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【摘要】 随着科学技术的飞速发展和公路工程水平的不断提高,测量仪器在公路建设中的作用越来越重要。 先进的测量仪器是高质量完成高等级公路建设任务的保证。 全站仪在公路测量中的应用大大提高了测量的准确性，减轻了劳动强度，提高了精度，节省了工作时间。 本文着重介绍了全站仪的功能、流程和优势，探讨了全站仪在公路工程测量中的应用。

关键词：全站仪； 公路测量； 水平调查； 遍历测量

一、全站仪的功能、流程及优势

电子转速计全站仪（Electronic Tachometer Total station）又俗称全站仪（Total station），它具有电子测距、测角功能、计算和数据自动记录功能等多项测量功能和自动化、数字化三重功能。带传递功能的三维坐标测量定位仪。

(1) 全站仪的功能

1、测量功能：

①跟踪测量：与跟踪距离测量一样，也可以跟踪角度测量；

②连续测量：分别连续测量角度或距离，同时连续测量。

③单次测量：单次角度测量或单次距离测量功能；

④ 全量测量：即所有角度和距离同时测量；

2、参数输入保留功能

①角度、距离、高差输入储备；

② 输入储备点坐标、方位角和仰角；

③ 输入预留校正参数（如距离校正数）；

④ 计量术语、代码和说明的输入储备。

3、计算和显示功能

①观测值显示（水平角、垂直角、斜距）；

② 水平距离和高差的计算和显示；

③ 点坐标和高程的计算和显示；

④后备参数显示功能。

4、测量记录、通讯传输功能。

(2) 全站仪测量程序

全站仪采用MS-DOS操作系统，程序操作采用菜单操作方式。 机器中一般都有测量计算程序，供测量时选用。

1、方位角自动设置程序，输入测站坐标值和一个已知点，对准已知点，仪器自动将水平刻度盘的读数放在计算出的方位角值上。

2、后方交会程序，该程序的功能是通过对几个已知点的观测进行后方交会，得到测点的坐标值。

3、测点转位程序：仪器先存储转折点的测量坐标，设置好转折点后全站仪转点必须输入准确的仪器高和棱镜高吗?，调出存储的数据，回看上一个测点，进行下一个测点的坐标测量点继续。

4、放样程序：可根据已有点站坐标计算放样参数。 放样点的位置可以通过水平角度和距离或坐标值得到。 针对不同的放样要素，有多种放样方式可供选择，有些程序还可以同时放样方位角和仰角。

(3) 全站仪测量方法

1、间接测量：无需移动仪器，即可测量其他两点之间的距离、高差、坡度和方位角。

2、悬垂高度测量：本程序可用于测量不能直接放置的棱镜高度，如大型桥梁的横梁到地面的高度。 通过测量目标点正下方的点的位置，可以自动求解垂直线与地面之间的点。 任何一点向上的高度。

3、偏心测量：用于测量不能放置棱镜的目标点全站仪转点必须输入准确的仪器高和棱镜高吗?，确定完成桥墩的中心位置。

4.间接整平。 在三角高程中，使用全站仪进行间接水准测量的精度要高得多。

(4) 全站仪测量的优势

1、仪器操作简单、高效。 全站仪具有现代测量工作所需的所有功能。

2、快速放置：仪器经过简单的调平和对中，开机即可工作。 该仪器具有专用的动态角度扫描系统，因此无需初始化。 水平和垂直表盘的方向值在断电后仍然会保留。

3、适应性强：经过全面测试，适应雨天、潮湿等多种作业条件，能在恶劣环境下完成作业任务。

4、全站仪配有双向倾斜补偿器，可自动校正水平和垂直方向，消除垂直轴倾斜误差的影响。 还可以执行地球曲率校正、折射误差、温度和气压校正。

5、具有双向通讯功能，既可以向外部计算机传输数据，也可以接收外部计算机的指令和数据。

6、可提供三维坐标，精度可达毫米级甚至更高。

2. 全站仪在公路工程测量中的应用

(1) 线材测量

公路线形平面控制宜采用导线测量。 设置的导线控制着公路的平面位置，结果的好坏直接影响到线路测量的质量。 因此，必须保证高精度，避免平面位置的移动和错位。 传统的测绘设计方法是用经纬仪测角度，用钢尺测平面距离，称为“板式导丝”，但精度太低，且受地形等因素影响。 随着社会的进步和科学的发展，高等级公路越来越多，对精度的要求也越来越高。 大大减少。

