如何把数学知识应用于电子全站仪放样

任昕怡

(西安市遵德中学，陕西 西安 710043)

全站仪是全站型电子速测仪的简称，是电子经纬仪、光电测距仪及微处理器相结合的光电仪器。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。

高一暑假，一次偶然的机会，到我爸爸负责的一条铁路勘测现场，接触到了这种电子全站仪，立即被这个新奇的仪器吸引住了。这种仪器在显示面板上可以方便的显示水平角度、距离、立角等数据，测量结果清晰、直观，还可避免读数误差的产生。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。

在随后的几天中，我有时间就去琢磨这台仪器，我发现可以利用这台仪器直观、便捷的显示特点，和我所学的数学知识结合起来解决很多实际问题。例如在直线放样的过程中，遇到障碍，视线无法通视的情况下，可以方便的理由所学的坐标法进行放样：

如同，A点位置镜点，C点是需要放样的点，但中间有障碍物，无法直接放样，这时就可以利用数学中坐标法，利用全站仪的计算功能将C点放出来，具体原理如下：

首先可以将A点的坐标设置为(0,0)，将AC设置为直线方向，即AC为X坐标轴，然后利用全站仪放样B点，这个B点是能与C点通视的点，利用全站仪可以计算坐标的特性，测量出B点在这个坐标系下的坐标及AB 的方位角，然后置镜于B点，后视A点，输入BA的方位角，利用AC之间的距离计算出C点的坐标(0，Xc)，调出全站仪中的放样程序，输入C点的坐标，旋转全站仪，当角度显示为0时，即指挥测量人员到此方向上，测量棱镜的距离，然后指挥棱镜前后移动，当距离显示为0的时候，即点位就是所需测设的C点。这种方法对于测设距离A点固定距离的点是非常方便的，若只是测设AC直线上的任意一个点，则只需利用在AC直线上的点的X坐标均为0的特性，就可以非常方便的对AC直线上的任意点进行测设了。

笛卡尔坐标系中学数学中经常碰到的，这种二维坐标系和全站仪结合起来，利用全站仪强大的计算与显示功能，可以很方便的进行测设，能避免人工计算产生的种种误差，从而使测量准确，便捷。当然利用这种方法放样时，中间理论上可以有很多点，而不是仅仅是一个B点，其原理就是讲各个点的坐标利用全站仪测量出来，最终是利用X坐标轴上X坐标均为0的特点，便捷的进行放样。

参考文献：

[1] 铁道部第二勘测设计院《铁路测量手册》.

[2] 佟立本.铁道概论.中国铁道出版社，2010.