公路测量工程中技术控制要点分析

【摘 要】随着我国经济的快速发展，我国公路建设技术也大大提高，测量器具全站仪 应用直接提高了公路建设的速度和精度。全站仪是近年来我国测量行业采用的新型仪器，功能齐全，精度高，能够独立完成不同程度的数据采集以及处理等工作，在路桥建设中得到了广泛的应用，本文将对全站仪的应用现状以及实际应用情况进行分析，对关键控制要点进行阐述，提高全站仪的应用效率。

【关键词】全站仪;公路施工;控制要点;测量

引言

近年来，我国公路行业得到了快速的发展，在路桥建设行业，全站仪的应用大幅度的提高了测量的精度和工作效率。全站仪作为多功能性测量仪器，其功能全面、接口丰富，在路桥建设中起到举足轻重的作用。如何用全站仪对测量中的关键点进行控制是当期我国施工技术人员面临的首要问题，在正常施工中，只有满足一定的专业知识的人员才能进行操作。

1 公路测量工程的应用现状

全站仪在我国路桥建设中的应用范围较为广泛，其集成了光学、电磁学、以及电子技术一体，是当前新一代的综合性测绘仪器，当前全站仪在我国路桥建设中应用主要有以下几个特点：①可以实现控制点和地形同时进行测量，大大提高了测绘的工作效率。②可以进行前方交会、后方交会、导线测量等多种复杂的工作，同时还能够独立的完成高程测量，在保证其工作进度的同时还保证了测量的精度。③全站仪能够实现与计算机、测绘仪以及其他智能型电子仪器的连接，形成多重一体化的数据测绘体系。全站仪在公路施工中的控制测量、地形测量以及线路测量等环节的施工中发挥了十分重大的作用。全站仪在正常使用过程中通常要先进行实地勘测，对线路的中线、纵断面、横断面以及地形等各个参数进行测量，为线路的设计和施工提供准确的、详细的数据。

2 全站仪测量简介

全站仪是一个多元仪器组成的复合仪器，其在测量过程中应用了物理学原理以及光学原理，在基本的物理原理应用中，全站仪主要利用电磁波支线传播的属性，测量两个控制点之间的电磁波传导反射时间，通过相关计算式进行计算而得出的两点之间的距离。全站仪在理论应用过程中要求在短距离和高精度的测量时记录出10-10S以内的传导时间差，然后通过计算而得出距离，当然这种要求受到我国当前测绘设备和技术的限制，很难实现这种要求。我国当前采用较多的全站仪多由红外线相位测距法，这种方法的应用不用计算电磁波的传到时间，可以直接测量全站仪在测量过程中发出的正弦波，这种正弦波的频率多为50Hz左右，通过计算相位差来计算两个控制点之间的距离。全站仪依据电子测距仪进行距离的计算主要依靠公式D=c*t/2进行测距，其测距方法有 脉冲法测距、干涉法测距、相位法测距，其中相位法测距是当前采用最多的方法。其测距方法主要依据公式①进行计算：

D=（N+N）=L*（N+N）…………公式①

其中：L= 侧尺长 N为整波长 ，N为非整波的尾数

全站仪等光学原理主要应用在测量两个点的高程过程中，通过设置仪器的高度和目标测量点的棱镜高度来测量已知点和所测位置点高差以及高程。由于光学原理测量过程中容易受到多重方面因素的影响，这给测量带来很大的不稳定性，尤其是光学仪器的应用中容易受到测量时间、测量气候以及测量距离的变化而影响。在一定程度上增加了误差。全站仪在应用过程中，为规避此种误差，通常需要采用向法测量进行测量，即将单向法的全站仪和观测棱镜的位置进行兑换，然后通过二次计算，最后利用两次计算的绝对值来求取高程的相关数据。

3 全站仪的使用

全站仪在具体的使用过程中会根据选取精度的不同而呈现出不同的效果，相关试验表明，全站仪在公路高程测量控制过程中，将竖直角度控制在±2’’范围内，使用边长控制在1km以内时，其测量精度能达到国家相关标准II以上，在测量过程中应采用三联架法，使其测量的标准满足精度要求。在公路施工中，单向测量只能满足水准测量的五等基本要求，其适用范围也大大降低，只能用在对精度要求较低的测量位置。此外，全站仪的单向回法观测中，其竖向指标差不超过±7‘’，同时 棱镜杆的倾角保证在3°以内时，仪器观测到的结果较为准确，其观测精度也比较高。

4 全站仪测量技术的控制要点

全站仪在日常使用过程中，容易受到不同因素的影响，会出现不同程度的误差。这些误差包括了观测误差、仪器误差以及外界条件的影响等，在观测过程中，照准误差、读数误差、竖直刻度水准管内的水泡不居中等都会导致观测误差。此外，空气对流也对全站仪有很大影响。当前多数全站仪设有自动归零的设置，这种设置是全站仪使用的优势。大气折光的影响是造成全站仪误差的第二大要素，由于全站仪在使用过程中使用光学仪器进行测量，大气折射效果对光学仪器有很大的冲击，空气密度是大气折射的重要参数，每一天中每时每刻大气的密度都在发生变化，或干燥、或潮湿等，因此在全站仪的应用过程中采用平均值来计算大气折射的密度，可降低大气折射给测量造成的影响。

全站仪在公路中应用的最多的是其高程测量，从精密仪器到普通仪器，其量高误差最为直接，在正常测绘过程中，测量仪器和棱镜之间的高度其取值为1mm，求取平均值后，读取杆径高度时就会出现2mm误差，尤其是在棱镜出现倾角的情况下，这种误差最为明显。

全站仪的视准差、横轴误差以及竖盘指标差均是全站仪误差控制中的重要环节，例如，在正常检测过程中，需要对全站仪按照“高低平点法”进行视准差以及横轴误差和竖盘指标差的矫正和检测。通过调整仪器的使用高度，使全站仪的视准轴保持在水平直线上，与平行光管的中心线重合，同时将两个平行光管安置在平行光管的上下方，使其分别作为高低点，二者倾角均大于25°，对称差小于30’，具体测量方法如图1所示。按照上述方法进行测量，并做到2～4个测回间应变刻度盘。按照上中下，左右的顺序完成误差校准。

图1 高平底点法

此外，全站仪的误差控制中还有多重误差，如全站仪的横轴倾斜误差、竖轴倾斜误差、全站仪的刻度盘误差、竖盘指标差、全站仪的补偿装置误差等，这些误差或一种、或多种的存在，综合影响着全站仪的使用，给测量工作带来一定的影响，在路桥等对精度要求较高的工程施工中的影响会更大。

5 结语

全站仪是一种新型的集成性复合仪器，这种仪器集合了光学、光电学、电子学等多种学科。全站仪的使用会根据不同的需要呈现出不同的效果，给测绘工作带来很大的便利性。但是在测量效率提高的同时，也出现很多不同程度的误差，本文简要分析了多重误差对全站仪的影响，尽可能降低全站仪在使用过程中因人工操作不当而引起的误差。

参考文献：

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