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探讨全站仪的应用和测距误差的分析与检测
摘要:全站仪将光电测距仪、数据记录以及电子经纬仪融为一体,具有非常精确的测角和测距功能,其实用价值远大于经纬仪坐标法,常见于地下隧道施工、地上大型建筑等变形监测和精密工程测量中。该文基于笔者多年的工作经验,详细介绍了全站仪的特点和应用,同时阐述了使用全站仪测量时误差产生的来源,分析探讨了误差原因和检测方法。
关键词:全站仪放样测量加常数乘常数
中图分类号:TU71 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)12(c)-0-01
全站仪又称全站型电子测速仪,是把光电测距仪、电子经纬仪、微电脑处理器融为一体,是集合了垂直角、距离、水平角、距离放样、高差、面积量算等功能的测绘控制系统。它能够自动显示测量结果,能和外围设备交换信息。作为高技术测量仪器,全站仪拥有电子记录、自动化快速三维坐标测量和定位功能、内外业一体化、外业数据自动化采集等多种自动化流程,在测绘界备受欢迎。全站仪实现了测绘工作的自动化,减少了人工投入,提高了计算准确性,有效提高了测绘工作效率。
1 全站仪特点及测量应用
由于全站仪可以配合电子计算机使用,因此测绘工作的实效性得到很大提高,下面对全站仪的主要特点做具体描述:第一,测距速度极快;第二,简单的内业计算;第三,高差对作业面的限制减少,全站仪的高差通常在150 m以内,这个高差可以达到各种大中型工程的要求;第四,使用坐标放样时,放样边长和角差会显示在仪器屏幕上,简化了操作规程;第五,不需要钢尺测量;第六,粗略放样半径大,可以到2000 m以上。虽然全站仪操作和使用比较方便,但是其工作条件受人为因素和地形限制较大。全站仪在测量方面,主要应用于放样测量、偏心测量、悬高测量和面积计算。
(1)放样测量
放样测量主要用于按照要求点,在实地上进行测定。放样测量主要包括悬高放样测量、坐标放样测量以及距离放样测量。放样测量使用盘左位置进行,显示差值=实测值―放样值。在放样测量中,经过对照准点的水平角、坐标或者距离的测量,仪器显示的是预先输入的实测值和放样值之差。
(2)偏心测量
测定测站至通视但是无法测站至不通视点间的角度和距离或者通视无法设置棱镜的点时通常使用偏心测量[1]。偏心测量包括单距偏心测量、双距偏心测量和角度偏心测量。在测量过程中,把偏心点设置在目标点附近,通过测站到偏心点间的角度和距离的测量,来确定测站到目标点之间的角度和距离。
(3)悬高测量
悬高测量用于对不能设置棱镜的目标高度的测量[2]。
(4)面积计算
面积计算通过输入或调用仪器内存中三个或多个点的坐标数据,计算出由这些点的连线封闭而成的图形的面积,所用坐标数据可以是测量所得,也可以手工输入,且这两种方法可交替进行。
2 全站仪测距误差来源分析
在使用全站仪进行测量过程中,很多全站仪测距时使用相位法提高测距精度,相位法测距的基本原理是使用仪器将光强调制为连续变化的光波进行距离测定,该方法在使用时拥有许多优势,但是,与优势并存的是该方法会造成系统测距时存在误差,这些误差很大一部分程度上影响了系统测距精度。基于相位法进行测距的全站仪测距时存在的误差主要分为三个方面,分别是加常数误差、乘常数误差和周期误差,造成这些误差的原因很多,该文基于笔者多年的全站仪使用经验,详细