全站仪多功能实训项目开发

赵宏超 赵琴霞

摘 要：文章探讨了开发全站仪实训项目的必要性，介绍了全站仪坐标测量、放样测量、偏心测量、悬高测量、对边测量的方法。

关键词：全站仪;实训项目;开发

基金项目：2020辽宁科技学院大学生创新创业训练计划项目“测绘工程立体化多功能综合实训平台开发”（项目编号：202011430107）。

随着我国现代科技的迅速进步和发展，测绘工程应用领域越来越宽泛，实践教学环节直接地影响学生对基础理论和知识的理解，以及毕业后的实际学习和工作的能力，在这样的背景和条件下，必须进一步强化实践教学，利用现有的实践教学资源，创造条件，开发多功能实训项目，锻炼学生的动手实践能力，提高人才培养质量。

1 开发全站仪多功能实训项目的必要性

全站仪是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，是集水平角、垂直角、距离、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。通过配置适当的接口，可使野外采集的测量数据直接输入计算机进行数据处理并进入自动化绘图系统。通用的全站仪品牌有徕卡、拓普康、宾得、尼康和中海达、南方等。全站仪的以自动化程度高，功能多，精度好的特点在工程生产一线应用非常广泛。应用型本科在测绘工程人才培养的过程中，实践教学过程中有大量的实训项目需要使用全站仪，按照教学大纲的要求通常做的实验项目以数据采集和工程放样为主，但受室外天气影响和室内空间限制，全站仪相关实训项目开展非常有限，未能发挥出全站仪多样灵活的实用功能。基于多型号大量全站仪的数量保障，为强化学生的全站仪的基本操作能力、满足多样化学习和训练的需要，通过改造室内实训条件，墙面安置反光片，配置可移动的对中支架，开发不受空间和气候限制实用型全站仪实训项目非常必要。

2 全站仪实训项目开发

1）室内平面坐标采集及放样实验。全站仪在移动对中支架设站，全站仪对中整平后，开机进入测距模式，瞄准反光片中心m，测得距离s，进入数据采集模式，输入测站点自定义坐标（a，a），输入后视点坐标（a，a+s），测量反光片m点坐标检核，若结果在误差允许值范围内[1]，输入前视点号，点击同前键依次测量点位坐标。反之，在自定义坐标系建立后，全站仪立于可移动支架作为测站点，对中整平后，进入放样菜单，依次输入测站点坐标，后视点坐标和放样点坐标，求取放样参数，调整角度差为零，瞄准棱镜，调整距离差为零直到误差在允许值范围内，确定放样点位置。

2）偏心测量实验。偏心测量所谓对于全站仪偏心的测量，就是反射的棱镜不是直接放置在全站仪待测点的铅垂线上而是直接安置在与全站仪待测点位置相关的某處，它可以间接地测定推算出全站仪待测点的偏心位置。根据全站仪给定棱镜放置条件的不同，目前对于全站仪偏心的测量主要有4种常用的方式，分别采用的是角度偏心测量、单距偏心测量、圆柱偏心测量、双距偏心测量。

例如：如果棱镜的位置无法直接到达圆柱形置镜点中心，全站仪系统提供的偏心测量的功能，可以间接地推算出其中心点的位置和坐标。如果需要运用反射棱镜距离偏心点较近的测量法，需将反射棱镜立到输入圆柱体的置镜点边缘处，对于置镜点的边缘处进行偏心测量后，全站仪系统会提示输入的置镜点与输入圆柱体的中心点：左右的偏距，前后的偏距，上下的偏距，这些距离是可以用钢尺来量取的，人工量取后输入全站仪后，就可以推算并记录下圆柱中心的坐标（示意图如下）。

3）悬高测量实验。悬高测量指用来测定空中某点距地面的目标点和高度的一种测量方法[2]。悬高测量全站仪是进行悬高棱镜距离测量的第一步工作，首先把全站仪的反射棱镜的目标点设立在欲进行距离测量的目标点a和b的天底b垂线'点（即全站仪通过目标点a和b的天底铅垂线与该点至地面的铅垂线相交点），输入照准反射棱镜高v;然后转动照准反射棱镜进行高度和距离的测量，再水平转动全站仪望远镜的十字丝照准全站仪的目标点a和b，便使全站仪能实时地显示和计算出全站仪的目标点a和b至地面的高度和目标点h（示意图如下）。

4）对边测量实验。对边测量也可以叫遥距的测量，全站仪内置主要的仪器有两种测量功能，一种是连续式的，另一种功能是幅射式。这里主要简单介绍一下在工程测量中较常用的两种连续式的是对边和遥距测量[3]。对边的测量可以叫连续式的遥距测量第一种方式是当全站仪测完第一个点时，全站仪的屏幕上就会自动显示一个反射出来从测站到被测点的斜距、高差、平距。当再按一次手机测距键测第二个被测点时，则手机屏幕上会显示出第一个被测点至第二个被测点的斜距、高差、平距。以此类推，并由此类推来准确地测算其边长。对边测量的主要特点之一是由于不受地形的限制，待一个被测点间的斜距不需进行通视就可测出第二个待测点间的平均距离和高差。

3 开发实训项目的成效

我校测绘工程实验室通过拓展实训空间，开发全站仪多样化实现项目，建立全面开放的综合实训平台，对学生进行专业技能的综合训练，锻炼了学生实际动手能力，培养了学生的创新实践能力。测绘工程学生在各级各类的专业技能竞赛活动中大显身手，近3年来在国家级、省级测绘技能大赛成绩优异，有120人次获得国家级和省级荣誉;学生通过实训项目的练习，促进了专业课的学习，考研率逐年提升;毕业学生因实践能力强的特点受到用人单位好评，近年来就业率达到97%。

开发测绘工程实训项目，需要密切结合生产实际，与时俱进，不断进行创新探索，通过改革实践教学内容，创新实践教学手段，才能培养出适应国家和社会经济发展需要的创新实践型人才。

参考文献

[1]李锋.全站仪自由设站法的精度分析[J].现代测绘，2006，29（005）：3-4.

[2]张涛.全站仪悬高测量在实际工作中的应用[J].山东工业技术，2020，1.

[3]丁鹏文，徐泮林，高开强.全站仪对边测量原理及精度分析实例探究[J].北京测绘，2018，1.