摘要： 在測量工作領(lǐng)域， 全站儀已廣泛應(yīng)用于工程測量、大地測量等各種測量中， 它的先進(jìn)化體現(xiàn)了現(xiàn)今測繪儀器的超前水平， 尤其是在路面施工中的應(yīng)用，自動化、全智能化特別明顯。本文簡要討論了全站儀在路面高程測量施工測量中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞： 全站儀 路面施工 施工作用 高程測量
1、引言
因?yàn)榧す饧夹g(shù)和電子技術(shù)的飛速發(fā)展， 光電測距儀、電子經(jīng)緯儀逐漸出現(xiàn)， 同時(shí)與微電腦相結(jié)合， 構(gòu)成了體現(xiàn)目前測繪儀器最高水平的全能型儀器—全站儀。它除了能自動測角和測距外， 還能迅速完成一個(gè)測站所必須完成的任務(wù)， 包括高程、坐標(biāo)、平距、高差及工程放樣等方面的計(jì)算。全站儀的出現(xiàn)使測繪工作的全能能化、自動化得以實(shí)現(xiàn)。
2、全站儀測量設(shè)備與組成
全站型電子速測儀即全站儀。速測儀的工作原理是從儀器站同時(shí)測定某一測站點(diǎn)的平面位置及高程。但是光學(xué)速測儀是具有視距絲的一種特殊的經(jīng)緯儀，是通過光學(xué)來進(jìn)行測量的。電磁波測距儀使得測量時(shí)間更短、測程更大、測量精度更高。因?yàn)闇y角方法的不同可分為全站型和半站型電子速測儀， 全站型電子速測儀是由電子測距、電子測角、數(shù)據(jù)存儲單元及電子計(jì)算機(jī)等構(gòu)成的三維坐標(biāo)系統(tǒng)，測量結(jié)果可以在屏幕上自動顯示且可以與國外進(jìn)行信息交換的多功能測量設(shè)備，因?yàn)槿碗娮铀贉y儀比較完善地體現(xiàn)了實(shí)地測量與數(shù)據(jù)處理的一體化和電子化，所以把全站型電子速測儀稱為全站儀。
總的來說，全站儀可分為兩大部分：一部分是過程控制機(jī)制：包括與測量數(shù)據(jù)相連接的外圍設(shè)備，產(chǎn)生指令的微機(jī)處理機(jī)。這一過程會自動完成數(shù)據(jù)采集過程， 又要控制整個(gè)測量過程且要自動處理數(shù)據(jù)。另一部分是數(shù)據(jù)采集而設(shè)立的專用設(shè)備：數(shù)據(jù)存儲系數(shù)、電子測角系數(shù)、自動補(bǔ)償設(shè)備、電子測距系數(shù)。
3、利用全站儀進(jìn)行中線測量
中線測量就是依據(jù)導(dǎo)線控制點(diǎn)和中線控制樁將圖紙上的路面中線呈現(xiàn)到實(shí)地，因此又稱中樁放樣和恢復(fù)中線。中線恢復(fù)的手段和方法有多種，不過隨著高速公路的不斷興建，對測量的精度也提出了新的要求。所以中線測量的主要方法是全站儀的極坐標(biāo)放樣。極坐標(biāo)法是利用導(dǎo)線點(diǎn)和中線點(diǎn)的坐標(biāo)關(guān)系進(jìn)行放樣的。全站儀就是依據(jù)極坐標(biāo)放樣的原理制定了一種放樣模式，只需輸入測站點(diǎn)、后視點(diǎn)及待定中線點(diǎn)的坐標(biāo)，儀器就會自動輸出該待定中線點(diǎn)的距離偏差值及角度偏差值，快速輸出中線點(diǎn)。所以采用全站儀中樁放樣的方法操作簡單、精度高、效率高且需要的設(shè)備人員少。
4、利用全站儀進(jìn)行高程測量
公路高程測量的主要方式是水準(zhǔn)測量。但不同的地形條件對水準(zhǔn)測量的影響非常大。尤其是山區(qū)高差起伏的地形，水準(zhǔn)測量就會具有一定的局限性，但是采用全站儀進(jìn)行測量時(shí)就沒有局限性，只要兩水準(zhǔn)點(diǎn)之間通視即可。由此來說，只需將棱鏡安放在對中桿上，使儀器照準(zhǔn)棱鏡中心，按下測距鍵，即可測出儀器和棱鏡之間的高差，采用此種測量方法，可以隨意測未知點(diǎn)的高程。在實(shí)地測量時(shí)，為了避免計(jì)算快速測量高程，保持對中桿的高度不變，即V1=V2，這樣HB=HA-△h1+△h2，所以利用全站儀測高程既方便又簡捷。
4.1 全站儀中間法測量的優(yōu)越性
�。�1） 與用水準(zhǔn)儀測量相比較的優(yōu)點(diǎn)
