摘 要 数字测图技术已成为当前最主要的成图方法，首先介绍全站仪组成及特点、在数字绘图中的优势，然后具体介绍外业工作中全站仪在碎部测量中的应用，最后阐述全站仪的测量精度优化与误差分析。
关键词 全站仪；数字绘图；碎部测量；误差
1 全站仪组成及特点
全站仪基本上包括以下部分：一是数据采集设备（电子测距、电子测角、数据处理系统、自动补偿设备等）；二是过程控制机（外用设备、微处理机等）。其工作特点有：1）快速准确地处理数据：仪器自带数据处理系统，能够快速并准确地处理空间数据，计算出放样点的方位角与该点到测站点的距离；2）快速定方位角：根据输入点的坐标值计算出放样点的方位角，并显示当前镜头方向与计算方位角的差值，将差值调为0，就确定了要放样点的方向，然后可以进行测距定位；3）自动测距：将棱镜对准全站仪的镜头，全站仪可以快速读出实测距离，与计算所得理论数据比较，根据二者的差值，判断棱镜应如何移动，移动幅度，至差值为0 时，棱镜所在位置即为放样点的实际位置；4）适应性强，在恶劣环境中，如雨天、潮湿、冲撞、尘土和高温等环境中也可以使用。由于全站仪体积小重量轻，操作灵活方便，较少受到地形限制，且不易受外界因素的影响。
全站仪应用于数字绘图的优势：1）精度保证——通过全站仪采集的数据以电子信息的形式体现，在对数据进行处理的过程中能够保证原始数据的精度不受影响，使得测量结果的精度能达到满意。对精度的保证符合目前科技进步的要求；2）数字化产品——与以往的测图相比，数字测图以数字地图为产品，比纸质地图更方便使用和更新，同时有利于对其进行深加工，输出方便，有利于建立地图数据库和地理信息系统；3）自动化作业——无论是记录、处理、成图、绘图，均实现自动化作业，方便用户提取所需信息。
2 全站仪在数字测图中的测量方法
数字测图中外业工作质量尤为重要，对最终结果影响最大。外业采集主要包括控制测量和碎部测量。本文主要研究全站仪碎部点数据采集，获取数字化成图所必需的数据信息，包括描述地图实体的空间位置和属性信息。
在完成控制测量后，由已测控制点开始进行碎部测量。通过全站仪对碎部点的点位信息进行采集的做法包括：在测站点上架设仪器，经建站、定向后，观测者照准定向点位上的棱镜，确定点位的坐标信息，同时编辑该点的属性信息记录到全站仪，另外还需要在草图上记录该点的连接信息。如果已经得到大半碎部点的坐标，下一步尽量通过软件中的各种测量法来获取另外各点的坐标，同时在软件所包含的各种功能帮助下最终成图。内业人员在外业提供的各点编码基础上，利用计算机进行展绘，由跑尺人员联系作业路线与点号编码，将所有的点进行连接；也可以在编码引导文件的帮助下，进行自动连接。将连接后所得到的图与实地进行比较，补充未测数据，最后通过计算机进行编辑，以形成完整的地形图。
对全站仪所测数据进行检验，通过计算机展绘出点位，与实物进行对比，如果二者存在较大差异，代表绘图过程中可能有操作不当之处，应该及时进行重测，避免错误的传播。或者在野外直接将全站仪与便携计算机连接，实时传输观测数据，同时添加地理属性和连接关系并随之成图，有效防止错误产生。
3 全站仪测量误差分析
全站仪测量误差来源主要包括：仪器误差、观测误差、以及环境影响带来的误差，现对这些误差分别进行分析。
首先是仪器误差，在测角中主要包括视准轴误差（通过四分之一法或读数法进行检验）、竖轴误差一般是由于仪器安置不正确造成的，横轴误差、竖轴误差可以由倾斜传感器进行校正；在测距中包括加常数误差、乘常数误差、周期误差。
其次是观测误差，在测距时主要包括对中误差（公式，表明对中误差对测角精度的影响与两目标之间的距离SAB成正比）、对点误差（二者应<1mm）；在测距时除了以上两点误差，还包括照准误差，观测时应保持精确照准棱镜中心。
第三是环境影响造成的误差，如大气折光（注意防止旁折光）、空气透光率、背景反射，电磁场干扰会对测距造成影响，因此在精确测距时需要进行气象改正，即输入实时气温、气压，自动修正测距结果；而大气的情况、温度变化会对测角产生影响，因此在观测时要注意使用遮阳伞，避免仪器出现不均匀变形。
另外如图1所示，单向高程测量误差由中误差平方关系式分析式中变量的范围：以竖角测量为例，测图中竖角的半测回中误差M半测=2M标，其中M标为全站仪的标称精度；其次对于大气垂直折光差，按照规范中所提到的，可知Mk=+0.05；另外对于仪器高i与目标高v，两次量取时二者之间的差值需要保持在3mm以内，根据误差传播定律同精度双观测求中误差公式则Mi=Mv= =±2.1mm；需要注意的是在城市数字测图中地形的起伏一般不会超过25°，一般取αv=25°，由于测图中地面点高程H的精度是相对于图根控制点而言的，即图根制点高程可视为真值，则MH=Mh 。
参考文献
[1]巩彬，李平，吴向阳.RTK配合全站仪在数字化测图中的应用[J].现代测绘，2009（4）.
[2]盛鸣.全站仪快速设站法在数字测图中的应用[J].科技资讯. 2011（4）.
[3]王伟国，韩雅芳，孙景云.全站仪常数引起的测量事故及其常数测定[J].科技创新导报， 2011（13）.
[4]林琳.全站仪数字化测图质量控制方法研究[J].科技资讯，2012（4）.
