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摘 要：全站仪已具备了角度测绘、距离测绘、坐标测绘等功能，有些还具备面积测绘、对边测绘、悬高测绘等许多特殊测绘功能。这些功能在各个领域的测绘工作中都得到了广泛的应用。本文首先介绍了全站仪及其结构原理，详细讲述工程测绘中利用全站仪进行坐标测绘和放样测绘的作业过程，说明了全站仪具有操作简单、使用方便等优点，最终提出了全站仪在更多的测绘工作中具有很好的发展前景。
关键词：测绘工程；电子全站仪；坐标放样；应用
引言
电子测距技术的出现大大地推动了测速仪的发展。用光电测距代替光学视距，用电子经纬仪代替光学经纬仪测角，使得仪器的测绘距离更大，时间更短，精度更高。随着仪器结构，功能的进一步完善，便出现了全站仪的概念。全站型电子速测仪简称全站仪，它是由光电测距仪、电子经纬仪和数据处理系统组成。一台全站仪除能自动测距、测角外，还能快速完成一个测站所需完成的工作，包括平距、高差、高程、坐标及放样等方面数据的计算。微机处理功能是根据键盘指令启动仪器进行测绘工作，执行测绘过程的检核和数据处理、显示、储存等工作，保证整个光电测绘工作有条不紊地完成。输入输出单元是与外部设备连接的装置（端口）。数据存储器是测绘成果的数据库。为了便于测绘人员设计软件系统、处理某种目的测绘成果，在全站仪的数字计算机中还提供有程序存储器。
一、全站仪基本原理
全站仪自身带有数据处理系统，可以快速而准确的对空间数据进行处理，计算出放样点的方位角与该点到测距点的距离，全站型电子速测仪简称全站仪。全站仪上半部分主要有测绘的四大光电系统，也就是水平角测绘系统、竖直角测绘、水平补偿与测距的系统。运用键盘就可控制操作指令、数据以及设置参数。综上各系统在功接口接入总线和微处理机联系在一起。微处理机（CPU）是全站仪的核心部件，包括寄存器系列（缓冲寄存器、数据寄存器、指令寄存器）、运算器以及控制器组成。微处理机的核心功能是按照键盘指令启动仪器实施测绘工作，执行测绘过程中的检核与数据传输、处理、显示、储存等方面操作，保障整体光电测绘工作顺利实施。输入输出设备是与外部设备连接的装置（接口），输入输出设备使全站仪能与磁卡和微机等设备交互通讯、传输数据。
二、全站仪的应用
（一）控制测绘
在控制测绘中，使用全站仪的基本测绘功能布设全站仪导线，特别适用于带状地形和隐蔽地区，如线路控制测绘和城市控制测绘：布设导线网和边角网十分灵活，观测方便，精度高；特别是与GPS全球定位系统配合，布网形式更灵活，观测更方便，精度更可靠。但需按相应的等级测绘要求进行观测和计算，不能使用坐标测绘功能。平面和高程控制可同时进行，用全站仪三角高程测绘完全可以代替四等谁准测绘，仪器安置于两个测点之间并使两个棱镜同高，不需要量取仪器高和棱镜高，可以提高观测精度。
（二）地形测绘
在地形测绘过程中，使用全站仪的程序测绘功能进行三维坐标测绘、前方交会、后方交会等，不但操作简单，而且速度快、精度高；并可将控制测绘和碎部点测绘同时进行；通过传输设备可将全站仪与计算机、绘图机相连形成内外一体的测绘系统，从而大大提高地形图测绘的质量和效率。
（三）工程放样
使用全站仪放样测绘功能可将设计好的建（构）筑物、道路、管线等设施的位置，按图纸要求快速、准确地测设到施工现场的实地，作为施工的依据；特别是一些造型复杂、要求高、规模大的建（构）筑物等。
（四）变形监测
在建（构）筑物的变形观测、地质灾害的动态监测中，使用全站仪的坐标测绘功能对变形部位的三维坐标进行实时监测，可以及时掌握变形规律，保障结构安全。
三、全站仪的发展分析
（一）全站仪发展简介
子全站仪的发展可划分为四个阶段：
