摘要：本文在对全站仪的工作原理及其进行水利工程测量应用的作用优势分析基础上，结合其在水利工程测量中的应用情况，对其误差问题和精度控制进行研究，以促进全站仪在水利工程测量中的推广应用，确保测量结果的精确度。
关键词：水利工程；测量；全站仪；误差；精度控制
全站仪在水利工程测量中的应用较为广泛，尤其是在高程测量与距离测量中应用表现最为突出，对水利工程的建设实施以及水利事业发展都有着非常重要的作用和影响。近年来，随着我国各项社会与经济建设事业的不断发展，水利工程建设也取得十分显著的发展和进步，再加上科技水平的不断发展提升，使得全站仪在水利工程测量中应用更加普遍，对水利工程测量的精确度要求也更高。因此，就全站仪在水利工程测量中的应用情况，对其误差与精度控制进行分析，具有十分显著的作用和意义。
1、水利工程测量中全站仪的应用分析
1.1 全站仪的工作原理分析
全站仪是一种集自动测距以及测角、数据计算、自动记录与传输等多功能为一体的，具有自动化以及数字化、智能化特征的三维坐标测量与定位系统，其在水利工程测量中具有较为广泛的应用，主要包含电源以及测距系统、测角系统、通讯接口、数据处理、显示屏等结构部分，其中，CPU作为全站仪的核心构件，其在工作应用中，通过全站仪系统中的四大光电测量系统与数据处理系统，以通讯接口完成总线与CPU连接基础上，利用系统自身的空间数据处理与计算功能，对测量放样点的方位角以及有关距离进行测量获取，不能够根据全站仪系统的键盘操作指令进行有关测量实施。其具体操作流程如下：在全站仪的输入输出单元进行测量站点坐标以及测量起始方向的方位角、水平角、竖直角、倾斜距离等数据参数输入后，由全站仪中央处理单元通过实时计算与输出、显示等功能，对所需站点与测量点之间的方位角、水平距离、高差、三维坐标参数等进行计算获取，并将测量计算结果利用输入输出单元在全站仪电子计算机中进行计算编辑及自动成图显示。此外，对全站仪测量结果还能够根据实际需求，进行相应的等高线自动生成，对测量获取的结果图像在计算机中存储或者是以多种比例尺形式进行打印输出，满足相应的工程测量需求。
1.2 全站仪进行水利工程测量应用的优势
首先，在水利工程测量应用中，全站仪在测量工作中能够通过对测量视点坐标的检测分析，同时通过将坐标点放样在实际工程模型或工程实地环境下，对工程测量情况进行准确把握和有效控制，从而对水利工程测量的顺利开展及其测量准确性进行保障。
其次，全站仪在水利工程测量中应用，还能够通过其自身的坐标换算功能，根据水利工程设计图纸进行坐标点平移或者是旋转实现，并且全站仪进行坐标换算后所显示的轴线坐标具有清晰、直观、一目了然的特点，能够为水利工程测量及其施工、设计等提供可靠支持。
最后，全站仪进行水利工程测量应用，还能够在测量中自动进行方位角设定，通过将实际测量中的测站点坐标值与后视点坐标值等参数的输入，然后通过全站仪中的有关功能控制键，实现快速准确的方位角设定，以促进水利工程测量工作的开展，确保水利工程测量结果。
2、水利工程测量中全站仪的误差分析
全站仪作为水利工程测量中应用的测量仪器，结合其在水利工程测量实践中的应用，其误差问题主要表现在以下三个方面。
首先，表现为水利工程测量中全站仪轴系误差引起的误差情况。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一般情况下，水利工程测量中全站仪的轴系误差包含视准轴横向误差与纵向误差两种情况，其中，全站仪视准轴的横向误差是指视准轴与横轴之间未正交引起的误差，这种误差对全站仪水平观测值影响较大，但在竖直方向上的观测值准确性影响相对较小。此外，全站仪轴系误差中的视准轴纵向误差则是指相对于垂直盘零点位置发生偏移后产生误差，这种误差情况对全站仪竖直方向观测值准确性影响较大，对水平观测值影响较小，一般情况下，在进行俯仰角较大的水利工程测量作业中，其误差情况发生相对较多，应注意在水利工程测量方案制定中尽量避免大俯仰观测情况发生，以减少对全站仪测量的误差影响。
