儀進(jìn)行高程測(cè)量
公路高程測(cè)量的主要方式是水準(zhǔn)測(cè)量。但不同的地形條件對(duì)水準(zhǔn)測(cè)量的影響非常大。尤其是山區(qū)高差起伏的地形，水準(zhǔn)測(cè)量就會(huì)具有一定的局限性，但是采用全站儀進(jìn)行測(cè)量時(shí)就沒有局限性，只要兩水準(zhǔn)點(diǎn)之間通視即可。由此來說，只需將棱鏡安放在對(duì)中桿上，使儀器照準(zhǔn)棱鏡中心，按下測(cè)距鍵，即可測(cè)出儀器和棱鏡之間的高差，采用此種測(cè)量方法，可以隨意測(cè)未知點(diǎn)的高程。在實(shí)地測(cè)量時(shí)，為了避免計(jì)算快速測(cè)量高程，保持對(duì)中桿的高度不變，即V1=V2，這樣HB=HA-△h1+△h2，所以利用全站儀測(cè)高程既方便又簡(jiǎn)捷。
4.1 全站儀中間法測(cè)量的優(yōu)越性
�。�1） 與用水準(zhǔn)儀測(cè)量相比較的優(yōu)點(diǎn)
1）速度快。利用全站儀進(jìn)行測(cè)量一測(cè)站長(zhǎng)達(dá)幾百米，但水準(zhǔn)儀一測(cè)站最長(zhǎng)100多米，最短只能測(cè)幾米，往往用水準(zhǔn)儀測(cè)十幾站而用全站儀測(cè)一站即可，所以利用全站儀進(jìn)行測(cè)量更能節(jié)省時(shí)間。
2）內(nèi)業(yè)、外業(yè)的計(jì)算量小。利用全站儀進(jìn)行測(cè)量，只需記錄高差及前后視距，記錄數(shù)據(jù)少且簡(jiǎn)潔明了；而水準(zhǔn)儀測(cè)量需記錄黑紅面尺的三絲讀數(shù)，且記錄及計(jì)算檢核過程復(fù)雜。而用全站儀測(cè)量的數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄，不容易出現(xiàn)差錯(cuò)。
3）兩水準(zhǔn)點(diǎn)之間的測(cè)段距離短。用水準(zhǔn)儀測(cè)量的測(cè)段距離一般為兩點(diǎn)邊長(zhǎng)的1.5—2倍，而用全站儀測(cè)量的測(cè)段距離基本是兩點(diǎn)邊長(zhǎng)，縮短了兩水準(zhǔn)點(diǎn)之間的測(cè)段距離。當(dāng)兩種儀器測(cè)兩的結(jié)果同時(shí)合格時(shí)，因?yàn)椴捎萌緝x測(cè)量避免了多于的測(cè)段距離，而測(cè)段距離在平差計(jì)算中表示權(quán)，權(quán)相對(duì)比較真實(shí)，表明平差計(jì)算的結(jié)果客觀可靠，提高了施工測(cè)量的精度。
4）受儀器、人為因素誤差影響小。因?yàn)橛萌緝x測(cè)量時(shí)采用對(duì)中桿三角架，測(cè)量時(shí)沒有人為因索影響，而轉(zhuǎn)點(diǎn)時(shí)對(duì)中桿可直接插在地面上，對(duì)中桿的沉降量要比水準(zhǔn)測(cè)量中尺墊的沉降量小很多；在測(cè)量過程中，數(shù)據(jù)由儀器顯示、自動(dòng)記錄，避免了用水準(zhǔn)儀測(cè)量時(shí)人為估讀的誤差。
（2） 與傳統(tǒng)的三角高程測(cè)量相比較的優(yōu)點(diǎn)
1）不需進(jìn)行兩差改正。傳統(tǒng)的三角高程測(cè)量在單向觀測(cè)時(shí)，受地球曲率及大氣垂直折光差的影響，一定要對(duì)兩差進(jìn)行改正，而且k值不易測(cè)出；當(dāng)采用中間測(cè)量法時(shí)，即使受到兩差改正系數(shù)的影響，但由于全站儀在兩棱鏡之間，兩邊測(cè)距大致相等，而且在同一環(huán)境、同一時(shí)間觀測(cè)，所以兩邊的兩差改正系數(shù)也基本相同，根據(jù)兩差改正公式：兩差改正系數(shù)也基本一樣，相差極小，可忽略不計(jì)。所以在高差計(jì)算時(shí)不考慮兩差改正系數(shù)的影響。
2）儀器不需要設(shè)在點(diǎn)位上。利用中間觀測(cè)法進(jìn)行測(cè)量時(shí)，儀器不需要安置在點(diǎn)位上，也不需要進(jìn)行光學(xué)對(duì)中，只要對(duì)儀器精平即可，這樣大大提高了測(cè)量工作者的測(cè)量效率，省力、省心，同時(shí)避免了對(duì)中誤差的影響。因?yàn)闇y(cè)量?jī)x器安放在兩觀測(cè)點(diǎn)之間，很容易找到視野開闊的地區(qū)，有效防止了視線受周圍障礙物的影響，使觀測(cè)精度大大提高。假如采用三角高程進(jìn)行測(cè)量，則兩水準(zhǔn)點(diǎn)之間必須通視，這就需要通過除草、砍樹等方法方能實(shí)現(xiàn)，增加了測(cè)量工作的難度。
3）不需量棱鏡高和儀器高，以防因?yàn)榱坷忡R高和儀器高所引起的誤差影響。在應(yīng)用三角高程測(cè)量時(shí)，棱鏡和儀器安置在點(diǎn)位上，需要量取棱鏡高和儀器高，因?yàn)樵诹咳±忡R高和儀器高時(shí)，儀器和點(diǎn)位之間存在一定的偏角，不能直接量取垂直高程。因此導(dǎo)致的誤差影響很大，經(jīng)常不能確保測(cè)量精度。但是利用新方法，儀器不需要設(shè)在點(diǎn)位上，因此可以很方便的進(jìn)行施工測(cè)量。
4）速度快。利用三角高程測(cè)量的方法，普遍采用對(duì)向觀測(cè)的方法，則兩個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)之間要設(shè)立兩次觀測(cè)。但利用中間觀測(cè)法只需要一次觀測(cè)，由此看來，中間觀測(cè)法的測(cè)量速度是對(duì)向觀測(cè)法的兩倍。
5、總結(jié)
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展， 高速公路在逐漸修建， 對(duì)路面施工的要求也逐漸提高， 對(duì)公路測(cè)量精度的要求也逐漸提高。計(jì)算機(jī)技術(shù)的蓬勃發(fā)展與實(shí)際應(yīng)用以及用戶的特殊要求， 全站儀出現(xiàn)了一個(gè)防水型、防爆型的新型發(fā)展時(shí)期， 使得全站儀在各種測(cè)量工作中發(fā)揮更極其重要的作用。
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