浅谈全站仪在测绘中的应用

李 艳

（永和县国土资源局，山西 临汾 041000）

1 引言

全站仪是全站型电子速测仪的简称，可以自动记录、计算并显示出水平距、斜距、高程、坐标等相关数据。因为安置一次便可完成一个测站上的所有测量工作，故被称为全站仪。全站仪具有强大的测绘功能，被测绘行业广泛应用，为经济社会发展提供了有力支撑。随着科学技术的不断发展，各种新的技术手段不断涌现，特别是随着传感器、GPS、CCD等技术的集成发展，推动了测绘技术向自动化、可视化方向发展，可以为工程、规划设计、虚拟现实等领域提供更加优质的服务。

2 全站仪基本结构

全站仪是集光、电、磁、机的新技术，集测距、测角为一体的测绘仪器，主要包括以下几部分结构。

2.1 光学系统

全站仪的望远镜实现了视准轴、测距光波的发射、接收光轴同轴化。在望远镜与调焦透镜间设置分光棱镜系统，通过该系统即可瞄准目标，进行角度测量；同时通过内、外光路调制光的相位差可以计算实测距离。同轴性使得望远镜一次瞄准即可实现同时测定水平角、垂直角和斜距等全部基本测量要素的测定。

2.2 自补偿系统

全站仪的双轴倾斜自动补偿系统，可对纵轴的倾斜进行监测，并在度盘读数中对因纵轴倾斜造成的测角误差自动加以改正，也可由微处理器自动按竖轴倾斜改正计算式计算，实现纵轴倾斜自动补偿。当作业中全站仪器倾斜时，运算电路实时计算出光强的差值，从而换算成倾斜的位移，将此信息传达给控制系统进行自动补偿，确保轴始终保证绝对水平。

2.3 电子处理系统

电子处理系统包括微处理器、存储器等。微处理器主要由寄存器、运算器和控制器组成。微处理机的主要功能是根据键盘指令启动仪器进行测量工作，执行测量过程中的检核和数据传输、处理、显示、储存等工作，保证整个测量工作协调有序地进行。全站仪存储器的作用是将实时采集的测量数据存储起来，再根据需要传送到其他设备如计算机、打印机等中，供进一步的处理或利用。

2.4 外设支援系统

全站仪可以通过操作键盘输入操作指令、数据和设置参数。全站型仪器的键盘和显示屏均为双面式，便于正、倒镜作业时操作。输入输出接口是与外部设备连接的装置，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，实现全站仪与计算机间的双向信息传输。

3 全站仪的主要特点

全站仪就具有小型、轻巧、精密、耐用等特征，并具有强大的软件功能。操作方便快捷、测量精度更高、内存量更大、结构造型更精美合理，能够实现水平距离换算、自动补偿改正、加常数乘常数的改正等。全站仪具有角度测量、距离测量、三维坐标测量、交会定点测量等多种用途。

全站仪的主要特点：一是可以实现综合测量。全站仪可以同时进行角度测量和距离测量，水平角左角和右角测量模式可以互换。全站仪可以实现综合测量，提高了测绘工作的效率。二是程序模式功能强大。全站仪内存储存了各种程序模式，可以很便捷地进行三维坐标测量、导线测量、后方交会测量、对边测量、面积测量等，提高了测量的自动化水平。三是测量精度高。全站仪内部采取了一些特殊的测量补偿校正措施，确保了测量的精度。

4 全站仪在测绘中的应用实践

全站仪的应用范围已不仅局限于测绘工程、建筑工程、交通与水利工程、地籍与房地产测量，而且在大型工业生产设备和构件的安装调试、船体设计施工、大桥水坝的变形观测、地质灾害监测及体育竞技等领域中都得到了广泛应用。外业测绘是测绘工作的重点，采用全站仪进行数据测量与采集，可以更加快捷地完成测绘任务。

4.1 测站的建立

首先将全站仪在架站点上进行整置，然后量出仪器上红漆点至全站仪横轴中心的高度，测量温度、气压、棱镜高，一并输入到全站仪中，开始建站。如果测区中在一个架站点设站不能测量测区内的全部的碎部点时，就需要在多个点设站，这些点即为转站点，这些点的平面坐标须已知。运用建站，输入测站三维坐标、仪器高，再输入后视坐标，然后定向，完成建站。

4.2 距离测量

首先，设置棱镜常数。测距前须将棱镜常数输入仪器中，仪器会自动对所测距离进行改正。其次，设置大气改正值或气温、气压值。实测时，可输入温度和气压值，全站仪会自动计算大气改正值，并对测距结果进行改正。第三，量仪器高、棱镜高并输入全站仪。第四，距离测量。瞄准目标棱镜中心，按测距键，距离测量开始，测距完成时显示斜距、平距、高差。全站仪的测距模式有精测模式、跟踪模式、粗测模式3种。在距离测量或坐标测量时，可按测距模式键选择不同的测距模式。

4.3 坐标测量

首先，设定测站点度盘读数为其方位角。当设定后视点的坐标时，全站仪会自动计算后视方向的方位角，并设定后视方向的水平度盘读数为其方位角。其次，设置棱镜常数。第三，设置大气改正值或气温、气压值。第四，量仪器高、棱镜高并输入全站仪。第五，瞄准目标棱镜，按坐标测量键，全站仪开始测距并计算显示测点的三维坐标。

4.4 悬挂棱镜

利用单棱镜系上线绳当做悬挂棱镜，保持棱镜悬挂时平衡。用悬挂棱镜悬挂在测点上进行测量，全站仪望远镜竖丝瞄准棱镜的吊线进行测量水平角，然后横丝卡住棱镜中部的觇标高标志测量倾角，就可以进行测量水平角和距离了。觇标高从测点量到觇标高标志。输入仪器高和觇标高，仪器自动记录计算测量数据。悬挂棱镜的使用可以大大减轻测量人员的劳动强度，不需要多带一个架腿和对点基座，减少作业时间，前视不需要对中整平。同时仪器记录也减少记录错误，实现无纸化作业。

[1]田林亚，华锡生.测量学[M].南京：河海大学出版社，2003.