浅谈提高全站仪测量精度和测量速度的做法

浅谈提高全站仪测量精度和测量速度的做法

赵云川1陈小兵2

四川蜀渝石油建筑安装工程有限责任公司，四川成都，610036

摘要：全站仪能采集实地坐标，也能按设计好的坐标放样，不仅速度快，而且精度高，在房建、场坪等工程项目中应用广泛。为提高测量人员的技能水平，公司组织了测量员职业技能比赛，全站仪是比赛项目之一。比赛要求为：在已知控制点K1放出4个基坑开挖点，并在已知控制点K2复测这4个开挖点的坐标。评分要点为：仪器架设、仪器拆除、观测记录等，要求4个点的复测值与已知坐标的差值在2mm以内，总时限为30分钟。笔者有幸被聘为教练和裁判，在备赛培训过程中，发现多数学员在时间上超时，在精度上超限，遂产生了记录常见问题，提出了提高测量精度和测量速度的建议，供大家探讨。

关键词：全站仪；测量精度；测量速度；方法

一、全站仪的架设

打开脚架，架设到已知控制点K1上；打开仪器箱，取出仪器，安装到脚架上；开机，转动望远镜后，打开激光器对中，将圆水准器调平后再调管水准器精平，移动仪器将对中点与K1点重合。进入仪器菜单项，选择放样测量，进入测站设置，输入测站坐标后，照准后视点K2，将仪器十字丝对准后视点棱镜中心后按确定键，设置好坐标方位。再找个已知坐标点进行坐标复测，确认无误后进行下一步测量工作……进入放样菜单，输入要测定的未知点坐标进行放样，移动棱镜到仪器显示的方位进行距离测量，根据仪器上显示距离差适当前后调整棱镜……用记号笔（滑石笔）标记号放样点位置。放出全部4个点后，移动仪器到K2点，测量已放好的4个点的坐标，填写成果并绘出示意图。

该项目考核参赛选手能否正确安置仪器并开机；能否严格按观测程序进行观测、读取数据并测放点位；能否正确搬运仪器；能否正确关机并收放仪器；能否正确收放好三角架。整个考核过程，参赛选手需在规定时间内，尽可能的做好每一步，避免出现累计误差，可谓是心态、技术、熟练程度的重重考验。

二、测量中的常见问题

1、学员熟练程度不够，普遍超时，建议延长比赛时间至32分钟比较适中。

2、测量精度不够，普遍超过8㎜，建议总结操作失误进一步培训。

3、水平补偿超限、长水准管超限导致测量误差。初步估计是气温达到40度，太阳直射部份脚架造成热胀冷缩不一致，搭棚后有所好转，建议选择合适天气气温条件下比赛。

4、地面标记未按十字法标记。

5、简图上未标示K1、K2的相对位置。

6、棱镜配合人员未戴安全帽。

7、时间不够，成果表上未填写学员名字。

8、成果表上未分清N、E坐标的位置。

三、提高测量精度和速度的方法

1、准确测量控制点K1、K2的坐标，否则会严重影响放样精度。

2、比赛前将全站仪送检并校核，取回后不再提供给学员练习，防止误操作造成仪器失灵。

3、牢记架设仪器时调整是从下到上，初始化仪器时是从近到远。

4、尽量将脚架的三条腿叉开一点摆放，前端腿指向几个测量放样点的重心，将左、右两条腿形成的空挡留给操作人员，避免出现骑马操作或碰动脚架的情况。

5、安放脚架，架头大致水平后，要用脚踩踏脚架，脚与脚架要接触而不是做个空动作，确保脚架尖插入地面，安放稳固。

6、对中整平时，建议不要锁死水平制动螺旋，容易造成误操作损坏仪器。

7、伸缩脚架，使圆水准泡居中。若不能居中，尽量使“二线平行”，即水泡中心与理论中心的连线，和仪器中心与另一脚架的连线平行，这样再调整另一脚架就能快速使圆水准泡居中。

8、牢记左手大拇指移动的方向与圆水准泡和管水准泡的移动方向相同。

9、初平后，如果激光对中点差异不大，立即精平，精平后再对中。

10、精平时，先将管水准泡与两个脚螺旋平行，调整这两个脚螺旋使管水准泡居中后，将仪器尽量精确旋转90度，再调整第三个脚螺旋使管水准泡居中即可。

11、在脚架头上移动仪器对中时，尽量用最短的距离平移仪器到对中点，不要旋转仪器，减少再次精平的操作时间。

12、建议把记录板放在测量包内，测量包背在测量员身上，方便随时及时取用。

13、全站仪特别灵敏，操作时动作要尽量轻，特别是按键和旋转时，用力过猛都可能造成水准泡偏移。

14、全站仪的微动螺旋与（自动安平）水准仪不同，水准仪可以无限旋转，全站仪有一定的行程，超出后就会松动制动螺旋，从而解锁。出现这种情况时，可参照将脚螺旋回中操作，将微动螺旋回到中位。

15、配合人员在后视点立好棱镜后，立即到测站点配合测量仪器高，配合录入控制点和放样点的坐标，并在录入时核对录入的正确性。

16、正确初始化测站数据，正确录入棱镜改正数、气温、大气压力等。太阳直射时宜搭设帐篷，下雨时不宜测量。

17、初始化仪器时使用的文件名尽量不用K1、K2等容易与控制点混淆的文件名。

18、录入数据时，建议一次性将坐标的整数部份和小数部份全部读完，而不是先录整数部份，再录小数部份。录入时一边重复读出声音一边输入仪器。

19、初始化测站后，复量后视点的坐标，与标准值对比，及时发现测站设置是否正确。

20、放样时，初步确定放样点的时候，一定要将棱镜立竖直，测出来的距离才准确，减少全站仪反复定点复测的次数，提高放样的效率。

21、用手势指挥棱镜左右移动，用“支、缩”“进、退”指挥棱镜前后移动。

22、精确放样，报棱镜前后移动的距离时，精确到毫米，并用钢尺准确测量需要前后移动的距离。

23、测量时，竖丝尽量瞄对中杆的脚趾而不是棱镜中心，避免棱镜未立竖直产生的误差。

24、提前准备粘胶纸，贴在放样杆上，（像医院护士准备胶布那样）做好标记放样点的准备。胶纸不宜过长，以取用时方便为宜。

25、熟悉全站仪菜单层次，学会修改坐标点的方法，以便在输错初始坐标后，在放样时发现错误，可以现场改正。

26、因为基坑大多是矩形，在放出前3点的位置后，棱镜人员可估计出第4点的大致位置，避免来回移动浪费时间。

27、出现水平补偿超限时，重新对中精平，照准后视点后，再重新放样或测量。

四、结论

经过比赛的检验，我认为决定精度和速度的因素主要是：录入数据的速度和正确性，架设仪器的速度和准确性，放样时棱镜的竖直度，以及采用钢尺配合测量提高速度。总之，全站仪放样的精度和速度是仪器操作员和棱镜架设员的技术水平、仪器的精度、测量的方法、天气情况等多个因素共同作用的结果，在各个因素均得到合理控制的情况下，才能达到精度最高，速度最快。

参考文献：

[1]杨浩.全站仪任意坐标系三维变形监测方法[J].测绘地理信息.2017,(1).61-64,68.DOI:10.14188/j.2095-6045.2017.01.016.

[2]戴吾蛟.精密动态变形监测的数据处理理论与方法研究[D].2007.