全站仪及其在工程测量中的应用

全站仪及其在工程测量中的应用

李 靖

博乐市规划建筑设计室， 博乐 833400

摘要：由于全站仪具有高精度、自动化、实时、无接触的优点，在大型工程和高层工程的建筑测量质量控制中广泛地应用了全站仪，切实提高了我国建筑测量的质量控制水平。基于此，在实际工作经验的基础上对全站仪及其主要特点进行了介绍，并探讨了全站仪在建筑测量质量控制中的应用，希望能够不断发挥全站仪的优点，推动我国的建筑测量质量控制。 关键词：全站仪；工程测量；应用 中图分类号：TV221 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)22-0260-02

1 全站仪及其特点

1.1 全站仪的工作原理

全站仪又称为全站型电子测速仪，主要包括机械、电子元件和光学等部分。全站仪是一种先进的测量仪器，能够测量建筑物的距离和角度，并对数据进行自动处理。在建筑测量的质量控制中，全站仪的主要优势在于较高的集成化程度、智能化程度和自动化程度，能够进行无接触的测量，且测量的精度较高。特别是在大型建筑工程或高层建筑工程的施工测量中，全站仪的性能优于一般测量仪器。物镜、目镜、分光棱镜和聚光棱镜共同组成了全站仪的望远镜，能够对距离和角度中的光学部分进行测量。据测仪的光路主要有物镜和分光棱镜共同构成，发光二极管、接收管和光纤三者相连，将内光路程线出来。通过闸门对内光路进行转换，内光路发出的红外光由闸门发送给二极管，从而完成整个距离测量工作。测距和测角两部分共同构成全站仪的电气部分。侧角部分主要包括编码度盘、光电测角和计数仪器等；测距部分主要包括发光二极管、电子电路和接收管等。测距部分和测角部分由串行通讯进行连接，并具备电子经纬仪、测距仪等功能。在建筑测量质量控制中，要应用全站仪就必须符合以下工作需求：可通视、有强度适当的可见光、同待测目标连线间不存在任何障碍物。

1.2 全站仪的特点

全站仪在进行建筑物斜距、垂直角和水平角到测量时，只需要对反射棱镜进行一次性照准，就可以对目标点所在的高程和坐标进行自动计算，还可以自动对计算和测量的结果数据进行记录和保存。

全站仪内部具有双轴补偿器，通过双重补偿器可以将全站仪的水平轴与竖轴之间的倾斜误差自动的测量出来，从而自动改正角度的观测值，提高测量的精确度。这样也可以避免测量过程中出现输入错误和数据抄记错误，简化外业步骤，提高测量的自动化水平。

全站仪能够与其他外围设备数据计算机进行连接，通过标准通讯接口将全站仪的主机与外围设备数据或计算机连接起来，从而实现测量数据系统的一体化获取、计算和管理。全站仪不仅具有较高的测量精度和较快的测量速度，还能够节省大量的人力物力。

使用全站仪微机处理器能够对气象进行改正，对全站仪的计算和整体测量进行控制，对测量导线进行测量。

2 全站仪在建筑工程测量中的运用 2.1 进行多余观测

边长和高差观测该方法可用于工程测量中的放点放线工作此外，在进行点位三维坐标的测定时也可采用此观测方法在测量过程中，为确保待定点边长和高差的精确度应对棱镜高进行一次变动之后再分别观测棱镜高变动前后的斜距、垂直角和棱镜高并以此作为检核条件。

水平角观测如果只能联测一个高等级控制点方向时，为确保待定点方位角的精确度要以该高等级控制点方向至待定点方向的左、右角作为检核条件此外加果条件允许，在进行水平角观测时应以联测两个高等级控制点方向作为检核条件。

2.2 进行碎步点的测量

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碎步点的三维坐标测量是在测量控制点上设置测站，通过该点至另一测量控制点的方向传递，测量出待定点的三维坐标在工程测量中油于地形图或某些工程有各自的特点，因此碎步点的测量是十分必要的但应注意以下三个方面：

