全站仪测量技术论文
全站仪测量技术论文 全站仪测量技术论文篇一 全站仪测量技术应用 摘 要：全站仪在大比例尺数字地形图测绘中占据的地位越来越重要， 作业方法也较为成熟，随着全站仪使用的普及和深入，也存在一些问题容易被测 量人员所忽视，从而对测量结果造成一定的影响。探讨全站仪在大比例尺数字测 绘作业中的有关技术问题。关键词：全站仪 测绘 碎部点 孤点 中图分类号：TD17 文献标识码：A 文章编号：
1007-3973(2013)004-082-02 1 全站仪测碎部点时出现错误的发现改正 在全站仪测碎部点过程中，由于人为等原因而使照准的起始方向出现 偏差，即使碎部点的坐标出现错误，作业员难以发现。另外全站仪记录的点号， 与司尺员有时因为疏忽，点号往往对不上。这时，不得不停下来，检查错误，给 正常的测图工作带来不应有的延误。可以采取以下措施：
(1)全站仪在照准起始方向后，在测区内寻找一较高的明显目标，如 建筑物的避雷针、电视天线等，照准后记下方位角。以后，每测设一定数量的碎 部点或是一定时间，照准该目标，检查全站仪是否发生方向偏移。为保证观测成 果的可靠性，在观测完最后一个碎部点后，再照准一次该目标，以便确认观测成 果。
(2)保证全站仪操作员与草图绘制员的通讯畅通，为防止串号，每测 设一定数量的碎部点或是间隔一定时间，双方确认一下点号的匹配，以便及时改 正错误。
2 全站仪测碎部点高程出现错误的发现改正 在全站仪测碎部点时，通常会因为司尺员将镜高报错或者观测员把仪 器高记错等原因造成碎部点高程错误，作业员难以发现，影响了测量成果质量。
为了尽量避免碎部点高程出错可采取以下措施：(1)在测量结束后量取仪器高，以检核施测前仪器高量取时有无粗差， 及在观测过程中仪器是否出现沉降。
(2)保证全站仪操作员与司尺员的通讯畅通，为防止实际镜高和全站 仪记录镜高不一致，每施测一定数量的碎部点或是间隔一定时间，双方确认一下 镜高是否匹配，以便及时改正错误。特别是在司尺员改变镜高时一定要与全站仪 操作员确认镜高改变，及时调整全站仪中的镜高设置。
(3)一些建筑物、电杆、树木等地物测量时，为了与仪器保持通视， 往往镜高变化较大，频繁改变镜高容易导致错误出现。一般这些地物点的高程都 可以舍弃，因此在测量此类地物点时就不需要改变全站仪中镜高设置，只需在这 些地物附近空旷的地方补测一些高程点。在内业整理时，直接删除这些地物点的 高程即可。
(4)在内业整理时，展测点高程后，删除不需要的地物点高程，结合 地形情况，检查有无明显高程点出错的点，确定错误的点进行删除。
发现镜高或仪器出错时，如果能查找准确的原因，也可以通过内业处 理来改正碎部点高程，可以采取以下方法：
(1)仪器高量错时，一般是该站测量的所有数据都出现系统差，可使 用成图软件(以南方Cass软件为例，下同)中“批量修改坐标数据”选项进行批量修 改高程。例如正确仪器高为1.5m，而量取值为1.7m，则在把该测量站测得的所有 的点高程全部减去0.2m即得到正确的高程。
(2)镜高出错时一般都只有很少的点出现错误，因为在测量过程中不 断地进行镜高确认。如果不能准确查找镜高的错误，则从上次正确的镜高开始， 往后的数据高程全部作废，重新进行高程点补测。如果能准确的查找出错的点号 及原因，则可以通过直接修改测量数据来解决。例如某点正确镜高为1.5m，而量 取值为1.7m，则在把点高程加上0.2m即得到正确的高程。
