工程測量中全站儀可信精度研究與分析

摘要：近年來，我國經(jīng)濟(jì)增長速度正逐漸趨于放緩，這使得我國在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中提出了更為嚴(yán)格的要求，因此，各類工程建設(shè)也愈發(fā)得到了國家的高度重視。在工程建設(shè)中，工程測量環(huán)節(jié)是其關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，其直接關(guān)系到整個工程的建設(shè)質(zhì)量，而全站儀作為工程測量中的重要設(shè)備，確保全站儀的精確測量是至關(guān)重要的，對工程測量中全站儀的可信精度進(jìn)行深入研究與分析具有重要現(xiàn)實意義。鑒于此，本文便分析工程測量中全站儀的相關(guān)應(yīng)用，以此深入研究和分析全站儀在應(yīng)用過程中影響其可信精度的主要因素，在此基礎(chǔ)上提出能夠提高工程測量中全站儀可信精度的控制策略以及注意事項。

關(guān)鍵詞：工程測量;全站儀;可信精度

引言

現(xiàn)階段，在工程測量中已經(jīng)廣泛應(yīng)用全站儀來確保測量作業(yè)的順利開展，全站儀作為工程測量作業(yè)中的重要工具，必須要確保全站儀具有極高的可信精度，只有這樣才能保證全站儀在應(yīng)用過程中獲得準(zhǔn)確、可靠的測量結(jié)果，并將其作為工程后續(xù)施工的重要依據(jù)。由于全站儀在應(yīng)用過程中會受到諸多因素的影響，這使其難以避免的會產(chǎn)生一定誤差，只有對這些誤差進(jìn)行有效的控制，方可保證全站儀達(dá)到理想的可信精度。為此，本文便對工程測量中全站儀的可信精度進(jìn)行深入的研究與分析。

1 工程測量中全站儀的相關(guān)應(yīng)用分析

在工程測量工作中，需要應(yīng)用許多測量儀器設(shè)備，如水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、全站儀等，其中，相比于水準(zhǔn)儀和經(jīng)緯儀來說，全站儀無論是在實用性，還是精確度上，其精度優(yōu)勢均非常明顯。對于全站儀來說，其有著良好的便攜性，而且能夠?qū)こ踢M(jìn)行全面、準(zhǔn)確的測量，在許多工程測量作業(yè)中，往往需要對測量數(shù)據(jù)有著極高的精度要求，而采用全站儀則可有效滿足其工程測量精度要求。在工程測量中還要應(yīng)用一些基礎(chǔ)測量資料，通過全站儀的使用則可對這些測量資料中的數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確測量，并且能夠保持極高的測量精度，尤其是在工程前期設(shè)計階段、中期施工階段、后期養(yǎng)護(hù)階段，均要應(yīng)用全站儀來進(jìn)行測量。除此之外，在對工程中的平面布控網(wǎng)進(jìn)行布置時，也同樣要應(yīng)用全站儀來進(jìn)行布控點的定位及測量。

2 工程測量中影響全站儀可信精度的相關(guān)因素

2.1 軸系誤差的影響

測量人員在應(yīng)用全站儀進(jìn)行工程測量過程中，之所以會出現(xiàn)可信精度不高的問題，其原因在于未對全站儀進(jìn)行正確的安裝和校正，這也造成全站儀望遠(yuǎn)鏡中的十字絲出現(xiàn)較大的中心偏移，從而導(dǎo)致其水平軸和視準(zhǔn)軸之間的垂直關(guān)系發(fā)生了改變，進(jìn)而產(chǎn)生軸系誤差。此外，全站儀在使用過程中，光線在投射到全站儀的鏡頭時，會因大氣及溫度氣候的影響而發(fā)生不同程度的折射，這也會導(dǎo)致視準(zhǔn)軸產(chǎn)生一定的偏差。由于全站儀在定位過程中出現(xiàn)錯誤，這使得堅軸橫向、橫軸以及視準(zhǔn)軸的誤差補(bǔ)償不合理，從而出現(xiàn)軸系誤差，而軸系誤差的產(chǎn)生便會降低全站儀的測量可信精度。

2.2 度盤誤差的影響

全站儀的可信精度還會受到度盤誤差的影響，之所以會出現(xiàn)度盤誤差，主要是由垂直角所引起的，垂直角越大，則度盤誤差也越大。測量人員在應(yīng)用全站儀進(jìn)行觀測時，當(dāng)觀測方向位于度盤左側(cè)，則視準(zhǔn)軸便會處于標(biāo)準(zhǔn)視準(zhǔn)軸的左側(cè)或右側(cè)，此時測量值的變化便會影響到度盤誤差的變化。而當(dāng)測量人員對望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行轉(zhuǎn)變?nèi)μ幚恚瑒t當(dāng)觀測方向處于度盤右側(cè)時，則視準(zhǔn)軸便會處于標(biāo)準(zhǔn)視軸的右側(cè)或左側(cè)，此時視準(zhǔn)軸落差便和兩側(cè)測量結(jié)果恰恰相反。上述兩種情況均會出現(xiàn)誤差，雖然度盤數(shù)值一致，但標(biāo)的符號卻相反，因此便需要對度盤兩側(cè)數(shù)值進(jìn)行統(tǒng)計，然后選擇兩者的平均值來進(jìn)行處理。當(dāng)掃描盤轉(zhuǎn)運時的照準(zhǔn)部方向為垂直的，則需調(diào)整垂直軸和光電掃描度盤的方向，以此降低半測回角誤差，這樣便可使度盤誤差隨之降低。因度盤誤差的存在，如果不進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整來降低或抵銷該誤差，則勢必會影響到全站儀的可信精度。