[5]钱跃磊，黄明江，俞铮铮，方建峰.GPS-RTK联合全站仪在新农村建设中的应用[J].全球定位系统，2010（3）.
关键词 全站仪；数字绘图；碎部测量；误差
1 全站仪组成及特点
全站仪基本上包括以下部分：一是数据采集设备（电子测距、电子测角、数据处理系统、自动补偿设备等）；二是过程控制机（外用设备、微处理机等）。其工作特点有：1）快速准确地处理数据：仪器自带数据处理系统，能够快速并准确地处理空间数据，计算出放样点的方位角与该点到测站点的距离；2）快速定方位角：根据输入点的坐标值计算出放样点的方位角，并显示当前镜头方向与计算方位角的差值，将差值调为0，就确定了要放样点的方向，然后可以进行测距定位；3）自动测距：将棱镜对准全站仪的镜头，全站仪可以快速读出实测距离，与计算所得理论数据比较，根据二者的差值，判断棱镜应如何移动，移动幅度，至差值为0 时，棱镜所在位置即为放样点的实际位置；4）适应性强，在恶劣环境中，如雨天、潮湿、冲撞、尘土和高温等环境中也可以使用。由于全站仪体积小重量轻，操作灵活方便，较少受到地形限制，且不易受外界因素的影响。
全站仪应用于数字绘图的优势：1）精度保证——通过全站仪采集的数据以电子信息的形式体现，在对数据进行处理的过程中能够保证原始数据的精度不受影响，使得测量结果的精度能达到满意。对精度的保证符合目前科技进步的要求；2）数字化产品——与以往的测图相比，数字测图以数字地图为产品，比纸质地图更方便使用和更新，同时有利于对其进行深加工，输出方便，有利于建立地图数据库和地理信息系统；3）自动化作业——无论是记录、处理、成图、绘图，均实现自动化作业，方便用户提取所需信息。
2 全站仪在数字测图中的测量方法
数字测图中外业工作质量尤为重要，对最终结果影响最大。外业采集主要包括控制测量和碎部测量。本文主要研究全站仪碎部点数据采集，获取数字化成图所必需的数据信息，包括描述地图实体的空间位置和属性信息。
在完成控制测量后，由已测控制点开始进行碎部测量。通过全站仪对碎部点的点位信息进行采集的做法包括：在测站点上架设仪器，经建站、定向后，观测者照准定向点位上的棱镜，确定点位的坐标信息，同时编辑该点的属性信息记录到全站仪，另外还需要在草图上记录该点的连接信息。如果已经得到大半碎部点的坐标，下一步尽量通过软件中的各种测量法来获取另外各点的坐标，同时在软件所包含的各种功能帮助下最终成图。内业人员在外业提供的各点编码基础上，利用计算机进行展绘，由跑尺人员联系作业路线与点号编码，将所有的点进行连接；也可以在编码引导文件的帮助下，进行自动连接。将连接后所得到的图与实地进行比较，补充未测数据，最后通过计算机进行编辑，以形成完整的地形图。
对全站仪所测数据进行检验，通过计算机展绘出点位，与实物进行对比，如果二者存在较大差异，代表绘图过程中可能有操作不当之处，应该及时进行重测，避免错误的传播。或者在野外直接将全站仪与便携计算机连接，实时传输观测数据，同时添加地理属性和连接关系并随之成图，有效防止错误产生。
3 全站仪测量误差分析
全站仪测量误差来源主要包括：仪器误差、观测误差、以及环境影响带来的误差，现对这些误差分别进行分析。
首先是仪器误差，在测角中主要包括视准轴误差（通过四分之一法或读数法进行检验）、竖轴误差一般是由于仪器安置不正确造成的，横轴误差、竖轴误差可以由倾斜传感器进行校正；在测距中包括加常数误差、乘常数误差、周期误差。
其次是观测误差，在测距时主要包括对中误差（公式，表明对中误差对测角精度的影响与两目标之间的距离SAB成正比）、对点误差（二者应<1mm）；在测距时除了以上两点误差，还包括照准误差，观测时应保持精确照准棱镜中心。
第三是环境影响造成的误差，如大气折光（注意防止旁折光）、空气透光率、背景反射，电磁场干扰会对测距造成影响，因此在精确测距时需要进行气象改正，即输入实时气温、气压，自动修正测距结果；而大气的情况、温度变化会对测角产生影响，因此在观测时要注意使用遮阳伞，避免仪器出现不均匀变形。
另外如图1所示，单向高程测量误差由中误差平方关系式分析式中变量的范围：以竖角测量为例，测图中竖角的半测回中误差M半测=2M标，其中M标为全站仪的标称精度；其次对于大气垂直折光差，按照规范中所提到的，可知Mk=+0.05；另外对于仪器高i与目标高v，两次量取时二者之间的差值需要保持在3mm以内，根据误差传播定律同精度双观测求中误差公式则Mi=Mv= =±2.1mm；需要注意的是在城市数字测图中地形的起伏一般不会超过25°，一般取αv=25°，由于测图中地面点高程H的精度是相对于图根控制点而言的，即图根制点高程可视为真值，则MH=Mh 。
参考文献
[1]巩彬，李平，吴向阳.RTK配合全站仪在数字化测图中的应用[J].现代测绘，2009（4）.
[2]盛鸣.全站仪快速设站法在数字测图中的应用[J].科技资讯. 2011（4）.
[3]王伟国，韩雅芳，孙景云.全站仪常数引起的测量事故及其常数测定[J].科技创新导报， 2011（13）.
[4]林琳.全站仪数字化测图质量控制方法研究[J].科技资讯，2012（4）.
[5]钱跃磊，黄明江，俞铮铮，方建峰.GPS-RTK联合全站仪在新农村建设中的应用[J].全球定位系统，2010（3）.