3 棱镜不能放置到地物中心的处理 在地形测图中，总会有或多或少的地物如电杆等，棱镜无法放置到其 中心位置。通常的施测方法只是将棱镜放置在正对全站仪的方向上，由于上述地 物有一定的厚度，如电杆的直径一般在30cm以上，施测的结果就偏移地物的中心位置15cm以上，人为的损失了全站仪的测图精度，对1：500以上比例尺的地 形图应注意改正此项误差。可采用以下改正措施：在全站仪正方向目标地物两侧 约中心位置各立镜一次，测得两点。业内制图时，以该两点的连线的中点为地物 的中心配置地物符号。
4 无定向点的地形测量解决方法 在实际测量工作中，往往会遇到这种情况，在一个控制点上安置好全 站仪后找不到定向点，因而无法进行碎部测量。这种控制点通常被称为“孤点”。
造成这一现象的原因，主要是控制点的设置不牢固，时间稍长，丢失过多，或者 是因为施工等原因破坏往往会导致“孤点”出现。下面就列举两种常见的情形进行 探讨。
情形一：测区只剩一个控制点A且为国家坐标系统。
方法一：如果测区周边还有高等级国家控制点，可以用GPS静态测量 方法或GPS-RTK的方法在测区重新布设含点A的控制网，并对已有的一个控制点 A进行检核，如果检核误差在精度允许范围内则可以进行碎部测量工作。
方法二：如果测区周边没有高等级国家控制点，且测区范围较小，可 以在测区重新布设控制网(点A为控制网中的一点)，利用GPS静态观测方法，对 新建控制网进行静态观测，并进行三维无约束平差，可以计算出该控制网一套 WGS-84坐标系下的坐标，并用点A的两套坐标进行坐标平移，可以得到其它新 增控制点与A点的一致的国家坐标。另外也可以在A点直接设站，利用GPS-RTK 单点求解三参数后直接进行碎部测量。这两种方法精度不是很高，只适合小范围 区域地形测量用，若测量范围打到几平方公里甚至更大，则一定要找到国家等级 控制点坐标通过GPS静态测量与测区控制点联测。
情形二：测区有两个以上控制点，但是都不互相通视。(坐标系统可 以为任意的坐标系统) 方法一：利用GPS-RTK技术通过已知两点求解转换参数，并根据测 区情况重新布设控制网，新控制网须包含已知控制点。用全站仪检核控制网的边 长和角度，若符合测量精度要求，则实施碎部测量。
方法二：如图1所示，A、B为已知两“孤点”。
图1 模拟图利用全站仪进行测量，在A、B点上分别选择一个高大明显目标P1、 P2，该目标称为“定向方向”，如高大建筑物上的避雷针、天线等。同时在地面适 当位置选择一点G，要求G点应方便立镜且与A、B两点均能通视，该点称为“过 渡点”。在A、B点上设站进行碎部测量时，分别以P1、P2作为定向方向，使仪器 的水平度盘读数置零后，进行碎部点距离和角度观测。G点作为一个特殊碎部点 在记录中加以特别注记。根据S1、S2、a、b四个观测值以及A、B两点的已知坐 标，可以求得AC、BC的坐标方位角，进而求得定向方向AP1、BP2的坐标方位 角。定向边的方位角确定后，各碎部点的坐标方位角随之确定，由此各碎部点的 坐标即可算出。
方法三：A、B为已知两“孤点”。P1、P2、P3、P4点为增设控制点。
在P1点架设全站仪，假设P1点坐标为任意数值，以P2点为北方向进 行仪器定向，可以得到P2点坐标，进入碎部测量程序测得A点坐标。而后搬测站 至A点，以P1点为定向点，测量P3坐标。搬测站至P3点，以A点为定向点，测得 P4点坐标。搬测站至P4点，以P3点为定向点，测得B点坐标。如果以上的测量方 法达不到精度要求，也可以采取传统的导线测量方法，测量结果经过平差后精度 更高，这里就不再赘述了。经过测量得到包括新增控制点以及A、B各点的假设 坐标系下的坐标。那么A、B两点有不同坐标系下的两套坐标，可以求解转换参 数，从而解算出其它新增各点的已知坐标系下的坐标，进而进行碎部测量。除了 求解转换参数的方法外，还可以利用CASS软件中测站纠正功能，进行坐标转换， 同样可以得到各点的坐标。