（1）要将仪器精确的摆放在测站上为确保开始数据的精确性应对其它恣意一个已知丈量控制点的坐标和高程进行检查，也能够在进行仪器的测站和后视方向设置时观测测站至对向点的间隔和高差并以此作为检核条件。

（2）在丈量过程中为保证全站仪的稳定性要进行不守时的检查，以断定丈量控制点的方向此外油于难以校核待定点的丈量数据因此在丈量过程中要时间坚持测站与镜站的沟通及时确认棱镜高度的改变状况，以保证待定点高程的精确。

（3） 增补图根点或测站点

在地形图测绘或工程测量实践中如果等级测量控制点不足，就需要增补图根点或测站点。对于全站仪极坐标法增补图根点或测站点的测量规范均作了不同程度的作业规范及要求，从发展等级、边长规限到观测办法都有所清晰。在进行图根点或测站点的补充时，通常选用全站仪极坐标法加密图根点或测站点该办法的长处是：布点灵敏，约束条件少，内业平差核算简单外业丈量工作量小点位精度有保证极坐标法即是在高等级丈量控制点上设置测站，经过丈量测站至待定点之间的边长以及该边长的方位角进而推算出该待定点三维坐标的一种丈量办法该办法的主要丈量元素即是视点丈量和边长丈量艰据观测的水平角、垂直角、斜距、仪器高和棱镜高解算出待定点的三维坐标（X，Y，H）。

3 全站仪在使用中存在的误差分析 3.1 全站仪轴系误差

相对于经纬仪来讲，在光学原理上全站仪缺少较多的优势，而且在实际测量应用中，全站仪在轴系方面会有较多误差的产生，这对整体测量结果的精准性带来了较大的影响。所以需要对轴系误差产生的原因进行分析。首先，由于全站仪在安装上没有调整好镜头里望远镜的十字丝中心，导致十字丝中心的位置有所偏差，这样就导致全站仪的视准轴与仪器水平方向的轴线无法相交，从而导致误差的产生。其次，在环境温度的影响下，导致全站仪视准轴的位置发生了一定的变化，从而导致轴系误差的产生。最后，在对轴系误差进行检验时，由于在视准轴、横轴及竖轴方向上的误差补偿检验方面都没有准确的进行定位，从而从水平方面对轴系误差带来较大的影响，导致轴误差的产生。

3.2 全站仪度盘误差

全站仪度盘误差的产生，更多的原因是由于所要观测的目标的垂直角所引起的，随着垂直角度的变大，会导致度盘误差也会越来越大，相反，当垂直角度变小时，其误差也会相对变小。无论是在度盘左边观测还是把望远镜转半圈后在度盘的右侧观测，其观测的视线都会落在标准视准轴的左侧或是右侧，针对于这种度盘误差，则可以在实际测量过程中取度盘左边和右边测量数据的平均值，而且在转动时需要确保扫描盘和照准部保持同方向转动，这样可以有效的确保在水平方向上降低转动所带来的观测度盘误差的产生。而在垂直方面进行观测时，可以将垂直轴连同电扫描度盘进行方位

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的调整，这样可以有效的将半测回角的误差进行，从而减小垂直方面的度盘误差。在全站仪的测距误差中，周期误差和加、乘常数误差是最常见的两种误差。

3.3 全站仪测距误差

利用全站仪进行测距测量时，通常是根据两点之间的高差来对目标进行测距测量的。测距误差的产生与人的视觉精度具有较大的关系，人自身的视觉达不到完美的瞄准功能，这样就会导致实际测得的结果与所判断的结果存在着较在的差距，而且在精度上也会不一致，从而导致测距误差的发生。这种测距误差通常都会发生在相位式光电测距中，与测量的距离、光速和大气折射率等有直接的关系，从而对全站仪的测量的精度带来较大的影响。