1）速度快。利用全站儀進(jìn)行測量一測站長達(dá)幾百米，但水準(zhǔn)儀一測站最長100多米，最短只能測幾米，往往用水準(zhǔn)儀測十幾站而用全站儀測一站即可，所以利用全站儀進(jìn)行測量更能節(jié)省時(shí)間。
2）內(nèi)業(yè)、外業(yè)的計(jì)算量小。利用全站儀進(jìn)行測量，只需記錄高差及前后視距，記錄數(shù)據(jù)少且簡潔明了；而水準(zhǔn)儀測量需記錄黑紅面尺的三絲讀數(shù)，且記錄及計(jì)算檢核過程復(fù)雜。而用全站儀測量的數(shù)據(jù)自動記錄，不容易出現(xiàn)差錯(cuò)。
3）兩水準(zhǔn)點(diǎn)之間的測段距離短。用水準(zhǔn)儀測量的測段距離一般為兩點(diǎn)邊長的1.5—2倍，而用全站儀測量的測段距離基本是兩點(diǎn)邊長，縮短了兩水準(zhǔn)點(diǎn)之間的測段距離。當(dāng)兩種儀器測兩的結(jié)果同時(shí)合格時(shí)，因?yàn)椴捎萌緝x測量避免了多于的測段距離，而測段距離在平差計(jì)算中表示權(quán)，權(quán)相對比較真實(shí)，表明平差計(jì)算的結(jié)果客觀可靠，提高了施工測量的精度。
4）受儀器、人為因素誤差影響小。因?yàn)橛萌緝x測量時(shí)采用對中桿三角架，測量時(shí)沒有人為因索影響，而轉(zhuǎn)點(diǎn)時(shí)對中桿可直接插在地面上，對中桿的沉降量要比水準(zhǔn)測量中尺墊的沉降量小很多；在測量過程中，數(shù)據(jù)由儀器顯示、自動記錄，避免了用水準(zhǔn)儀測量時(shí)人為估讀的誤差。
�。�2） 與傳統(tǒng)的三角高程測量相比較的優(yōu)點(diǎn)
1）不需進(jìn)行兩差改正。傳統(tǒng)的三角高程測量在單向觀測時(shí)，受地球曲率及大氣垂直折光差的影響，一定要對兩差進(jìn)行改正，而且k值不易測出；當(dāng)采用中間測量法時(shí)，即使受到兩差改正系數(shù)的影響，但由于全站儀在兩棱鏡之間，兩邊測距大致相等，而且在同一環(huán)境、同一時(shí)間觀測，所以兩邊的兩差改正系數(shù)也基本相同，根據(jù)兩差改正公式：兩差改正系數(shù)也基本一樣，相差極小，可忽略不計(jì)。所以在高差計(jì)算時(shí)不考慮兩差改正系數(shù)的影響。
2）儀器不需要設(shè)在點(diǎn)位上。利用中間觀測法進(jìn)行測量時(shí)，儀器不需要安置在點(diǎn)位上，也不需要進(jìn)行光學(xué)對中，只要對儀器精平即可，這樣大大提高了測量工作者的測量效率，省力、省心，同時(shí)避免了對中誤差的影響。因?yàn)闇y量儀器安放在兩觀測點(diǎn)之間，很容易找到視野開闊的地區(qū)，有效防止了視線受周圍障礙物的影響，使觀測精度大大提高。假如采用三角高程進(jìn)行測量，則兩水準(zhǔn)點(diǎn)之間必須通視，這就需要通過除草、砍樹等方法方能實(shí)現(xiàn)，增加了測量工作的難度。
3）不需量棱鏡高和儀器高，以防因?yàn)榱坷忡R高和儀器高所引起的誤差影響。在應(yīng)用三角高程測量時(shí)，棱鏡和儀器安置在點(diǎn)位上，需要量取棱鏡高和儀器高，因?yàn)樵诹咳±忡R高和儀器高時(shí)，儀器和點(diǎn)位之間存在一定的偏角，不能直接量取垂直高程。因此導(dǎo)致的誤差影響很大，經(jīng)常不能確保測量精度。但是利用新方法，儀器不需要設(shè)在點(diǎn)位上，因此可以很方便的進(jìn)行施工測量。
4）速度快。利用三角高程測量的方法，普遍采用對向觀測的方法，則兩個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)之間要設(shè)立兩次觀測。但利用中間觀測法只需要一次觀測，由此看來，中間觀測法的測量速度是對向觀測法的兩倍。
5、總結(jié)
隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展， 高速公路在逐漸修建， 對路面施工的要求也逐漸提高， 對公路測量精度的要求也逐漸提高。計(jì)算機(jī)技術(shù)的蓬勃發(fā)展與實(shí)際應(yīng)用以及用戶的特殊要求， 全站儀出現(xiàn)了一個(gè)防水型、防爆型的新型發(fā)展時(shí)期， 使得全站儀在各種測量工作中發(fā)揮更極其重要的作用。
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