论水利工程测量中全站仪的误差分析与精度控制

■曹建

（四川省地质矿产勘查开发局九一五水文地质工程地质队 四川眉山 620000）

论水利工程测量中全站仪的误差分析与精度控制

■曹建

（四川省地质矿产勘查开发局九一五水文地质工程地质队 四川眉山 620000）

水利工程测量中广泛地应用到全站仪，为了使水利工程测量的准确性得到有力的保障，水利工程测量工作能够更加便捷，我们必须做好全站仪的误差分析和进度控制工作。通过先进的测量技术来降低测量误差、进而改进其处理方法，使水利工程测量的准确性得到保障。本文主要讲述了水利工程测量中全站仪的应用，以及使用过程中全站仪的误差分析和精度控制。

水利工程全站仪精度控制

1 简述水利工程测量中全站仪

全站仪主要讲的是由光电测距仪、电子经纬仪以及电子记录器共同组成，能够自动测距、自动测角，自动记录和自动计算的多功能高效率的一种地面测量仪器。全站仪主要用于空间数据的采集更新与实现测绘的数字化，其主要的优势是数据信息处理的迅速与精准。全站仪在水利工程测量中应用的范围非常广泛。水利工程测量工作使用的测量仪器有很多，例如经纬仪和水准仪等等。就精确度和实用性而言，全站仪都比传统的经纬仪和水准仪更胜一筹。全站仪具有良好的便携性、准确性和全面性等特点，在水利工程测量中发挥着重要的作用。在水利工程测量的基础资料中，通过全站仪我们可以得到很多准确的数值。在水利工程的前期设计规划阶段和后期的施工阶段、养护阶段和应用管理阶段一直到测量工作中，我们都要使用到全站仪。高等级的大中型水利工程项目的测量工作则更加需要使用全站仪。

2 全站仪在使用过程中的误差分析

2.1 分析全站仪的轴系误差

全站仪在使用的过程中，产生轴线误差的主要原因是：全站仪的镜头没有得到良好的安装和调整，望远镜的十字丝中心偏离了正确位置，造成仪器水平方向的轴线和视准轴没有相交。仪器视准轴的位置还会受到环境温度变化的影响，容易造成误差。由于有错误的定位存在于竖轴的横向误差补偿、横轴的误差补偿、视准轴的误差补偿中，因此造成轴系误差。

2.2 分析全站仪度盘误差

全站仪在使用的过程中，造成全站仪度盘误差的主要原因是：垂直角，度盘误差会受到垂直角的影响，垂直角越大度盘误差就越大。在观测的过程中，如果观测方向在盘的左边，则视准轴就会位于标准视准轴的右侧或左侧，则出现度盘误差的测量值就会比实际测量值小或者大。如果将望远镜转为半圈，观测方向位于盘的右边，则视准轴就会位于标准视准轴的左侧或右侧，导致视准轴的落位与两边的测量结果正好相反。

这两种情况会造成全站仪的度盘误差具有完全相反的符号和一样的数值，因此，可以取度盘右边和左边的测量数据的平均值。要保障扫描盘在转动时与照准部有一致的方向，以减少水平方向转动造成的度盘误差。如果是垂直方面，则可以调整光电扫描度盘和垂直轴的方向，使半测回角中的误差减少或消失，从而使全站仪的度盘误差减少。常见的全站仪测距误差主要有：加常数误差、乘常数误差和周期误差。

2.3 分析全站仪测距误差

利用两点之间的高差来测量目标之间的测距，这是全站仪测距的基本原理。在进行测距的过程中，受到人的视觉精度限制，难以将完美的瞄准功能实现出来。因此会造成测距误差，也就是人的判断与测得的结果存在较大的差距和不一致的精度。由于当前对全站仪的使用以相位式为主，因此测距误差与测量的距离之间存在一定的比例关系。测量误差既有大气折射率造成的误差，也有光速造成的误差，都会对全站仪的测量精度造成很大的影响。

3 水利工程测量中全站仪的精度控制

在水利工程测量中，要保证测量数值的准确性，就必须对全站仪的误差精度进行有力的控制。在测量的过程中难免会产生误差，因此必须采取有效的措施来对误差精度进行严格的控制，以保证测量数值的准确性。

3.1 控制全站仪的轴系误差精度

由于水利工程测量中的实时数据会受到全站仪轴系误差的直接影响，造成整个测量结果的不准确，因此首先必须严格控制轴系误差的精度。为了减少轴系误差，可以采用不同的观测方式，例如：用半测回角度代替全测回角度，并对全站仪的侧角精度变化进行考虑。要注意侧角精度是否会受到角度改变的影响。全站仪在出厂时具有一定的标准精度，在进行实际测量时往往需要对观测角度进行改变，造成垂直轴方向和水平轴方向的误差，或者造成扇形段弧形的轴系误差。

3.2 控制全站仪的度盘误差

可以使用三角高程测量法来控制全站仪度盘误差的精度。首先要与水利工程实际情况相结合，测量其高程，然后对三角高程对误差进行计算，以地球曲率为基础将精度计算出来。在工程实例的计算过程中可以设置中间全站仪，使其摆脱地形限制，使测量工作更加便利，使水利工程测量的外业作业效率得以提高。

3.3 控制全站仪的测距误差

要控制全站仪的测距误差，可以在距离测量中用相位式光电技术。该技术专门针对观测环境和人眼的观测能力、分辨率所造成的限制，使测距误差的精度控制提高。要想使全站仪的测距误差减小，我们可以多次测量后取平均值。

4 使用全站仪应该注意的事项

使用全站仪时要注意使全站仪尽量靠近两个测量点的中轴线，这是由于全站仪的安放位置会影响到高程测量的精度以及全站仪的轴系误差。由于全站仪的角度会对全站仪的度盘误差产生直接的影响，因此要对观测目标的垂直角大小的精确性予以保障。要将合适的测距位置选择出来，进行测距仪器的安放，将全站仪的测距误差降到最低。

使用全站仪进行测量工作的时候，要尽量做到细部点测量的完整，可以进行实测的点要尽量做到不使用尺子来进行测量，这样的话能够避免因为尺子等测量所得出的数值不够精准，造成估算误差。同时，也能够降低其工作效率。在同一个测量图中，相近的地质面貌与建筑物应该在一个批次中进行测量，这样的话可以有效的建设由于内业处理所造成的偏差。但是，在实际的工作中我们应该视情况而定，进行灵活处理。全站仪在进行测量的工作中，例如：在测量等高线的时候，我们应该增加测点的密度，那么测量的结果就会更加的精准。测量的结果与实际的地形地貌比较相符，与计算机建模要求也比较相符。

5 结束语

在水利工程测量中全站仪发挥着重要的作用，作为一项测量仪器，全站仪难免会产生误差，但为了提高水利工程测量的精确性和准确性，必须采取有力的措施对全站仪的误差进行控制，将其控制在最小的范围内。这就需要不断的改进测量方法，提高测量技术，将准确的数值资料提供给水利工程的工程建设，使水利工程的建设能够符合高效益、高安全和高质量的原则，延长水利工程建筑的使用寿命，避免不精确的测量造成的严重后果。

[1]刘元涛，朱小利 浅析全站仪数字化测图中的误差分析 [J].信息技术教育，2014，11（12）：102-111.

TB22[文献码]B

1000-405X（2015）-11-235-2