4 加强全站仪测量精度的控制措施 4.1 全站仪的轴系误差精度控制

由于全站仪在水利工程测量中所取得的实时数据会受到轴系误差所带来的影响，从而导致整个测量结果无法达到较好的精准性，因此对全站仪轴系误差的精度进行控制具有必要性。为了能够更好的减小轴系误差，可以通过采用不同的观测方式，这样通过对全站仪测图角度进行改变，这样可以将观测角度改为半测回，从而有效的提高测角的精度。但对于在野外需要对观测角度进行改变时，由于受制于仪器出厂时标称精度的，很容易导致水平轴和垂直轴方向的误差产生，所以需要进行有效的关注。

4.2 全站仪的度盘误差精度控制

全站仪的度盘误差的精度控制可采用三角高程测量法。而对于三角高程测量的精度控制方面，结合工程实例，先对

（上接第 259 页） 它对于建设工程的选址、建设的过程以及整体的勘测都是作用巨大的。但是工程测量和RS技术结合的紧密性和实用价值还需要进行进一步的创新和研究。

3.4 数字成像测量技术在建筑工程的应用

数字成像测量技术主要是指依托计算机系统提取被测二维图形中的三维信息，先获得被测区域的影像资料然后在所得资料中提取测量工作所需信息。数字成像测量技术常用于地形复杂、测量放线工作困难的测量工作中。近年来数字成像技术不断发展在建筑测量领域应用越来越广泛。建筑工程完工后需要进行变形监测，数字成像测量技术对建筑体的挠曲、倾斜、水平位移、工程垂直位移等的测量更加准确河以更加合理的评价建筑体的使用安全性。

3.5 主体施工和基础工程的测量

主体施工测量和基础施工测量是保证建筑工程施工质量的基础。在进行主体施工和基础工程测量的时候，工程测量技术主要有以下内容：技术文件管理、经纬仪使用、周线控制网校测等。所以，在施工应用测量技术时，要强化测量人员的专业素质和专业技能，保障校测、测量仪器使用等工作的有效开展。另外，通过现场双人或者三人复核操作、技术文件管理等方式来保障建筑工程测量施工质量和测量技术的应用效果。2.3.4要控制测量质量，减少测量误差。因

高程进行测量，然后计算三角高程的误差，并且根据其地球曲率，求出其精度。通过这种采用中间设置全站仪工程实例计算方法，可以不受地形的，只要可以放置全站仪就可以进行测量工作，大大提高了水利工程测量中的外业作业效率。

4.3 全站仪的测距误差精度控制

全站仪的测距误差精度控制，可以采用相位式光电技术进行距离测量，这种精度控制可以针对人眼的分辨度与观测能力以及所处的观测环境条件的，且很难用公式加以计算等问题，提高测距误差的精度控制，然后，多次取平均值进行测量，以减小全站仪的测距误差，从而提高测距误差的精度控制。

5 结束语

综上所述，在测量质量控制中应用全站仪可以有效的对工程进行测量，为建筑工程的质量提供可靠的保障。全站仪是一种受外界影响小、测量精度高、测量速度快、操作便利的测量仪器，能够切实提高建筑测量质量控制的水平。作为一种现代高科技的测量仪器，全站仪完全可以替代其他测量仪器进行建筑测量，提高施工放样的准确性和精准度，对建筑物进行高程控制、平面测量和垂直观测。

参考文献

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[2]饶俊辉.全站仪在建筑测量质量控制中的应用[J].世界家苑，2012（7）：184.

为在施工过程中，测量误差会被放大，从而严重影响工程施工安全和施工质量。所以，在建筑工程测量技术应用中必须采取复测工作和误差处理来确保测量数据的准确性。

4 结束语

在建筑工程中，合理地使用工程测量技术是指导工程施工和保证建筑工程施工质量的前提。在使用现代测量仪器设备和先进测量技术的同时，在测量工作中还要采取有效的措施以保障测量质量、降低测量误差。通过测量仪器操作、测量仪器校验、测量工作前充分准备等控制工作，使得建筑工程测量质量得到保障，满足现代建筑施工的需要，促进我国建筑业的发展。

参考文献

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