1、导线测量：全站仪首先要存储被测转折点的坐标。 仪器放在转折点上后，调出存储的数据，回看上一个测量点，仪器即可准确获取水平板的读数，并计算出下一个点的坐标，并自动存储。

2、导线调整：由于各种原因，测量结果存在误差，必须对测量数据进行调整。 全站仪以单次导线的形式进行平差，采用等权分布法计算差值。 如果误差不超过限制，调整后的坐标将自动记录在仪器内存中。

(2) 整平

由三角高程测量原理可知：待测点高程=测量点高程+仪器高程+高差-目标高程。 其中，由于球面气差的存在（通常是地球曲率和大气折射对高差的影响，分别称为球面差和气差）的存在，无法准确获取高差，所以直接使用三角高程测量不能获得符合规范要求的高程结果 在实际施工过程中，全站仪作为专用水准仪传输高差，通过全站仪获取两个观测点的准确高差，从而获得符合规范的结果。 全站仪架设在两个观测点之间，仪器的位置大致在中间，为了能够清楚地瞄准目标，前后视距最好控制在500m以内。

操作时应注意以下几点：

(1)仪器放置位置应尽量远离两个观测点，观测过程中仪器必须始终处于精细水平状态。 天气以多云为宜，尤其要避免雨后有阳光的天气；

(2)每次瞄准，必须用十字准线在目标标记上划出与棱镜中心对应的标记；

(3)观察点上的棱镜必须竖立牢固。 换站时，前视点只需改变棱镜的方向即可，无需重新立起；

(4) 同站观测应采用正反镜，取平均值以减少指数差对高差的影响，两个控制点之间的站数应尽可能均匀可能的。

(3)中线平面线形的确定为了准确测量道路路线的纵断面和横断面，需要对老路线的平面线形进行拟合，确定曲线的计算要素，并计算道路的逐桩坐标。

1、选点测量用卷尺测量确定旧路中心线的位置。 用全站仪沿道路中心线每隔10-30m测量一个点的坐标。 曲线已正确加密。 可在特殊位置测量路边线坐标，并绘制草图记录。 供路线设计参考。

2、穿线交点根据道路中心线上各点的实测坐标，使用CASS测绘软件根据现场实测点编号显示保存点，然后在微迪HintCAD软件下打开CASS展点文件进行穿线交点，反复复习路线合理后，直接采集路线交点坐标。

3、拟合曲线 根据《公路勘察设计规范》的要求，确定曲线的半径，重复拟合，使平面线形尽可能与老路线一致。

4.逐桩坐标计算根据交点坐标、曲线半径等要素计算逐桩坐标。

5、放样道路中线根据逐桩坐标表，用全站仪放样中桩，每10m放一个点，用钉子和红漆标出中桩里程。

(4)纵横截面测量

1、纵截面测量

由于全站仪可以测量高差，所以在标定每个中间桩点时，可以测量每个桩点的高程。 具体操作时，首先输入测站高程、仪器高程、棱镜中心高程。 立镜时，全站仪显示各桩点的高程，并将各桩点的高程值传送至计算机存储。 棱镜的高度可以用专用的对中杆直接测量，仪器的高度测量要求更准确，至少要与对中杆测量棱镜的高精度相匹配，并且测量时保持棱镜高度不变。 如果移动测量站或改变棱镜高度，则必须重新输入这些数据。

2.横截面测量

在测量每个中桩点的高程时，在线路垂直方向，即中桩两侧选择合适的变坡点，架起棱镜测量其高程和平面坐标，将它们连同桩中点高程存储传送到计算机。 这样，纵横截面的测量数据全部存储在计算机中，使用专用绘图软件就可以绘制出纵横截面图。

3.结论

传统的公路、铁路施工测量几何水准测量受地形限制，效​​率低，精度差，劳动强度大，已不能满足大规模现代化机械施工的要求。 越来越多，准确率越来越高。 全站仪相当一部分具有测线功能，可以对数据进行存储、计算和处理。 全站仪三角高程测量可以不受地形限制进行控制点加密和高程放样，非常方便。 线路施工测量。