【摘要】全站儀憑借著諸多優(yōu)勢在工程測量、施工方面有著廣泛的應(yīng)用，是一種常用的測量儀器。本文主要介紹全站儀基本原理、使用方法及在渠道工程測量中的應(yīng)用。可見，全站儀可滿足渠道工程測量的精度要求，值得在渠道工程測量中推廣應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】全站儀；使用方法；渠道工程測量；注意事項(xiàng)
近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，測繪技術(shù)也有了一定的進(jìn)步，不僅減輕了測繪工作的強(qiáng)度，還提高了工作效率。傳統(tǒng)的測量方式慢慢的被不斷涌現(xiàn)的新儀器，新技術(shù)、新方法所取代。從過去的光學(xué)經(jīng)緯儀、電子經(jīng)緯儀、測距儀、到現(xiàn)在的全站儀，還有GPS技術(shù)。全站儀憑具有操作簡單、快捷、定位精度高等優(yōu)點(diǎn)，得到工程施工人員的普遍認(rèn)可。所以在很多測量工程所采用的儀器大多是全站儀。
一、全站儀的介紹
1、全站儀基本原理
全站儀是全站型電子測速儀的簡稱，又被稱為“電子全站儀”，是指由電子經(jīng)緯儀、光電測距儀和電子記錄器組成的，可實(shí)現(xiàn)自動測角，自動測距、自動計(jì)算和自動記錄的一種多功能高效率的地面測量儀器。電子全站儀進(jìn)行空間數(shù)據(jù)采集與更新，實(shí)現(xiàn)測繪的數(shù)字化。它的優(yōu)勢存在于數(shù)據(jù)處理的快速與準(zhǔn)確性。
全站儀自身帶有數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，可以快速而準(zhǔn)確的對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，計(jì)算出放樣點(diǎn)的方位角與該點(diǎn)到測距點(diǎn)的距離，全站型電子速測儀簡稱全站儀。它是一種可以同時(shí)進(jìn)行角度（水平角、豎直角）測量、距離（斜距、平距、高差）測量和數(shù)據(jù)處理，由機(jī)械、光學(xué)、電子元件組合而成的測量儀器。由于只需一次安置，儀器便可以完成測站上所有的測量工作，故被稱為“全站儀”。
全站儀上半部分包含有測量的四大光電系統(tǒng)，即水平角測量系統(tǒng)、豎直角測量系統(tǒng)，水平補(bǔ)償系統(tǒng)和測距系統(tǒng)。通過鍵盤可以輸入操作指令、數(shù)據(jù)和設(shè)置參數(shù)。以上各系統(tǒng)通過I/O接口接入總線與微處理機(jī)聯(lián)系起來。
微處理機(jī)（CPU）是全站儀的核心部件，主要有寄存器系列（緩沖寄存器、數(shù)據(jù)寄存器、指令寄存器）、運(yùn)算器和控制器組成。微處理機(jī)的主要功能是根據(jù)鍵盤指令啟動儀器進(jìn)行測量工作，執(zhí)行測量過程中的檢核和數(shù)據(jù)傳輸、處理、顯示、儲存等工作，保證整個(gè)光電測量工作有條不紊地進(jìn)行。輸入輸出設(shè)備是與外部設(shè)備連接的裝置（接口），輸入輸出設(shè)備使全站儀能與磁卡和微機(jī)等設(shè)備交互通訊、傳輸數(shù)據(jù)。
2、全站儀的基本操作與使用方法
�。�1）測量前的準(zhǔn)備工作
1）電池的安裝（注意：測量前電池需充足電）：
①把電池盒底部的導(dǎo)塊插入裝電池的導(dǎo)孔。②按電池盒的頂部直至聽到“咔嚓”響聲。③向下按解鎖鈕，取出電池。
2）儀器的安置。
①在實(shí)驗(yàn)場地上選擇一點(diǎn)，作為測站，另外兩點(diǎn)作為觀測點(diǎn)。②將全站儀安置于點(diǎn)，對中、整平。③在兩點(diǎn)分別安置棱鏡。
3）豎直度盤和水平度盤指標(biāo)的設(shè)置。
�、儇Q直度盤指標(biāo)設(shè)置。
松開豎直度盤制動鈕，將望遠(yuǎn)鏡縱轉(zhuǎn)一周（望遠(yuǎn)鏡處于盤左，當(dāng)物鏡穿過水平面時(shí)），豎直度盤指標(biāo)即已設(shè)置。隨即聽見一聲鳴響，并顯示出豎直角。
�、谒蕉缺P指標(biāo)設(shè)置。
松開水平制動螺旋，旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部360，水平度盤指標(biāo)即自動設(shè)置。隨即一聲鳴響，同時(shí)顯示水平角。至此，豎直度盤和水平度盤指標(biāo)已設(shè)置完畢。注意：每當(dāng)打開儀器電源時(shí)，必須重新設(shè)置和的指標(biāo)。
4）調(diào)焦與照準(zhǔn)目標(biāo)。
操作步驟與一般經(jīng)緯儀相同，注意消除視差。
�。�2）角度測量
1）首先從顯示屏上確定是否處于角度測量模式，如果不是，則按操作轉(zhuǎn)換為距離模式。
