張濤

摘 要：全站儀的出現(xiàn)及使用極大的方便了測量工作者，其具有精度高、速度快的優(yōu)點，在實際工作中相當(dāng)?shù)膶嵱谩⒎奖?。工程建設(shè)中，經(jīng)常會遇到測量人員無法碰觸的高地或懸空處的高度，如房屋建筑的高度、高壓線電塔的高度、輸電線的離地高度等，給測量工作的正常開展造成了困擾。本文主要介紹了筆者在日常工作中通過改進(jìn)全站儀的懸高測量方式來克服難題，為今后的全站儀的特殊環(huán)境使用提供了借鑒。

關(guān)鍵詞：全站儀;懸高;高程

1 引言

測量人員經(jīng)常遇到施測無法碰觸的高地或懸空處的任務(wù)，又或施測線路經(jīng)常會橫跨建筑物、水塘、溝坎等地物，所以常規(guī)方法不能用于其高程測定。本文就這一問題經(jīng)過深入思考，嚴(yán)密推理，總結(jié)出了運(yùn)用全站儀懸高測量的原理解決以上難題并在實踐過程中不斷改進(jìn)最終實現(xiàn)其功能的辦法。

2 全站儀的懸高測量操作步驟

用全站儀進(jìn)行懸高測量時，操作步驟如圖1：

（1）把全站儀安置地面上的A點，反射棱鏡放置于準(zhǔn)備測量的目標(biāo)點 C 的鉛垂線與地面的交點B點位置，我們稱之為天底。（2）輸入反射棱鏡的高度 v;通過全站儀對準(zhǔn)反射棱鏡測量兩者之間的直線距離S。（3）瞄準(zhǔn)目標(biāo)點C轉(zhuǎn)動全站儀望遠(yuǎn)鏡，此時全站儀顯示出的就是目標(biāo)點C至地面的高度 H。（4）計算，通過圖1分析可以得出：。式中，和分別為反射棱鏡和目標(biāo)點的豎直角。

通過上面的分析，我們可以看到利用全站儀的這項特殊功能測量懸高，很方便快捷，可以很容易測量到諸如懸空高架線、鐵塔、高架橋等各種高大建筑物的高度，對于測量效率的提升有很大幫助。

3 全站儀在測量懸高時遇到的問題及解決辦法

上面提到的利用全站儀測量懸高的辦法，實際是一種理想化的狀態(tài)，即：我們很容易將反射棱鏡放置到被測量懸高的目標(biāo)點的天底位置。但實際工作中，由于被測懸高點往往下方有其他建筑物或本身的支撐物，通過目測很難找到天底。另外，就算找到天底，由于環(huán)境所限，比如在水面或其他危險源上方，是很難放置反射棱鏡的，給我們的準(zhǔn)確測量帶來了很大的阻礙，給我們的懸高測量帶來了一些挑戰(zhàn)。為了解決這個問題，我們對上面的全站儀操作步驟進(jìn)行了改良，使之更具適應(yīng)性。

圖2以測量水面上的一段高架橋為例，具體示例了如何解決全站儀在測量懸高時，無法在天底安放置反射棱鏡（ 如懸空線路跨水塘） 的具體情況。

通過圖2可知，我們需要測量的是懸高點C的高度，具體步驟如下：

（1）選擇遠(yuǎn)離C點天底的可靠位置A點放置全站儀，然后在AC的連線的上選擇可靠位置B點放置反射棱鏡，同時測量出A、B點之間的水平距離DAB和高差hAB。（2）轉(zhuǎn)動全站儀望遠(yuǎn)鏡測量到目標(biāo)點C點的豎直角度α1。（3）將反射棱鏡放置于靠近橋底的位置D點，通過全站儀測量出A、D亮點的高度差hAD。（4）將全站儀移到B點位置測量出B點到目標(biāo)點C點的豎直角α2。（5）計算。

H2的計算：

從上面的步驟可以知道，通過測量可以獲得A、D 兩點的高度差 hAD，在量取全站儀A 點的高度 i1后，很容易可以得到。

H1的計算：。

式中，i2 為 B 點的儀器高。

在直角三角形 BMN 中不難看出：

從而有：。

在三角形 ANC 中，利用正弦定理可得：

所以有：

通過圖2可得的目標(biāo)點H高度為：。

在計算過程中，為了提高計算速度，可以借助便攜式電腦或可編程計算器來進(jìn)行輔助，最終可以解決很多工作中遇到的測量難題。

4 結(jié)論

全站儀是測量工作中很好的一個工具，但是在實際應(yīng)用中，我們?nèi)绻焕闷浠镜墓δ?，就很難獲得良好的應(yīng)用效果，我們在全站儀的使用中，應(yīng)該結(jié)合幾何學(xué)、測量學(xué)的理論知識，努力開發(fā)其簡單應(yīng)用下的組合功能，同時，要結(jié)合自己的具體工作，不斷地對全站儀的功能進(jìn)行開發(fā)，才能更好地發(fā)揮全站儀的先進(jìn)功能。為我們解決各類測量難題提供幫助。

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