全站仪在城区大比例尺测绘中的作用

摘要：伴随着城区经济改革的发展，那么对于城区的测绘是城区发展必不可少的重要环节。在大比例的城区测绘中，全站仪的引入和发展，给城区发展带来了更大的效益。全站仪作为测角测距的一种新型的高技术仪器，在城区测绘中越来越起到广泛的应用和普及。全站仪的运用，不仅是在精度上更加的精密，尽量减少误差，也是能否顺利的完成测绘工作不可或缺的重要武器。

关键词：全站仪；大比例尺测绘；作用

中图分类号：P24 文献标识码：A 文章编号：

传统地形测量的方式方法有很多种，但测量的原理基本上是相同的，就是通过运用测量的仪器在通过业内人士的计算，在通过测量的数据人员通过仪器等工具把模拟好的测量数据绘制到白纸上，当前，随着科学的日新月异进步和发展，新的测量仪器——全站仪日益广泛应用促进了城区大比例尺的全自动化改革，在测量项目中一直居于主导地位。本文将对全站仪在城区大比例尺测绘中的作用展开探讨。

全站仪在城区大比例尺的测量作用

当前，航测法，全野外的数字测图法和平板仪的白纸测图法是进行大比例测绘的主要方法，这里面，平板仪的白纸测图法是一直以来使用比较广泛的方法。但随着电子计算机和现代化的测量仪器的发展，比如全站仪和GPS的实用，把现代化的测量仪器直接运用到了常规下的测图法中，形成了半数字化测量法。有机的把电子全站仪很好的应用到平板仪的白纸测图中去，使二者结合形成了新型测量方法，现在常用的半数字化的平板仪测图法。半数字化的平板仪测图法工作流程大致如下：控制测量—外业数据的采集—内业数据的处理—外业图形的编绘和内业清绘—最后内外业的检查。

随着科技的进步和发展，全站仪是光机电算为一体化的新型的技术测量仪，测距的部分是由发射、接受、瞄准组成的共轴系统。测角部分是由电子的测角系统来完成，是一种具有很高的精度，结合各种测量功能组合的外业数据的采集设备，在很大程度上减轻了外业人员劳动的强度。

全站仪测量的原理

电子测距技术。它设计的原理是利用空气中电磁波的传播速度为已知条件，测定电磁波与被侧距离之间往返的传播时间求得的距离值。然而这种直接测距方法实践起来特别困难，当我们要进行较高精度的测量时，对测量时间要求也会很高，实际操作就会非常困难，因此在实际的测量过程中，通常会采用根据此原理改进后的方法来测距，比较常用的是脉冲法：

激光器作为测距所使用的光源，由它发射出的光脉直接冲向目标，同时把电脉冲的信号输出。打开电子门，利用频率发生器所产生时标脉冲对其进行计数。被目标反射回到发射器的光脉冲，也同样会产生电脉冲，最后把电子门关闭，来终止时标脉冲的通过。采用脉冲法测距的原理，通过技术的革新，在脉冲法测距精度上就会有极大的提升。实践也证明，这种测量的精度也不比相位法的测距精度低。

2.电子测角技术。就是角度测量数字化，15504317012就是利用自动数字来显示角度的测量结果，它的实质是通过角码转换的系统替代传统光学读数系统。当前，这种转换系统分为两类：一种是光栅度盘的“增量法”测角；一种是编码度盘的“绝对法”测角。

编码度盘测角的原理。编码度盘是和普通的光学度盘比较相似的玻璃码盘，有若干个宽度一样的同心圆环分布在这个平面上，而每一个圆环又被制成等长透光与不透光区。这种圆环被称为“码道”，而每一条码道又代表二进制的数位，位数是由高到低。在码道数目基本一定条件下，编码盘就可以分成面积相等，数目一定的扇形区，被称作编码盘码区。编码盘的编码是由在同一个码区的各个码道，不透光区和透光区的排列来构成的，而这码区显示的角度范围，称作编码度盘角度分辨率，编码度盘测角的方式都是绝对法测角。

光栅度盘的测角原理。光栅指的就是一些被刻制成宽度和间隔均相等，直线条纹光学器件。通过光栅的光会产生衍射效应，用做透射衍射光栅被称为透射光栅；用做反射光衍射光栅被称为反射光栅。光栅有两个参数，一个是以毫米长度内的条纹数，被称作是条纹密度；一个是相邻条纹间距离，被称作是间距。根据测量对象的不同，有角度测量光栅，在度盘径向以等角距离来刻制辐射状径向光栅；一种是长度测量光栅，用于刻在直尺上，被称作是直线光栅。两片参数相同光栅如果重叠在一起，使它们栅缝间有很小的夹角，在光的照明下会出现和光栅栅缝垂直的相间的条纹，被称作莫尔条纹。

分析光栅的角移，便出现莫尔条纹的径向移动，这种移动使在固定点上的莫尔条纹呈现正弦形变化。如果在此点上设置探测器的光电转换，就会输出正弦的电信号，正弦信号的一周就是一个莫尔条纹的宽m，计算脉冲的个数就会得到角度。由此可以看出，光栅度盘测角只能在相对运动中才会读出角度的变化值，由此，这种测角的方法也属于增量法的测角法。

（二）在测图点位中，全站仪的测角误差分析

检验全站仪角观测误差的来源主要有仪器本身误差，这种系统式误差可以采用观察方法来降低或者直接消除其本身影响，由于全站仪对角度观测一般都是半测回，所以还要考虑对测角精度影响。全站仪的开发和使用在今后的发展主要体现在软件的开发技术中，全站仪的发展也将会有更大的突破。比如说仪器采集数据能力将不断增强；仪器处理数据能力有所提高；仪器间数据交换和共享也会成为现实，业内工作在观察过程的同时就会完成。

全站仪和RTK在城区大比例尺测量中的应用

为了能满足城区大比例尺测绘的需求，缩短作业任务的时间，使用全站仪的测量可以保持较好的精度，来满足这些作业要求。城区中， 高等级的控制点距离都比较远，不通视，而普通的等级点破坏大，测量中通视也不方便，如果完全的利用全站仪会消耗大量的人力、财力、物力，无法快速的进行测量。而利用全站仪和RTK结合就可以很好解决这些问题。在测区的范围内，可利用RTK来布设控制点，在一些不容易到达的地方可以利用全站仪来进行测量。可以节省很多时间， 快速的完成各种测量，在作业的精度上也可以保证。

例如西北民族大学测量任务中，由于测区的地形复杂，恢复点附近的高层建筑物比较多，控制点距离测区又比较远，使用此方法来进行楼点位的恢复作业，在开阔的区域附近利用RTK来进行点位恢复。接着用全站仪的步导线方法进行作业，测量任务完成后，利用静态的GPS接收机来进行60分钟的复制。结果显示利用全站仪和RTK的结合方法精确度非常高。

总结：

当今社会，计算机技术、现代通讯技术和空间技术的飞速发展，传统测绘技术正在发生一系列深刻改革。在诸多测绘仪器中，以光机电算为一体化的新型的测量仪—全站仪，逐渐成为人们关注的焦点。全站仪在当今城区大比例尺的测绘中逐步走向以数字化、自动化为核心的技术型测量仪器，为我国的城区大比例尺测绘提供了方便，在很大程度上减轻了外业人员的劳作强度，在大比例尺的测绘工作中起着不可获取的积极作用。

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