第一阶段为组合式（积木式）全站仪，它由测距头、光学经纬仪及电子计算部分拼装组合而成。可测出平面距离、高差、方位角和坐标差，这些结果可自动地传输到外部存储器中。其优点是能通过不同的构件进行多样组合，当个别构件损坏时，可以用其他构件代替，具有很强的灵活性。早期的全站仪都采用这种结构。代表产品有日本索佳生产的REDmini短程测距仪加DT2，DTI、或DT5电子经纬仪等。第二代阶段为经典型全站仪，也称为常规全站仪，它具备全站仪电子测角、电子测距和数据自动记录等基本功能，最显著的特征是能存储数据。有的还可以运行厂家或用户自主开发的机载测绘程序（如偏心测绘、对边测绘、悬高测绘等）。代表产品有徕卡TC系列、拓普康GTS-300系列、南方NTS-312等。第三阶段为可扩展全站仪，具有上面两个阶段产品的所有功能，同时增加了数据传输的插卡装置，便于将观测数据直接记录在磁卡上。提高设备的数据存储量，便于实际应用。扩展卡可以直接（或通过读卡器）连接电脑，方便用户进行数据传输。代表产品有徕卡TC-1100、索佳SET2C（专业卡）、拓普康GTS-700、南方NTS-362等。第四阶段为电脑型全站仪。支持W工NCE系统，测绘程序更加丰富，操作更加简单、便捷，并可全汉字显小。同时可以根据需要编写测绘程序，从而使用户真正地成为仪器的“头脑”，使仪器按照人的意愿去进行工作。数据传输可采用电缆传输、PC卡传递、无线通讯。还可以进行系统开发。代表产品有索佳POWERSETSET}000、尼康DTM750、杰利FADY-511、南方NTS-9608等。
（二）全站仪发展的现状及前景分析
发展创造需求，需求指引发展，全站仪作为最常用的测绘仪器，从它诞生的那天起，它便开始极大地改变着我们的传统作业方式，提高了生产的效率。虽然GPS技术在大地测绘领域已广泛应用，但在测绘领域中全站仪依然发挥着极其重要的作用，因为它有着GPS接收机所不具备的一些优点。
（三）全站仪发展方向
1、全站仪自动补偿功能
在测绘工作中，整平是必不可少的，随着仪器的发展，全站仪的补偿功能越来越完善，原本必须先粗平再精平的，先看圆水准气泡再看长水准气泡，经过反复几次才能把仪器整平。现在不少仪器已经用一个圆水准气泡完全代替整平，只要气泡居中仪器就整平完事，其他的用仪器本身的电子气泡补偿，其精度完全可以掌握。比起原本的整平方法无论在时间上、效率上还是精度上都有很大的提高。
2、全站仪与GPS的合作
伴随工程质量要求的不断提高，单一使用GPS接收机或全站仪已经难以满足实际测绘工作的需要，这样就会在同一工程中同时采用两种仪器，联合应用，但由于GPS与全站仪的开发完全基于不同的思路，两者数据直接共享几乎是不可能实现的。所以就要求全站仪与GPS的有机结合成为一套设备，便于突破传统的作业模式，实现真正意义上的“联合作业”，实现优势互补，真正摆脱传统测绘方法的束缚。
3、影像全站仪
将数码相机和全站仪有机结合用于三维建模的测绘仪器，实现工程测绘与数字近景测绘相结合，利用相应的三维建模软件，能对地形、建筑物、文物等对象快速生产高精度可测绘的三维数字表面模型。
4、实现数据共享
由于对仪器实时作业的要求，“内业”的“外业化”便显得十分必要。过去从外业到内业再到外业的工作过程，将被一次性的外业工作所替代，而这种效率的提高，需要以仪器间数据的共享为基础。这种数据共享主要是指全站仪和其他类型的仪器（如GPS接收机、数字水准仪）之間的数据交流。通过不同仪器之间的数据交流，从而减少内业、外业之间的衔接，提高测绘工作的自动化水平。
结语
总而言之，工程测绘则是一项专业性很强，带有普遍性的工作。随着技术的进步、仪器工具的更新和改进，促使工程测绘工作越来越简化，精度也越来越高。而合理科学的运用全站仪进行测绘，仍需我们进一步的积累经验和继续探讨。
参考文献
[1] 潘正风，杨正尧.数字测图原理与方法[J].武汉大学出版社.2012，（2）.
