孟兵華

摘要：隨著全站儀使用的日益普及，一些傳統(tǒng)測量方法望塵莫及的問題迎刃而解。但如何使全站儀更有效地發(fā)揮作用，必須了解其相關(guān)的技術(shù)特性。本文就全站儀在變形監(jiān)測中的應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)分析，以為實(shí)際工作提供參考。

關(guān)鍵詞：變形監(jiān)測；全站儀精度；評定

全站儀作為一種先進(jìn)的三維坐標(biāo)測量與定位系統(tǒng)，它具有（電子測距、電子測角、數(shù)據(jù)自動記錄、計算、傳輸功能的自動化、數(shù)字化）的特點(diǎn)，在（控制測量、工程測量、地形測量）等領(lǐng)域都得到了很好的應(yīng)用。至90年代起已經(jīng)在實(shí)際中得到應(yīng)用。現(xiàn)在全站儀都是以紅外光按相位法對其進(jìn)行測距，具有很好的穩(wěn)定性，存在精度精確的特點(diǎn)。

1.全站儀所具有的特性分析

目前的全站儀在進(jìn)行測量中，都具有（觀測數(shù)據(jù)、自動顯示、計算、記錄）等功能，避免讀數(shù)誤差的存在。全站儀中的自動跟蹤型全站儀，減小了照準(zhǔn)誤差，避免了人工照準(zhǔn)產(chǎn)生的問題，對于目標(biāo)可實(shí)現(xiàn)自動目標(biāo)跟蹤測量，減少了人工照準(zhǔn)環(huán)節(jié)，是觀測速度和精度上都得到了很大的提高。對于所有測回的邊角，全站儀運(yùn)用的多測回測角（測邊）程序，按設(shè)定要求就能全自動對其觀測，其一測站水平方向自動觀測速度約為0.5分鐘/測回2方向；有些使用靜態(tài)編碼度盤的全站儀，在其轉(zhuǎn)動中對于角度值仍能進(jìn)行顯示；其在度盤上分布很多讀數(shù)探測器以及專用的裝配方法和讀數(shù)方法，對于刻劃誤差和偏心誤差進(jìn)行了很好的消除，即便是一測回測量也能得到秒級以下的測角精度；運(yùn)用了“三軸自動補(bǔ)償”，對于傳統(tǒng)經(jīng)緯儀等儀器在系統(tǒng)誤差方面不能進(jìn)行很好的消除的弊端進(jìn)行了有效解決，從而使觀測精度得到進(jìn)一步的提高，特別是對于水壩變形的觀測，在其測量過程中可以消除因儀器垂直軸傾斜對傾角較大的測點(diǎn)致使的測角系統(tǒng)差；儀器的各種軸系檢測，其校正不但簡單而且迅速，沒有跳動情況的發(fā)生，具有很好的穩(wěn)定讀數(shù)效果；由于在氣泡方面，對于過去的固有水準(zhǔn)氣泡原理進(jìn)行了打破，使電子氣泡得到了很好的應(yīng)用，它的氣泡偏移量直接反映了其儀器垂直軸傾斜液體補(bǔ)償器的實(shí)時感應(yīng)量，且電子氣泡具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性，而且對于儀器很容易就得到整平；由于激光對點(diǎn)器采用，對于儀器安置效率得到很好的提高，在儀器高為1.5米時它的對中精度約為0.8mm。

2.對于變形觀測分析

對于變形而言，它是由于受到很多作用負(fù)荷的影響，導(dǎo)致其（形狀、大小、位置）等方面在時間以及空間域上發(fā)生的變化。而變型測量就是重復(fù)性、周期性的觀測設(shè)置在變形體上的觀測點(diǎn)，以此得到觀測點(diǎn)各周期相對于首期的點(diǎn)位或高程的變化量。對于變形體來說，是相當(dāng)數(shù)目且具有很好的代表性的存在于變形體上的離散點(diǎn)來代表變形體，變形體的變形就可以以監(jiān)測點(diǎn)的變形來描述。

變形類型主要包括以下兩個方面：（1）變形體的自身形變。變形體的自身形變包括（錯動、伸縮、扭轉(zhuǎn)、彎曲）等4種。（2）變形體剛體位移的變形。剛體位移所包括整體（轉(zhuǎn)動、平移、傾斜、升降、）等。

3.對于變形監(jiān)測分類分析

3.1動態(tài)變形監(jiān)測：動態(tài)變形監(jiān)測只有采用連續(xù)性監(jiān)測才能實(shí)現(xiàn)觀測結(jié)果，而動態(tài)變形運(yùn)用外力為函數(shù)進(jìn)行表示，其變形是在諸如陽光以及風(fēng)等一些外力的影響下產(chǎn)生的。

