摘要：全站仪是把光电测距仪、电子经纬仪及微型计算机组成一台高技术、高结合的新型仪器，其工作特点是：自动进行气象观测及地球曲率改正、自动测距、自动计算和记录等。本文讨论了全站仪在公路施工测量中的广泛应用。
关键词：全站仪 公路施工 高程测量 施工测量
1、引言
全站仪是由电子经纬仪、光电测距仪及数据处理软件组合而成的全方位的测量仪器，可同时进行距离测量、高差测量、角度测量、放样测量及坐标测量。全站仪安置一次，就可以完成在本测站上的所有数据采集工作。由仪器的输入、输出系统，可以将全站仪的数据传入计算机内，然后利用计算机进行设计、编辑和绘图，同时也可以将外业测量所必须的已知数据通过计算机上传到全站仪中。利用全站仪不仅使外业测量的工作效率有所提高，而且使测量工作的自动化得以实现，目前，各个施工单位进行数据采集及工程放样的主要仪器都是全站仪。
2、利用全站仪进行高程测量
目前，公路高程测量的主要方式是水准测量。但是水准测量受地域影响大。尤其是在高差起伏较大的山区地区，水准测量就会受到很大的限制。但是应用全站仪进行高程测量时就不会受到限制。只要保证两点间通视良好，便可以进行高程测量。全站仪的测量原理是三角高程，一种直接测定两点间高差的测量模式，也就是说，只要把棱镜立在测站点上，使仪器照准棱镜中心，按下测距按钮，就可以测出仪器和棱镜的高差，使用这种方法，可以得到任意一点的高程。在实际的测量工作中，为了减少计算量，且快速测定某点的高程，使棱镜的高度保持不变，这样就减少了因棱镜高变化而造成的繁琐计算问题，所以，利用全站仪进行测高程简捷、方便、快速。
3、中间观测法的原理和方法
利用三角高程测量和水准测量相结合的使用原理：将全站仪置于两观测点之间，使全站仪的前后视距大致相等，且视距不能太长，一般不大于500m（方便对准觇标），直接从显示窗上读取前后视距和高差。全站仪的高程测量和水准测量在使用过程中应注意以下几点：设站时尽量选择通视良好的坚固高地，始终使仪器处于精平状态，阳光明媚时要给仪器打伞，观测结束后要检查仪器的圆水准气泡是否居中；由于观测时不直接观测竖直角，而是通过观测竖直角和斜距计算出的高差和平距，所以没有竖直角的检核过程，因此要使仪器尽量处于最好的测量状态，尽量避免不利因素对仪器的影响；每次照准棱镜时都应以十字丝横丝为主瞄准同一方向的参照点，一般把觇标的三角形端部作为参照点，测量过程中不能瞄准棱镜中丝，因为在几百米以外仪器一般是看不清棱镜的中丝点。
4、全站仪在道路测量中的应用
全站仪的主要操作功能是数据采集和工程放样。下面以徕卡TC702全站仪为例，详细介绍全站仪的数据采集和工程放样。
4.1测量
在TC702全站仪中，常规测量可按两种方式进行测量，一种是在开机的界面下进行测量工作；另一种是应用测量程序进行测量工作。以下分别就这两种操作方式进行详细介绍。
方法一，常规测量在对仪器进行对中整平后，按操作步骤完成全站仪的测站设置、坐标设置及定向等工作。开机后仪器会自动进入常规测量程序的界面，界面有四页操作内容，分别显示距离、角度、坐标等不同的信息。与此同时，在照准目标时角度就被动态测量出来了，按“DIST”按钮即可实现测距功能，同时保存数据。数据保存完成后，待测点点号就会自动增加，准备测量下一个点。如果对所测得的数据不满意，可利用功能键，删除数据。
方法二，在应用程序中进行测量工作
开机状态下和应用程序中的常规测量，操作步骤和基本模式大体相同，本质上没有什么区别，但是应用程序中的测量将测站设置、坐标设置、定向设置结合在一个应用程序中，测量人员可以按照操作步骤依次进行测量。这种方法在导线测量中已作了详细的介绍，可应用“对边测量、面积测量、测量、自由测站”等程序进行测量。
4.2 放样
选择合适的测站点，例如N34，其三维坐标为（352603.367，538129.615，88.367），将全站仪对中、整平后，设置其后视为0°00′00″。把假定的待测点坐标换算成测站点到待测点之间的方位角和平距。旋转照准部，当度盘方位角显示为250°36′33″时，是水平制动螺旋固定。如果测定测站点与仪器棱镜之间测量平距的距离小于37.160米，那么测量人员应指挥立尺人员沿光电接收信号的方向后退差数米；如果测量平距的距离大于37.160米，那么测量人员需要指挥立尺人员沿光电接收信号的方向前进差数米。直到差数为零为止。该点就是我们要放羊的施工点位。
5、全站仪与水准仪测量相比的优点
1）测量速度快、精度高。利用全站仪进行测量一测站能达到几百米，而水准仪测量一测站最远不能超过100米，最短时测站之间只有几米，有时用全站仪只需测一站而水准仪就得测十几站，所以利用全站仪进行测量要比水准仪节省大量的时间，而且减少了人力、物力的耗费。
2）利用水准仪进行测量，两水准点间距离比较短。用全站仪进行测量的测段距离基本是水准测量边长的2倍，用水准仪进行测量的测段距离一般是两点间边长的1.5～2倍。但当两种仪器的测量结果都满足测量精度的标准时，因为利用全站仪进行测量时避免了不需要测量的测段距离，在平差计算中测段距离代表权，权是比较真实的，权在证明平差结果时客观、可靠，提高了测量精度。
3）受仪器、人为及外界因素的影响小。因为利用全站仪进行测量时前后视应用对中杆三角架进行瞄准，避免了扶水准尺的过程中人为因素造成的影响，而且当转点的时候，对中杆可以直接插在地面上，测量过程中的仪器沉降量要比水准测量中尺垫的沉降量小很多；在外业测量的过程中，数据的读取由仪器直接显示，避免了利用水准仪读数时人为估读引起的误差。
4）内业、外业的计算工作量小。用全站仪进行测量时，只要记录前后视距的边长和高差，不但记数少而且记录简洁明了；而利用水准仪测量还得记录黑红面尺的上下中丝的读数，且记录和计算检核过程比较复杂。而用全站仪进行测量的内业处理及平差计算比较简单，不容易出现错误。
6、结语
从总体来看，应用全站仪来进行公路工程的施工测量，外业操作即方便又灵活。受地形条件的影响小且测量精度高。而且内业计算的资料少，需要分配的人员少而且工作效率高。所以应用全站仪对公路进行施工测量，节省了大量的人力、物力等资源，实现了以前没办法达到的速度和精度；使放样的操作步骤和测量方法得到优化，是目前行之有效的好途径。
参考文献：
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