[2] 姬玉华，夏冬君.测量学.哈尔滨工业大学出版社.2014-6-30.
关键词：测绘工程；电子全站仪；坐标放样；应用
引言
电子测距技术的出现大大地推动了测速仪的发展。用光电测距代替光学视距，用电子经纬仪代替光学经纬仪测角，使得仪器的测绘距离更大，时间更短，精度更高。随着仪器结构，功能的进一步完善，便出现了全站仪的概念。全站型电子速测仪简称全站仪，它是由光电测距仪、电子经纬仪和数据处理系统组成。一台全站仪除能自动测距、测角外，还能快速完成一个测站所需完成的工作，包括平距、高差、高程、坐标及放样等方面数据的计算。微机处理功能是根据键盘指令启动仪器进行测绘工作，执行测绘过程的检核和数据处理、显示、储存等工作，保证整个光电测绘工作有条不紊地完成。输入输出单元是与外部设备连接的装置（端口）。数据存储器是测绘成果的数据库。为了便于测绘人员设计软件系统、处理某种目的测绘成果，在全站仪的数字计算机中还提供有程序存储器。
一、全站仪基本原理
全站仪自身带有数据处理系统，可以快速而准确的对空间数据进行处理，计算出放样点的方位角与该点到测距点的距离，全站型电子速测仪简称全站仪。全站仪上半部分主要有测绘的四大光电系统，也就是水平角测绘系统、竖直角测绘、水平补偿与测距的系统。运用键盘就可控制操作指令、数据以及设置参数。综上各系统在功接口接入总线和微处理机联系在一起。微处理机（CPU）是全站仪的核心部件，包括寄存器系列（缓冲寄存器、数据寄存器、指令寄存器）、运算器以及控制器组成。微处理机的核心功能是按照键盘指令启动仪器实施测绘工作，执行测绘过程中的检核与数据传输、处理、显示、储存等方面操作，保障整体光电测绘工作顺利实施。输入输出设备是与外部设备连接的装置（接口），输入输出设备使全站仪能与磁卡和微机等设备交互通讯、传输数据。
二、全站仪的应用
（一）控制测绘
在控制测绘中，使用全站仪的基本测绘功能布设全站仪导线，特别适用于带状地形和隐蔽地区，如线路控制测绘和城市控制测绘：布设导线网和边角网十分灵活，观测方便，精度高；特别是与GPS全球定位系统配合，布网形式更灵活，观测更方便，精度更可靠。但需按相应的等级测绘要求进行观测和计算，不能使用坐标测绘功能。平面和高程控制可同时进行，用全站仪三角高程测绘完全可以代替四等谁准测绘，仪器安置于两个测点之间并使两个棱镜同高，不需要量取仪器高和棱镜高，可以提高观测精度。
（二）地形测绘
在地形测绘过程中，使用全站仪的程序测绘功能进行三维坐标测绘、前方交会、后方交会等，不但操作简单，而且速度快、精度高；并可将控制测绘和碎部点测绘同时进行；通过传输设备可将全站仪与计算机、绘图机相连形成内外一体的测绘系统，从而大大提高地形图测绘的质量和效率。
（三）工程放样
使用全站仪放样测绘功能可将设计好的建（构）筑物、道路、管线等设施的位置，按图纸要求快速、准确地测设到施工现场的实地，作为施工的依据；特别是一些造型复杂、要求高、规模大的建（构）筑物等。
（四）变形监测
在建（构）筑物的变形观测、地质灾害的动态监测中，使用全站仪的坐标测绘功能对变形部位的三维坐标进行实时监测，可以及时掌握变形规律，保障结构安全。
三、全站仪的发展分析
（一）全站仪发展简介
子全站仪的发展可划分为四个阶段：
