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，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。

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，以此得到觀測點各周期相對于首期的點位或高程的變化量。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來代表變形體，變形體的變形就可以以監(jiān)測點的變形來描述。

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)用可實現(xiàn)自動完成觀測，對于環(huán)境誤差的影響可實現(xiàn)很好的避免，因其觀測速度具有非?？斓奶攸c，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?？梢詫崿F(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，斜距的觀測不會因為儀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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