李 艷

（永和縣國土資源局，山西 臨汾 041000）

1 引言

全站儀是全站型電子速測儀的簡稱，可以自動記錄、計算并顯示出水平距、斜距、高程、坐標等相關數據。因為安置一次便可完成一個測站上的所有測量工作，故被稱為全站儀。全站儀具有強大的測繪功能，被測繪行業(yè)廣泛應用，為經濟社會發(fā)展提供了有力支撐。隨著科學技術的不斷發(fā)展，各種新的技術手段不斷涌現，特別是隨著傳感器、GPS、CCD等技術的集成發(fā)展，推動了測繪技術向自動化、可視化方向發(fā)展，可以為工程、規(guī)劃設計、虛擬現實等領域提供更加優(yōu)質的服務。

2 全站儀基本結構

全站儀是集光、電、磁、機的新技術，集測距、測角為一體的測繪儀器，主要包括以下幾部分結構。

2.1 光學系統(tǒng)

全站儀的望遠鏡實現了視準軸、測距光波的發(fā)射、接收光軸同軸化。在望遠鏡與調焦透鏡間設置分光棱鏡系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)即可瞄準目標，進行角度測量；同時通過內、外光路調制光的相位差可以計算實測距離。同軸性使得望遠鏡一次瞄準即可實現同時測定水平角、垂直角和斜距等全部基本測量要素的測定。

2.2 自補償系統(tǒng)

全站儀的雙軸傾斜自動補償系統(tǒng)，可對縱軸的傾斜進行監(jiān)測，并在度盤讀數中對因縱軸傾斜造成的測角誤差自動加以改正，也可由微處理器自動按豎軸傾斜改正計算式計算，實現縱軸傾斜自動補償。當作業(yè)中全站儀器傾斜時，運算電路實時計算出光強的差值，從而換算成傾斜的位移，將此信息傳達給控制系統(tǒng)進行自動補償，確保軸始終保證絕對水平。

2.3 電子處理系統(tǒng)

電子處理系統(tǒng)包括微處理器、存儲器等。微處理器主要由寄存器、運算器和控制器組成。微處理機的主要功能是根據鍵盤指令啟動儀器進行測量工作，執(zhí)行測量過程中的檢核和數據傳輸、處理、顯示、儲存等工作，保證整個測量工作協(xié)調有序地進行。全站儀存儲器的作用是將實時采集的測量數據存儲起來，再根據需要傳送到其他設備如計算機、打印機等中，供進一步的處理或利用。

2.4 外設支援系統(tǒng)

全站儀可以通過操作鍵盤輸入操作指令、數據和設置參數。全站型儀器的鍵盤和顯示屏均為雙面式，便于正、倒鏡作業(yè)時操作。輸入輸出接口是與外部設備連接的裝置，輸入輸出設備使全站儀能與磁卡和微機等設備交互通訊、傳輸數據，實現全站儀與計算機間的雙向信息傳輸。

3 全站儀的主要特點

全站儀就具有小型、輕巧、精密、耐用等特征，并具有強大的軟件功能。操作方便快捷、測量精度更高、內存量更大、結構造型更精美合理，能夠實現水平距離換算、自動補償改正、加常數乘常數的改正等。全站儀具有角度測量、距離測量、三維坐標測量、交會定點測量等多種用途。

全站儀的主要特點：一是可以實現綜合測量。全站儀可以同時進行角度測量和距離測量，水平角左角和右角測量模式可以互換。全站儀可以實現綜合測量，提高了測繪工作的效率。二是程序模式功能強大。全站儀內存儲存了各種程序模式，可以很便捷地進行三維坐標測量、導線測量、后方交會測量、對邊測量、面積測量等，提高了測量的自動化水平。三是測量精度高。全站儀內部采取了一些特殊的測量補償校正措施，確保了測量的精度。

4 全站儀在測繪中的應用實踐

全站儀的應用范圍已不僅局限于測繪工程、建筑工程、交通與水利工程、地籍與房地產測量，而且在大型工業(yè)生產設備和構件的安裝調試、船體設計施工、大橋水壩的變形觀測、地質災害監(jiān)測及體育競技等領域中都得到了廣泛應用。外業(yè)測繪是測繪工作的重點，采用全站儀進行數據測量與采集，可以更加快捷地完成測繪任務。

4.1 測站的建立

首先將全站儀在架站點上進行整置，然后量出儀器上紅漆點至全站儀橫軸中心的高度，測量溫度、氣壓、棱鏡高，一并輸入到全站儀中，開始建站。如果測區(qū)中在一個架站點設站不能測量測區(qū)內的全部的碎部點時，就需要在多個點設站，這些點即為轉站點，這些點的平面坐標須已知。運用建站，輸入測站三維坐標、儀器高，再輸入后視坐標，然后定向，完成建站。

4.2 距離測量

首先，設置棱鏡常數。測距前須將棱鏡常數輸入儀器中，儀器會自動對所測距離進行改正。其次，設置大氣改正值或氣溫、氣壓值。實測時，可輸入溫度和氣壓值，全站儀會自動計算大氣改正值，并對測距結果進行改正。第三，量儀器高、棱鏡高并輸入全站儀。第四，距離測量。瞄準目標棱鏡中心，按測距鍵，距離測量開始，測距完成時顯示斜距、平距、高差。全站儀的測距模式有精測模式、跟蹤模式、粗測模式3種。在距離測量或坐標測量時，可按測距模式鍵選擇不同的測距模式。

4.3 坐標測量

首先，設定測站點度盤讀數為其方位角。當設定后視點的坐標時，全站儀會自動計算后視方向的方位角，并設定后視方向的水平度盤讀數為其方位角。其次，設置棱鏡常數。第三，設置大氣改正值或氣溫、氣壓值。第四，量儀器高、棱鏡高并輸入全站儀。第五，瞄準目標棱鏡，按坐標測量鍵，全站儀開始測距并計算顯示測點的三維坐標。

4.4 懸掛棱鏡

利用單棱鏡系上線繩當做懸掛棱鏡，保持棱鏡懸掛時平衡。用懸掛棱鏡懸掛在測點上進行測量，全站儀望遠鏡豎絲瞄準棱鏡的吊線進行測量水平角，然后橫絲卡住棱鏡中部的覘標高標志測量傾角，就可以進行測量水平角和距離了。覘標高從測點量到覘標高標志。輸入儀器高和覘標高，儀器自動記錄計算測量數據。懸掛棱鏡的使用可以大大減輕測量人員的勞動強度，不需要多帶一個架腿和對點基座，減少作業(yè)時間，前視不需要對中整平。同時儀器記錄也減少記錄錯誤，實現無紙化作業(yè)。

[1]田林亞，華錫生.測量學[M].南京：河海大學出版社，2003.