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摘要：随着建筑工程技术的不断更新，全站仪在建筑工程施工中得到了广泛的应用。 它不同于电子经纬仪的主要功能是坐标测量和坐标放样。 坐标测量是利用全站仪测量已知目标点的坐标； 坐标放样是根据已知坐标，找出施工现场坐标对应的地面位置。 简而言之，坐标测量就是知道目标点的位置，并得到该位置的坐标； 坐标放样就是知道某个坐标值，并获取该坐标值在施工现场的实际位置。 前两部分介绍了全站仪测量的理论知识，第三部分以南方NTS-360全站仪为载体，讲解了从建站到坐标放线的操作方法。

关键词：全站仪坐标测量坐标放样站后视方位角

CLC 编号：P25 文档代码：A 文章编号：1007-3973 (2012) 001-049-02

1 简介

无论是坐标测量还是放样，都需要在全站仪中建立与施工坐标系一致的坐标系，即全站仪坐标系的坐标轴与工程施工坐标轴重合。 全站仪坐标系的建立分为两步： (1) 输入当前站坐标； (2)确定坐标北(X轴)的方向。

“输入当前测站坐标”本质上是确定全站仪坐标系的坐标原点。 方法是将全站仪架设在已知坐标的控制点上，水平定心，将控制点的坐标输入仪器。 并记录。 “确定坐标北（X轴）方向”有两种方法：（1）假设坐标北（X轴）方向，将刻度盘向左，调整视线方向与方向重合坐标北（X 轴）将水平刻度盘设置为零。 (2)已知两个控制桩的坐标，根据两个控制桩的坐标反推两个控制桩的方向线坐标和方位角，将全站仪架设在其中一个控制桩，对准另一个控制桩，将水平刻度盘配置为方向线的坐标方位角。 全站仪水平刻度盘的配置实际上是利用全站仪寻找坐标北（X轴）方向的过程，即建立全站仪坐标系，与工程建设坐标统一系统。

2 测量原理

2.1 录音站

将全站仪当前测站坐标输入仪器记录为测站，实质上是将全站仪测站配置为全站仪测量坐标系的原点。

2.2 创建后视

如图1所示，T1和T2是在施工坐标系XOY中坐标已知的两个控制桩。 在坐标系XOY中，直线T1T2的坐标方位角为 ，全站仪坐标系X′-O′-Y′方法如下：

2.2.1 计算象限角i

谭我 = =

我 = arctan

2.2.2 讨论i所在的象限，确定角度值

(1)当y1>y0时； x1>x0，在第一象限，=i；

(2)当y1>y0时； x1<x0，位于第二象限，=180-i；

(3)当y1<y0时； x1<x0，在第三象限全站仪放样仪器高，=180 i；

(4)当y1<y0时； x1>x0，在第四象限，=360-i；

将全站仪架设在控制桩T1上，调整望远镜使视线对准控制桩T2，配置全站仪水平刻度盘为 ，则全站仪坐标系X轴X ′-O′-Y′ O'X'与T1T2的夹角为 ，OX与T1T2的夹角也是 ，所以O'X'∥OX。 因此，全站仪坐标系X'-O'-Y'统一为施工坐标系XOY。

2.3 全站仪坐标测量

如图1所示，全站仪架设在控制桩T1上，测量目标W1的坐标。 全站仪坐标测量的原理是通过测量目标的方位角和距离，计算出目标的坐标值。 通过测量可以得到T1W1的坐标方位角和距离S，可以得到目标W1相对于T1站的坐标增量X和Y。

X=斯科斯

Y=斯科斯

目标坐标W

XW=X0+X

YW=Y0+Y

2.4 全站仪坐标放样

坐标放样和坐标测量是两个相互的过程。 给定放样点W的坐标XW和YW，即可计算出T1站到放样点W的坐标方位角和距离S。 转动望远镜，使全站仪水平刻度盘读数为 ，锁紧水平制动螺丝，目标W位于仪器视线上。 只需测量视线上的距离S，即可实现放样点的定位。

3 全站仪操作实例（坐标放样）

全站仪的坐标放样也称为坐标测量。 就是在施工现场寻找施工图上坐标点对应位置的过程。 以南方NTS360全站为例，主要放样步骤如下：

(1) 将仪器架设在已知坐标点T1，对中调平后开机，选择“MENU”键，进入如图2所示界面。

(2)选择数字键“2”进入放样，如图3所示，创建一个测量文件，以“HBZY”为例，命名该工程，按“F4”确认，进入该文件。 进入图4所示界面。

(3) 选择按钮“1”设置测量点。 此时需要添加测点坐标，点击“F2”键进入坐标添加界面。

(4)点击“F4”添加测点的点名和坐标，输入测点的点名，例如点名为T1，测点坐标为N=1000.000， E=1000.000，Z=10.000。 输入后点击“F4确认”。

(5)测量仪器的高度。 测量仪器高度的方法是从测量控制桩到仪器中心进行测量。 在仪器侧面的标记线上可以看到仪器中心的标记。 输入仪器高程后，点击“F4”确认，返回图4所示界面。此时，第1步“设置测点”已经完成。 “F2”键进入坐标添加界面，添加点名和坐标，例如点名为T2，坐标为N=800.000，E=800.000，Z=12.000，点击“F4”确认。

(6) 按照提示瞄准后视。 方法如下。 转动全站仪水平转盘，使望远镜视线精确对准后视点。 点击“F4”确认，返回图4所示界面。点击数字键“3”设置放样点，点击“F2”进入坐标输入界面，输入放样点名称和坐标，例如，放样点名称为T3，坐标为N=500.000，E=500.000，点击“F4”确认，计算值HR=2250′00″，HD=707.1068m，HR为T1站坐标方位角到放样点 T3，HD 为 T1 到 T3 的水平距离。

(7) 按“F1”选择距离放样，旋转全站仪水平刻度盘，调整仪器视线与HR=2250′00″一致。 此时dHR=00′00″，锁定全站仪Dial水平。

(8) 将棱镜置于全站仪视线内，点击“F1”测量棱镜到仪器的水平距离，水平距离为棱镜到仪器的距离，dHD为从棱镜到目标点 T3全站仪放样仪器高，例如 dHD=- 122.350m，表示棱镜需要沿全站仪视线距离全站仪 122.350m 才能到达目标点 T3 的位置。

(9) 由于NTS360全站仪的测量方式具有“无棱镜”测量功能，因此在精密坐标放样过程中必须使用“棱镜”测量方式。 如图2所示，点击“ ”按钮进入控制界面，点击“ ”按钮切换测量模式，将模式配置为棱镜模式。

4 总结

本文第一部分从原理上阐述了全站仪坐标系的建立过程，讲解比较通俗易懂； 第二部分以图形界面和文字说明的形式介绍了坐标放样的具体操作方法，由于全站仪的操作对于初学者来说难度较大，比较复杂，本文作为学习资料具有一定的参考价值初学者。

参考：

[1] 武汉测绘科技大学《测绘》写作组。 测绘[M]． 测绘出版社，1989．

[2] 刘成龙． 方向正向交叉口精确精度评估方法研究[J]. 四川测绘，1995，（18）：32-33．

[3] 程维，张广生． 全站仪测量自动化软件的开发[J]. 焦作大学学报，2003，（01）．