2.3 測距誤差的影響

全站儀是通過發(fā)射載波來實現(xiàn)距離測量的，載波在發(fā)射后會在測線兩點進(jìn)行往返，而儀器只需對載波的往返傳播時間進(jìn)行記錄，即可確定測線兩點之間的距離。由于測量人員在應(yīng)用全站儀進(jìn)行測距時，會因自身視覺影響，使其難以通過全站儀來進(jìn)行準(zhǔn)確瞄準(zhǔn)，這也導(dǎo)致全站儀系統(tǒng)在應(yīng)用過程中會產(chǎn)生一些系統(tǒng)誤差，而正是因系統(tǒng)誤差的存在，造成測量結(jié)果的可信精度不高。因測量人員大多是采用相位式來應(yīng)用全站儀的，因此測量誤差和測量距離之間具有一定的比例關(guān)系，外界諸多因素，如溫度、氣壓、大氣折光等，均會導(dǎo)致全站儀在應(yīng)用過程中產(chǎn)生誤差，從而影響到全站儀的可信精度。

3 提升全站儀可信精度的主要控制策略及其注意事項

3.1 軸系誤差的控制策略

在工程測量中，其測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性會因全站儀所產(chǎn)生的軸系誤差而受到影響，這便造成全站儀的可信精度不高。因此，要想提升全站儀的可信精度，就必須要嚴(yán)格控制全站儀的誤差，而在降低全站儀軸系誤差時，可采取不同方式來進(jìn)行觀測，例如從原來的全測回角度轉(zhuǎn)變成半測回角度，可結(jié)合全站儀測角精度變化來對測回角度的變化情況進(jìn)行考慮。在全站儀出廠后，測量人員可以從其出廠文件中查詢到全站儀的精度標(biāo)準(zhǔn)，因此在應(yīng)用全站儀進(jìn)行測量時，一旦改變?nèi)緝x的觀測角度，便會導(dǎo)致水平軸和垂直軸在方向上出現(xiàn)誤差，或是其軸系誤差以扇形段弧形的形狀產(chǎn)生。

3.2 度盤誤差的控制策略

在工程測量中往往要結(jié)合高程數(shù)據(jù)來進(jìn)行施工，在此過程中可通過三角高程測量的方法，以此實現(xiàn)對全站儀可信精度的有效控制，以此降低誤差的產(chǎn)生，利用三角高程來能對全站儀在應(yīng)用過程中的誤差進(jìn)行計算，然后以地球曲率為依據(jù)來獲得計算結(jié)果，并根據(jù)工程實際，便可控制全站儀的度盤誤差，使測量作業(yè)的工作效率得以有效提高。

3.3 測距誤差的控制策略

測距誤差是因環(huán)境差異、分辨率以及人眼觀測能力的不同而產(chǎn)生的，為了提高全站儀的可信精度，就需要控制測距誤差的產(chǎn)生，使測距誤差盡可能降低，而這就需要進(jìn)行多次測量，并對多次測量結(jié)果的平均值進(jìn)行計算，以此獲得準(zhǔn)確的測距結(jié)果，從而達(dá)到降低測距誤差，提高全站儀可信精度的目的。

3.4 全站儀可信精度控制過程中的注意事項

工程測量人員在利用全站儀進(jìn)行測量時，需要確保全站儀能夠與兩測量點之間的中軸線相靠近，之所以這樣做，是因為全站儀的安放位置會對其高程測量數(shù)據(jù)的精度造成影響，并且還會產(chǎn)生一定的軸系誤差?？紤]到全站儀角度會直接影響到其度盤誤差，所以需要確保觀測目標(biāo)具有精確的垂直角，在此過程中，需要對測距位置進(jìn)行合理選擇，以便于安放測距儀器，從而最大限度的降低全站儀的測距誤差。在對全站儀進(jìn)行使用時，如果全站儀要進(jìn)行長時間的運輸，則需在應(yīng)用全站儀之前，對全站儀進(jìn)行相應(yīng)的檢查和校正，可依據(jù)其說明書中的內(nèi)容來校正和安裝全站儀，然后再正確使用全站儀。

結(jié)語

總而言之，全站儀的可信測量精度會對工程測量結(jié)果產(chǎn)生決定性的影響，并且直接關(guān)系到整個工程的施工質(zhì)量，因此必須要得到工程人員的高度重視，采取必要措施來嚴(yán)格控制全站儀的誤差及精度，使全站儀能夠為工程測量作業(yè)提供可靠、精確的數(shù)據(jù)支持。

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作者簡介：姚凌寒（1998—），男，漢族， 山東濟(jì)南人，學(xué)歷：測繪工程專業(yè)本科在讀。