现代工程测量中全站仪的应用分析探讨

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  [摘 要]由于科学技术的飞速发展,测绘技术和测绘手段不断提高。特别是区域地区的工程测量,既需要首级控制点,也需要详细精确的碎步测量(如地形图测量采集碎部点)。而全站仪在复杂地区的适应性,如隧道、矿山、山林密集地区、城市建筑物密集地区都离不开全站仪。这种情况也决定了全站仪的无可替代性。但由于应用时间相对较短、应用经验不足,我国现代工程测量中关于全站仪的操作应用还无法百分之百地做到科学、准确、高效。为此,笔者结合工作实际,就现代工程测量中全站仪的应用问题进行专门探析,在简要概述全站仪及其基本工作原理的基础上,阐释了全站仪的具体操作与应用方法,并重点探析了全站仪在我国现代工程测量中的应用,旨在有效提高我国现代工程测量领域全站仪应用的科学性。
  [关键词]现代工程测量 全站仪 应用
  中图分类号:S761 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)18-0098-01
  前言
  自进入21世纪以来,我国的测绘科学与技术获得了迅猛发展,工程测量水平和效率大幅提高,这主要得益于现代测量仪器设备的使用,其中最具代表性的莫过于“全站仪”的出现和使用。全站仪,又有电子全站仪之称,其是一种集光、机、电及精密机械加工等一系高精尖技术于一体的、代表了目前最先进测量技术的专业测量仪器,由于其具有测量精度高、测量速度快、操作较简单及内置软件功能丰富等优点,被越来越多地应用于现代工程测量中。
  1 全站仪概述
  如上文所述,全站仪又称为电子全站仪,是全站型电子测速仪的简称。其主要由电子经纬仪、光电测距仪和电子记录器几部分组成,可以实现自动测角、自动测距等多种功能,是一种专门的地面测量仪器,被越来越多地应用于地面工程测量中,倍受测量工作者喜爱。由于专业化全站仪中具备相应的信息处理系统,能够在一定程度上实现数据的快速高效处理,准确计算出所需要的放样点方位角,确切地说是一种能够对水平角度、竖直角度以及高差等进行有效测量与处理的专业化仪器。当全站仪安装好之后,就能够顺利完成测量站所需要完成的全部测量工作。
  就全站仪的工作过程或者说工作原理而言,需要涉及四大光电子系统,所有与全站仪有关的操作指令、数量及参数等都可以通过键盘输入、设置,并且以上各子系统都可以通过I/O(输入/输出)接口接入总线,与内部微处理机联系起来,由微处理机完成最终数据的计算处理工作。微处理机是全站仪的核心部件,主要包括控制器系统、寄存器系统以及运算器系统等,主要功能在于结合键盘输入指令,对仪器进行正常启动以及科学化控制,而且还可以就实际测量全过程实施检核,实现数据的快速传输与储存,保证全站仪各个子系统有条不紊地工作。
  2 全站仪的操作与使用
  由于全站仪内置了“微处理机”,因此也大幅提高了全站仪的自动化水平,测角、测距、计算、记录等在相关操作辅助下都可以自动完成;其操作、使用主要涉及角、距离和坐标的测量,其中角测量主要以水平角测量为主。下面笔者就逐一阐释如何使用全站仪来完成水平角、距离和坐标的测量。
  2.1 水平角的测量
  第一步,轻按全站仪上的角度测量键,使全站仪进入“角度测量模式”,同时调整镜头,使其照准第一个目标,假设其为A。
  第二步,设置目标A方向水平度盘读数,将其设置0°00′00″。
  第三步,调整镜头,使其照准第二个目标,假设其为B,然后查看水平度盘读数,这时水平度盘的读数即为目标A和目标B两个方向的水平夹角。
  2.2 距离的测量
  第一步,对棱镜常数进行设置。从专业化角度出发,正式测距开始之前,相关工作人员应该把所需要的棱镜常数及时输入专业设备当中,这种情况下,后续设备就会根据输入的“常数”自动修正所测距离的值。
  第二步,针对大气改正数值或者是对气压值进行科学设置。当开展距离测量活动的时候,应该有效输入所要测试环境当中的气压值情况与实际温度情况,在此基础上,全站仪再就大气改正值进行准确计算,当直接输入相应的大气改正值之后,后续设备会根据输入的变量修正测距结果。
  第三步,测量仪器高度及棱镜高度并输入到全站仪中。
  第四步,对距离进行测量。工作人员应及时调整好镜头,保证镜头能够对准目标棱镜的中心位置,然后按下测量键,即开始测量距离,在测量完成后设备会自动显示出高差、斜距以及平距数值。值得高度重视的是,一些型号全站仪在完成测量工作的时候,有的时候会不支持对仪器高以及棱镜高的科学设定,该情况下,所显示出来的高差值可以认定为全站仪横轴中心以及棱镜中心间的特定高差。
  2.3 坐标的测量
  第一步,将测站点三维坐标值输入到设备中。
  第二步,将后视点坐标输入到设备中,或者直接设定后视方向的水平度盘读数,即后视方向方位角;当将后视点坐标值输入到设备中后,设备会自动计算出后视方向方位角,并将方位角值自动设定成后视方向的水度盘读数。
  第三步,将棱镜常数输入到设备中。
  第四步,将大气改正值或气温、气压值输入到设备中。
  第五步,将仪器高值、棱镜高值输入到设备中。
  第六步,照准目标棱镜,按下坐标测量键,设备会开始自动测距并计算测点三维坐标。
  3 全站仪在工程测量中的应用
  下面笔者结合工作实际,专门探讨如何使用全站儀进行施工放样和后方交会。
  3.1 施工放样
  就施工放样而言,全站仪要比传统的经纬仪效率高得多,尤其是近些年来出现的一种新型的自带中桩边桩计算软件的全站仪,在放样过程中只需输入曲线要素就可以直接完成放样,大大提高了施工放样效率,近乎实现了“傻瓜化”;该类型全站仪以拓普康GTS-330全站仪为代表,相关工作人员需要从 x、y 、z三维角度进行放样处理,然后在已知点建站以及后视点、方位角数量掌握的前提下完成最终的坐标放样。具体来说,实际操作流程如下:选择施工放样模式—输入设置站点坐标—输入设置后视点坐标—输入设置放样点坐标—实施放样。全站仪放样工作过程中,必须要高度重视的问题在于当完成一个点的放样之后,就必须要对该放样点的实际坐标进行及时测量,之后再对测量出来的放样点实际坐标值以及相关的原始数据实施对比,也就是说“步步校核”;此外,当整个放样步骤完成之后,还必须要对其他导线点进行再一次测量,对所测量出来的相关数据进行比较,确保工作设备高效运转。
  3.2 后方交会
  通常情况下,需要借助两个以上的已知点进行站点的建立,之后再按照一定的顺序,实现仪器高度、已知点坐标以及高程等数值在全站仪中的合理输入,然后再运用全站仪科学测量未知点以及已知点之间的水平距离。若是已知点坐标已经输入到了规定设备当中,则设备将会自动计算出实际建站点坐标以及高程情况,做到计算结果的高效化保存,此外,测量过程中,必须在满足相关条件后才能通过“交会”得出测量结果。
  4 结束语
  综上所述,全站仪被尝试应用到现代工程测量中,其在现代工程测量中的应用不仅有效提高了测量效率和测量精度,更有效减少了测量作业强度,加之其便捷的操作特性,使其得到越来越多测量工作者的认可,极大地促进了我国现代工程测量事业的发展。
  参考文献
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