由于受野外多种因素的影响，地形测量时，经常会遇到“孤点”的情况。
以上方法能有效地解决这一问题，对于提高野外测量效率保证成果质量有一定的 作用。
5 结束语 随着全站仪的发展，操作越来越简便，只需要几个简单的步骤就能完 成点位测量，对测量人员的技术要求也很低。测量人员的业务不精会导致测量过 程中这样那样问题的出现，笔者认为测量员在施测过程中还要善于总结、善于钻 研才能提高技能，确保测量成果的正确可靠。本文列举了全站仪在数字地形测绘 中出现的一些问题及解决方法，对于提高测量效率和保证工程成果质量都具有一 定的积极作用。全站仪测量技术论文篇二 全站仪测量技术分析及应用 【摘 要】全站仪是一种电子、机械及光学器械构成的高技术测量仪 器，是集水平角、垂直角、斜距、平距、高差测量等功能于一体的测绘仪器，因 其功能强大且使用方便，被广泛用于地面大型建筑和隧道施工等精密工程测量或 变形监测领域。在煤矿井下测量中使用经纬仪、水准仪进行相关数据的测量，不 仅工作量大，且精度低。使用全站仪可以明显的提高测量精度，而且能减轻测量 人员的劳动强度，提高工作效率。本文介绍了全站仪的几种专项测量功能及其基 本原理， 探讨了全站仪在工程测量应用中应注意的事项。
【关键词】全站仪;测量功能;分析应用 测量工作是煤矿生产建设的一项重要的技术基础工作，良好的测量所 得数据能很好的指导安全生产。煤矿井下测量以往主要是使用经纬仪测角，钢尺 量边，随着科学技术的发展，测量仪器也越来越先进，全站仪已经被越来越广泛 地应用到井下测量工作中。为了充分利用和开发全站仪的功能，提高测量效率， 解决实际问题，本文将介绍全站仪的几种专项测量功能及其基本原理，并探讨其 在工程测量中的实际应用和应注意的事项，以供测量工作人员参考。
1.全站仪专用测量功能 1.1对边测量(RDM) 对边测量是指间接地测定远处两测点间的水平距离和高差，也称为间 接测量，是用来测量两个不可通视点之间的水平距离和高差对边测量，示意图如 图1所示，A、B为地面上不能直接测距的两个未知点，在O点处安置全站仪，使 仪器与A、B两点能够通视启动全站仪对边测量功能，分别照准A、B两点的反光 棱镜，利用全站仪内置的对边测量程序直接间显示出A、B两点间的水平距离D、 斜距S和高差。
V1和V2分别为A，B两点的目标高。显然， 当V1=V2时，式(4)即变 为式(2)。因此，在实际工作中，应尽量使两目标高相等，以简化计算;
否则，应 在全站仪显示出的高差中加入改正数(V1-V2) 。对边测量的精度主要取决于测站点与目标点的远近，越近精度越高， 且安置在过两端点垂线上精度较高。因此，在测量时测站点应安置在过两端点垂 线上，且尽量靠近待测点。对边测量在施工放样中，可用来检测放样点或红线桩 是否正确和满足精度要求。利用这一功能还可以简单测量道路中心桩和路边桩之 间的距离和高差等。
1.2悬高测量(REM) 所谓悬高测量是指测定空中某点至特定某个面(一般为地平面) 的高 度。悬高测量示意图见图2。图2中，将全站仪置于点A，仪器距目标距离一般以 高度1～3倍为宜，反光棱镜应置于目标C点在地面的铅垂投影点B处，量取棱镜 高V，起动全站仪悬高测量功能，输人棱镜高V，照准反光棱镜，俯仰望远镜， 利用全站仪内置的悬高测量程序可实时显示出悬高值h。