其次，全站仪在水利工程测量应用中的误差表现为全站仪度盘误差，其误差产生与观测目标的垂直角之间有着密切关系，一般情况下，全站仪进行水利工程测量应用中，其观测目标垂直角越大，所形成的全站仪度盘误差也越大，在进行一个角度观测过程中，如果从两个方向进行观测的垂直角相同，那么全站仪视准轴误差就会与半测回角值相互消除，从而不发生全站仪度盘误差问题，测量结果的准确性也更高。
最后，全站仪进行水利工程测量的误差还表现为全站仪测量中测距误差，其中以周期误差与加/乘常数误差最为常见。全站仪测量中的周期误差表现为全站仪测距系统的仪器内部光电信号存在串扰，造成以测尺长度为周期的重复出现系统误差问题发生，这是由于全站仪测距系统仪器内部电路设计中采用了光学、电子以及多种滤波等技术，对不同技术系统之间虽然进行隔离设置以避免光电信号串扰发生，但是对于一些微光电串扰避免不够彻底，因此，在实际测量应用中，为确保全站仪测量准确性，在最大程度的提升全站仪测距系统各仪器抗干扰能力外，还需要定期对仪器测量的准确性进行校验，以尽量避免全站仪测距应用中周期误差的影响发生。此外，全站仪测距工作中的加/乘常数误差是由于测距仪器测距部的光学零点变化或仪器测距实践基础偏差情况所导致，其对全站仪测量的准确性都会造成一定的偏差影响。需要注意的是，全站仪测量误差中，加常数误差一般为固定误差，包含仪器常数以及棱镜常数误差两个部分，而全站仪测距乘常数误差则不属于固定偏差情况，是一个与测距距离具有一定比例关系的偏差情况，需要在实际测量工作中引起重视。
3、水利工程测量中全站仪误差的精度控制
为确保水利工程测量的准确性，促进全站仪在水利工程测量中的进一步推广应用，加强水利工程测量中全站仪误差控制，减少其不利影响，具有十分显著的作用和意义。
首先，针对水利工程测量中全站仪误差情况，应对其误差种类及原因进行明确，在确定其误差情况及误差产生原因基础上，进行合理有效的控制和改进，尽量避免水利工程测量中相应的全站仪误差发生，确保水利工程测量的精确度。
其次，针对水利工程测量中全站仪误差及影响，还可以通过对更加先进的测量技术与测量系统引进应用，减少其误差情况及影响发生。比如，利用全站仪三角高程测量技术来避免水利工程测量中常用的全站仪四等水准测量方法所存在误差影响，从而对全站仪测量的准确性进行保障，控制和避免全站仪测量的误差影响。
最后，针对水利工程测量中常见的全站仪误差，从人为和客观两个层面对其误差问题进行划分，对人为引起的误差情况，在确保测量工作人员严格按照有关技术要求和操作标准执行的情况下，促进其对测量使用仪器误差情况及原因的了解，从而有效掌握有关仪器误差检定方法，有效避免全站仪测量中误差问题与影响的发生。
4、结束语
总之，对水利工程测量中全站仪的误差与精度控制进行分析，有利于在水利工程测量实践中有效避免全站仪误差及影响，从而提高水利工程测量精确度，促进全站仪在水利工程测量中的推广应用。
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论文作者:黄建东
论文发表刊物:《防护工程》2018年第27期
论文发表时间:2018/12/14
标签：测量论文; 误差论文; 水利工程论文; 全站仪论文; 情况论文; 系统论文; 方位角论文; 《防护工程》2018年第27期论文;