摘要：目前在工程施工测量中，经常使用的测量仪器主要为全站仪、GPS接收机-RTK以及水准仪。经过对比分析，全站仪能够同时对施工对象的角度、距离、坐标、高程等方面进行测量，并且精度与效率都能得到保证，所以更多的过程选择了全站仪。全站仪的特点是：使用起来方便快捷，测量精度高，能够对施工工程中地形测量大量的碎部点数据进行存储，新型的全站仪都还附带有设站程序、放样程序、免棱镜测量技术等，大大减少了工程测量工作的工作量。本篇文章将全站仪的工作原理和特点结合具体应用实例，讲述全站仪在工程测量中的的具体应用，希望相关人士借鉴。
关键词：工程测量；全站仪；应用 ；发展
近十年以来，在测量技术的快速发展之下，在工程施工测量中，全站仪已经全面取代了经纬仪、测距仪。全站仪，即全站型电子测距仪（Electronic Total Station），是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，是集水平角、垂直角、距离（斜距、平距）、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。因其一次安置仪器就可完成该测站上全部测量工作，所以称之为全站仪。该仪器广泛应用于地上大型建筑和地下隧道施工等精密工程测量及变形监测领域。
工程测量的质量将直接影响整个工程项目的外观质量，测量工作的效率也对各工序衔接、工期安排等产生影响。在这个前提下，全站仪的高精度兼高效率作用也就被凸显了出来。
1、全站仪应用概述
在工程施工控制测量阶段，控制网的建立、复核、加密均可用全站仪来完成。在施工单位中更多的是用来复核控制网及控制网加密。在施工放样阶段，目前新型的全站仪都配备有自由设站程序，相比老式全站仪（需要记录测角测距数据来手动计算），减少了计算时间及可能的计算错误，使设站过程更快捷准确。更多的功能还有测量放样点数据的提前录入，公路、隧道等线路轴线的仪器内建立，只要数据录入准确无误，可大量减少现场测量时间和放样错误发生率。高精度全站仪还广泛应用于变形监测方面，许多大型工程、重点工程在施工期的变形监测工作一般由工程承包商进行，没有监测资质的承包商也会委托相应单位来进行。全站仪一般用在变形监测的平面位移观测方面，方法有边角网法，视准线法等，根据监测等级来选用适用精度等级的全站仪。
2、全站仪在工程测量中的具体应用与发展
2.1 全站仪参数设置和测量模式的选择
在进行测量前，要对仪器进行检查，水平角2C值及垂直角指标差等先进行校准，圆棱镜、mini棱镜、免棱镜等棱镜常数等进行测定检查。再根据具体的测量对象，以及工作时实时测定的温度和外部大气压值对全站仪的气象改正值进行设置和选择合适的测距模式和棱镜常数。不具备条件时，可对温度、气压值进行估计。测量模式可根据具体情况和操作人员习惯选择，如：精度要求不高时可选择快速测量模式（侧重于加快仪器计算速度，只计算至小数点后两位）、测图时可选择跟踪测量模式（对准棱镜就会自动测量并记录，提高了数据采集效率）、在混凝土仓位放样时，很多时候要爬高下低，可选择mini棱镜模式，携带方便。现在的全站仪大多带有免棱镜测量技术和激光红点指示，依实际情况选择使用更能提高测图、放样时的工作效率。在使用免棱镜模式时，一定要确保测量结果是稳定可靠的。据本人实际使用经验来说，国外大品牌全站仪的免棱镜测量结果都比较稳定，而某些国产品牌全站仪这方面还有些不足，在穿过障碍物缝隙进行免棱镜测量时，经过多次重复测量往往数据值是多变的，所以在类似的测量条件不良好时不建议使用免棱镜模式进行测量取值。
2.2 全站仪内自带程序的应用与发展
本人从毕业至今已从事十二年测量工作，使用最多的就是全站仪，对全站仪的技术发展深有感触。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆最初的全站仪只能测角测距，设站过程、坐标计算、直线放样、圆弧放样等都需要先在科学计算器里写入程序，再现场手动输入计算。如今的全站仪已经可以完全抛开计算器，使用仪器内自带的程序就可以全部完成。
常用的程序有：设站、点放样、参考线、参考弧等。现将这些程序一一进行说明，
①设站程序包括已知点设站、自由设站等。已知点设站就是把仪器架立在已知点上后视另一个已知点，点击测距可以测出实际值与计算值的平距偏差高程偏差等，方便进行校核。自由设站程序就是边角后方交会程序，仪器可架立在任意位置，测出与一个已知点的平距、高差，再测出此已知点与另一个已知点的夹角，仪器就可计算出测站的坐标进行设站。当然，测站设立时测量工作最重要的一环，为确保正确，必须进行第三点校核。
②点放样程序：预先把需要放样的点坐标输入仪器内，在放样时从数据库里调出即可。调出放样点后仪器界面就能显示该点的方向，棱镜到达该方向后测距就能知道该放样点与仪器的前后距离，持镜人到达正确位置使角度距离都吻合即可完成该点放样。
③参考线参考弧：预先把直线或弧线的要素点输入仪器内并形成线状成果。目前已有仪器能把如公路的轴线多个直线段、圆弧段、高程、坡比等整合在一起，形成完整的放样线路。在现场放样时测量任意点都能直接得到此点在线路上的桩号、偏中、与设计高程的差值。
2.3 全站仪在隧道工程中的应用
全站仪在目前的隧道施工中具有不可取代性，导线点加密、放样、断面测量等都必须用到全站仪。有些型号的全站仪甚至还专门配有隧道放样程序，输入各项线路数据可直接在开挖掌子面上放样处开挖轮廓。在进行隧道断面数据采集时，也可根据参考线程序直接测量出需要采集桩号位置，直观准确，采集效率高。
2.4 全站仪在工程安全监测方面的发展
目前配置有测量机器人系统的高精度全站仪已经广泛应用于安全监测领域。以边坡平面位移监测为例，以往观测时测站上必须配置至少两人，一人观测，一人记录。观测人员工作量大且易受到影响读数的各种外部因素影响。记录人员工作量同样大，边记录边计算，还要看结果是否超限，这些都极大的影响了工作效率。测量机器人型全站仪大大改善了这些情况，以leica TCA2003型测量机器人为例，该型号全站仪测角精度为0.5秒级，测距精度为1+1ppm，并以性能稳定可靠著称，自动观测时为马达驱动，自动目标识别与照准。作业前，先把各项观测限差、测回数、基点和监测点的坐标（预先取得）输入进去，仪器在基点上设立好，棱镜在监测点上设立好，即可由全站仪全过程自动观测并记录数据。这样的观测过程在测站上只需一人就可完成，减少了人员配置，减小了观测误差，几乎没有人工记录工作，不会出现计算错误，极大的提高了工作效率和监测成果的质量。目前，在我国各大城市的地铁安全监测中，已经广泛应用固定测量机器人系统进行实时监测，为地铁安全运行提供保障。
3、结束语
总之，全站仪能够胜任工程测量工作中的各种任务，并且操作简便，测量工作质量有保障，在很多情况下都比其他仪器更有工作效率。随着科学技术的不断发展，我相信全站仪的各种应用程序还将更多更好用，并且更高精度的全站仪也将更普及。在提高测量工作效率，降低工作错误发生率，减少我们测量人工作量方面也将做的更好。
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论文作者:梅书立
论文发表刊物:《基层建设》2017年第36期
论文发表时间:2018/3/22
标签：测量论文; 全站仪论文; 棱镜论文; 仪器论文; 程序论文; 工程论文; 工作论文; 《基层建设》2017年第36期论文;