其原理为：
测定仪器与镜站间的斜距S、竖直角α1、α2，则悬高h为：
h=V+Scosα1(tanα1-tanα2) (5) 值得注意的是，要想利用悬高测量功能测出目标点的正确高度， 必 须将反射棱镜恰好安置在被测目标点在地面的铅垂投影点处，否则测出的结果将 是不正确的。在实际工作中，要将反射棱镜恰好安置在被测目标的天底，仅靠目 估是不容易实现的，尤其当目标点离地面较高时。为此，需先投点再进行悬高测 量。
1.3坐标测量(CDM) 坐标测量的实质是根据已知点A的三维坐标(XA，YA，HA)， 定向 点B的定向方位角(αAB)，求待测点P的三维坐标(XP，YP，HP)。将全站仪安置 于测站点A上， 选定坐标测量模式后，首先输入仪器高、目标高 以及测站点的 三维坐标值(XA，YA，HA)， 然后照准另一已知点B设置定位方位角，接着再 照准目标点P上的反射棱镜，按相应功能键，仪器就会按式(5)利用自身内存的计 算程序自动计算并瞬时显示出目标点P 的三维坐标值(XP，YP，HP)。
式中：
S—斜距;a—垂直角;αAP—直线AP方位角。其中：αAP= αAB+β，β为 AB和AP所夹的水平角。利用全站仪三维坐标测量功能可以求算图根点的三维坐标，既快捷， 又能满足工程精度要求，可提高生产效率。在实际工作中，为了防止操作中的错 误，可照准另一已知点D，测定D点的三维坐标并加以比较，在限差之内即可进 行未知点的测量。
1.4坐标放样测量(SCM) 坐标放样测量为坐标测量的理想操作。将全站仪置于测站点A上，选 定坐标放样模式后，首先输入仪器高i、目标高ν以及测站点A 和放样点P的三维 坐标(XA，YA，HA)和(XP，YP，HP)，并照准另一已知点B，设置定向方位角 αAB，然后将反射棱镜竖立在待放样点P的概略位置P′处;按相应功能键即可自动 显示水平角偏差△p、水平距离偏差△D及高程偏差△H。按照所显示的偏差值， 移动反射棱镜，当仪器显示为零时，即为设计的位置。
基本原理：仪器首先测定棱镜所在位置P′点的三维坐标，然后按坐标 反算公式，利用仪器自身的内存程序反算出设计的水平角和水平距离，最后与测 量的水平角和水平距离比较，即可自动计算并显示出测量值与设计值之差△R、 △D和△H。
2.应用实例 建筑物放样测量示意图见图3，欲利用控制点A和B放样一建筑物，只 需在控制点A上安置全站仪，后视控制点B，先设置定位方位角然后利用三维坐 标放样功能即可方便快捷地放样建筑物的四个角点， 从而在实地标定出待建的 建筑物各拐点。最后，利用对边测量功能立刻就可测定出建筑物的边长，与设计 的已知边长比较，即可在不移动仪器的情况下完成检测工作。这与传统的放样和 检测方法相比，不仅方便、快捷，而且因为只需安置一次仪器，所以放样精度也 大大提高;同时，即便1、2、3、4点互不通视亦可顺利完成，这是传统方法无法 做到的。
3.结 语 全站仪的优点在工程测量工作中已经得到了充分的体现，不仅能自动 测距、测角，而且还能进行多种测量和实时计算，可根据现场需要实时求得必要 的测量数据。尤其在提高测量精度和降低劳动强度方面的优势是传统的光学经纬 仪无法做到的，但全站仪在某些功能上仍然需要进一步的完善和提高，比如井下 使用的全站仪必须有点下对中点，且不宜做在手把上，可做在粗瞄器上。但在井下测量中全站仪代替经纬仪是必然的趋势。同时，在实际工作中，还要结合具体 情况，灵活、综合地运用各种测量功能，才能获得高质量测量成果。