第一阶段为组合式（积木式）全站仪，它由测距头、光学经纬仪及电子计算部分拼装组合而成。可测出平面距离、高差、方位角和坐标差，这些结果可自动地传输到外部存储器中。其优点是能通过不同的构件进行多样组合，当个别构件损坏时，可以用其他构件代替，具有很强的灵活性。早期的全站仪都采用这种结构。代表产品有日本索佳生产的REDmini短程测距仪加DT2，DTI、或DT5电子经纬仪等。第二代阶段为经典型全站仪，也称为常规全站仪，它具备全站仪电子测角、电子测距和数据自动记录等基本功能，最显著的特征是能存储数据。有的还可以运行厂家或用户自主开发的机载测绘程序（如偏心测绘、对边测绘、悬高测绘等）。代表产品有徕卡TC系列、拓普康GTS-300系列、南方NTS-312等。第三阶段为可扩展全站仪，具有上面两个阶段产品的所有功能，同时增加了数据传输的插卡装置，便于将观测数据直接记录在磁卡上。提高设备的数据存储量，便于实际应用。扩展卡可以直接（或通过读卡器）连接电脑，方便用户进行数据传输。代表产品有徕卡TC-1100、索佳SET2C（专业卡）、拓普康GTS-700、南方NTS-362等。第四阶段为电脑型全站仪。支持W工NCE系统，测绘程序更加丰富，操作更加简单、便捷，并可全汉字显小。同时可以根据需要编写测绘程序，从而使用户真正地成为仪器的“头脑”，使仪器按照人的意愿去进行工作。数据传输可采用电缆传输、PC卡传递、无线通讯。还可以进行系统开发。代表产品有索佳POWERSETSET}000、尼康DTM750、杰利FADY-511、南方NTS-9608等。
（二）全站仪发展的现状及前景分析
发展创造需求，需求指引发展，全站仪作为最常用的测绘仪器，从它诞生的那天起，它便开始极大地改变着我们的传统作业方式，提高了生产的效率。虽然GPS技术在大地测绘领域已广泛应用，但在测绘领域中全站仪依然发挥着极其重要的作用，因为它有着GPS接收机所不具备的一些优点。
（三）全站仪发展方向
1、全站仪自动补偿功能
在测绘工作中，整平是必不可少的，随着仪器的发展，全站仪的补偿功能越来越完善，原本必须先粗平再精平的，先看圆水准气泡再看长水准气泡，经过反复几次才能把仪器整平。现在不少仪器已经用一个圆水准气泡完全代替整平，只要气泡居中仪器就整平完事，其他的用仪器本身的电子气泡补偿，其精度完全可以掌握。比起原本的整平方法无论在时间上、效率上还是精度上都有很大的提高。
2、全站仪与GPS的合作
伴随工程质量要求的不断提高，单一使用GPS接收机或全站仪已经难以满足实际测绘工作的需要，这样就会在同一工程中同时采用两种仪器，联合应用，但由于GPS与全站仪的开发完全基于不同的思路，两者数据直接共享几乎是不可能实现的。所以就要求全站仪与GPS的有机结合成为一套设备，便于突破传统的作业模式，实现真正意义上的“联合作业”，实现优势互补，真正摆脱传统测绘方法的束缚。
3、影像全站仪
将数码相机和全站仪有机结合用于三维建模的测绘仪器，实现工程测绘与数字近景测绘相结合，利用相应的三维建模软件，能对地形、建筑物、文物等对象快速生产高精度可测绘的三维数字表面模型。
4、实现数据共享
由于对仪器实时作业的要求，“内业”的“外业化”便显得十分必要。过去从外业到内业再到外业的工作过程，将被一次性的外业工作所替代，而这种效率的提高，需要以仪器间数据的共享为基础。这种数据共享主要是指全站仪和其他类型的仪器（如GPS接收机、数字水准仪）之間的数据交流。通过不同仪器之间的数据交流，从而减少内业、外业之间的衔接，提高测绘工作的自动化水平。
结语
总而言之，工程测绘则是一项专业性很强，带有普遍性的工作。随着技术的进步、仪器工具的更新和改进，促使工程测绘工作越来越简化，精度也越来越高。而合理科学的运用全站仪进行测绘，仍需我们进一步的积累经验和继续探讨。
参考文献
[1] 潘正风，杨正尧.数字测图原理与方法[J].武汉大学出版社.2012，（2）.
[2] 姬玉华，夏冬君.测量学.哈尔滨工业大学出版社.2014-6-30.