2）盤左瞄準(zhǔn)左目標(biāo)A，按置零鍵，使水平度盤讀數(shù)顯示為0°00′00〃，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部，瞄準(zhǔn)右目標(biāo)B，讀取顯示讀數(shù)。3）同樣方法可以進(jìn)行盤右觀測。
4）如果測豎直角，可在讀取水平度盤的同時(shí)讀取豎盤的顯示讀數(shù)。
�。�3）距離測量
1）設(shè)置棱鏡常數(shù)
測距前須將棱鏡常數(shù)輸入儀器中，儀器會自動對所測距離進(jìn)行改正。
2）設(shè)置大氣改正值或氣溫、氣壓值
光在大氣中的傳播速度會隨大氣的溫度和氣壓而變化，15℃和760mmHg是儀器設(shè)置的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值，此時(shí)的大氣改正為0ppm。實(shí)測時(shí)，可輸入溫度和氣壓值，全站儀會自動計(jì)算大氣改正值（也可直接輸入大氣改正值），并對測距結(jié)果進(jìn)行改正。
3）量儀器高、棱鏡高并輸入全站儀。
4）距離測量
照準(zhǔn)目標(biāo)棱鏡中心，按測距鍵，距離測量開始，測距完成時(shí)顯示斜距、平距、高差。HD為水平距離，VD為傾斜距離。
全站儀的測距模式有精測模式、跟蹤模式、粗測模式三種。精測模式是最常用的測距模式，測量時(shí)間約2.5S，最小顯示單位1mm；跟蹤模式，常用于跟蹤移動目標(biāo)或放樣時(shí)連續(xù)測距，最小顯示一般為1cm，每次測距時(shí)間約0.3S；粗測模式，測量時(shí)間約0.7S，最小顯示單位1cm或1mm。在距離測量或坐標(biāo)測量時(shí)，可按測距模式（MODE）鍵選擇不同的測距模式。
應(yīng)注意，有些型號的全站儀在距離測量時(shí)不能設(shè)定儀器高和棱鏡高，顯示的高差值是全站儀橫軸中心與棱鏡中心的高差。
�。�3）坐標(biāo)測量
1）設(shè)定測站點(diǎn)的三維坐標(biāo)。
2）設(shè)定后視點(diǎn)的坐標(biāo)或設(shè)定后視方向的水平度盤讀數(shù)為其方位角。當(dāng)設(shè)定后視點(diǎn)的坐標(biāo)時(shí)，全站儀會自動計(jì)算后視方向的方位角，并設(shè)定后視方向的水平度盤讀數(shù)為其方位角。
3）設(shè)置棱鏡常數(shù)。
4）設(shè)置大氣改正值或氣溫、氣壓值。
5）量儀器高、棱鏡高并輸入全站儀。
6）照準(zhǔn)目標(biāo)棱鏡，按坐標(biāo)測量鍵，全站儀開始測距并計(jì)算顯示測點(diǎn)的三維坐標(biāo)。
二、全站儀在渠道工程測量中應(yīng)用
1、渠道工程測量的精度要求
渠道工程測量的主要內(nèi)容包括渠道選線、渠道中線測量、渠道縱橫斷面測量、渠道縱橫斷面圖的繪制、土方工程計(jì)算和渠道施工放樣等。其中，渠道縱斷面測量的目的是測定各里程樁的地面高程，繪制出渠道縱向斷面圖，是為設(shè)計(jì)渠道縱向坡度之用。橫斷面測量的目的是測量垂直于渠道縱向方向的各地形變化點(diǎn)的高程及至中心樁的平距。繪制渠道橫斷面圖，是為了設(shè)計(jì)橫斷面和進(jìn)行渠道土方工程的計(jì)算之用。
2、全站儀測量渠道里程樁高程的計(jì)算方法
在渠道設(shè)計(jì)測量中，渠道工程測量的主要任務(wù)是用儀器測定渠道中心線樁（里程樁）的高程和垂直于渠道中心線方向各里程樁橫斷面上特征點(diǎn)對于里程樁的平距和高距。在用全站儀進(jìn)行渠道中心樁（里程樁）高程的測量中往往采用單向半測回觀測，全站儀安置在已知高程點(diǎn)（導(dǎo)線點(diǎn)）上，測定各渠道里程樁的地面高程和平面位置及橫斷面上特征點(diǎn)的平面位置和高程。
用全站儀測量渠道中心樁（里程樁）高程，實(shí)際上是采用三角高程測量的原理和方法。也就是說用全站儀測定兩點(diǎn)間的傾斜距離和豎直角，利用平面三角計(jì)算公式計(jì)算兩點(diǎn)間的高差，推求待定點(diǎn)的高程的一種方法。在地形起伏較大的山區(qū)渠道工程測量中，采用全站儀三角高程測量方法測定里程樁的平面位置和高程，以及橫斷面地形變化點(diǎn)的平面位置和高程，既能保證一定的精度，又能迅速完成測量任務(wù)。
全站儀安置在一個(gè)控制點(diǎn)（測站點(diǎn)）上，整平對中，另一個(gè)控制點(diǎn)（后視點(diǎn)）立棱鏡，測量點(diǎn)的高程，并考慮球差和氣差的影響。球差就是地球曲率引起的高程誤差，氣差就是大氣折光引起的視線成弧線的差異。球差和氣差改正數(shù)稱為兩差改正數(shù)，也稱球氣差改正數(shù)。
三、結(jié)語
全站儀是近年普遍使用的一種新型的測量儀器，它同時(shí)具備了光學(xué)經(jīng)緯儀和電子測距儀的功能，能夠方便、快捷地進(jìn)行高精度測距儀的測量工作。而水利工程測量則是一項(xiàng)專業(yè)性很強(qiáng)，帶有普遍性的工作。隨著技術(shù)的進(jìn)步、儀器工具的更新和改進(jìn)，促使工程測量工作越來越簡化，精度也越來越高。而合理科學(xué)的運(yùn)用全站儀進(jìn)行測量，仍需我們進(jìn)一步的積累經(jīng)驗(yàn)和繼續(xù)探討。