3.2靜態(tài)變形監(jiān)測：靜態(tài)變形監(jiān)測只要經(jīng)歷周期測量就能實(shí)現(xiàn)觀測結(jié)果，由于靜態(tài)變形，它是時間的函數(shù)，其觀測結(jié)果只是對于某一期間內(nèi)存在的變形進(jìn)行表示。

4.對于全站儀在實(shí)際使用過程中存在的問題分析

4.1自動跟蹤型全站儀可利用方向觀測的方法對于精密水平角進(jìn)行觀測，由于其多測回測邊測角程序的運(yùn)用可實(shí)現(xiàn)自動完成觀測，對于環(huán)境誤差的影響可實(shí)現(xiàn)很好的避免，因其觀測速度具有非?？斓奶攸c(diǎn)，減少了人工調(diào)焦環(huán)節(jié)，以及對于觀測目標(biāo)來說不需要照準(zhǔn)，沒有成像清晰穩(wěn)定的問題的存在，可合理的增加在于一測站上同組的觀測方向數(shù)。對于工程測量而言，通常可以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的目標(biāo)，只需按照各個時段依照“方向觀測法”運(yùn)用一些測回數(shù)對于水平角進(jìn)行觀測就會實(shí)現(xiàn)。另外，對于觀測精度的提高而言，只依賴把測角精度進(jìn)行提高，已經(jīng)存在很大的難度，特別是難以消除大氣折光對于其造成的影響，更甚者是對于長距離時，要想得到目的的實(shí)現(xiàn)就必需運(yùn)用高精度的邊角觀測。

4.2對于目標(biāo)照準(zhǔn)在全站儀觀測中的分析。對于棱鏡本身存在的結(jié)構(gòu)而言，斜距的觀測不會因?yàn)閮x器十字絲與棱鏡中心存在偏移量而導(dǎo)致出現(xiàn)的不良情況，同時也存在目標(biāo)的垂直角偏差的問題，因此就必須要將儀器十字絲照準(zhǔn)棱鏡中心，才能獲得水平方向與平距的精確。在一些全站儀中有些存在自動標(biāo)識（ATR），這些全站儀，能對于棱鏡中心位置進(jìn)行測定，通常十字絲就位于棱鏡中心附近，簡單對準(zhǔn)棱鏡，便會使之自動搜索，但二者之間也有一定偏移量的存在，對于水平和垂直角的顯示來說，這些存在的偏移量已經(jīng)得到了很好的改正，定位已經(jīng)得到了非常的精確。值得提出的是，對于ATR精度提高的一個重要環(huán)節(jié)來說，檢校ATR照準(zhǔn)差是非常重要的，對于經(jīng)過長途運(yùn)輸或者一些需要精密測量時，進(jìn)行必須的檢校是非常重要的，一定要對ATR方式和人工方式進(jìn)行定時、定期的較差工作。對于自動跟蹤型全站儀基座的扭轉(zhuǎn)、位移存在的誤差問題，也必須進(jìn)行重視，了達(dá)到很好的觀測目的，實(shí)際觀測時的人工定向環(huán)節(jié)要確保照準(zhǔn)部依照規(guī)定方向，進(jìn)行轉(zhuǎn)動對于目標(biāo)的照準(zhǔn)。對于在自動觀測過程中的開始每半測回的觀測前，照準(zhǔn)部自動按規(guī)定的旋轉(zhuǎn)方向先轉(zhuǎn)動儀器半周。

4.3對于高精度測量，儀器高量取時應(yīng)制作專用工具的分析。在進(jìn)行儀器高量取時，由于全站儀存在的兩側(cè)支架結(jié)構(gòu)會影響儀器高量取時高精度測量，因此，就要運(yùn)用專門卡尺（0.1mm）進(jìn)行直讀，達(dá)到儀器高的準(zhǔn)確有效的測讀。

4.4固定誤差較小的測距儀器，滿足變型監(jiān)測的分析。對于變型監(jiān)測工程而言，通常對于其精度有很高的要求，而對于邊長觀測較短，特別是一些千米以內(nèi)或者與之相比還要小的范圍內(nèi)，但在精度上卻要求mm級、亞mm級，因此，就必須固定誤差較小的測距儀器，達(dá)到觀測目的需要。

結(jié)語

全站儀作為一種先進(jìn)的測量儀器，具有操作簡單、方便、精確度高，強(qiáng)大的功能優(yōu)勢，對于測量效率的提高，工程質(zhì)量以及成果的保障具有非常重要的意義。

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