全站仪控制测量心得
全站仪控制测量心得
我们是地处四川盆地周边地区的山区县，长期以来以水电工程控制测量一直采用光学经纬仪加水平仪，工作起来费时费力，工作难度大，计算操作复杂。前年我们搞了一个小水电站，该电站有2km的隧洞，由于考虑其控制测量复杂，工作难度大，将该控制测量工作转给施工方去做，原以为要一个周完成的工作（该电站地处山区，山高、坡陡、林密），谁知他们两天就完成了。检查他们提供的成果，发现他们使用全站一次进行高程和平面控制测量。查教材知道这种高程控制测量叫三角高程，由于一直以来使用经纬仪测距精度不高，三角高程计算出来的精度不高，几乎被我们遗忘了。通过网络查询、网友请教、资料收集，发现由于光电测距仪的使用，三角高程控制测量已广泛用于工程实际。去年我们单位购了一台科力达公司的KTS-442全站仪，这为我们能实践三角高程控制测量提供条件。刚好今年年初单位接手了一项一次测量三个小水电站的任务。我说服同事们，决定采用全站仪进行这次电站的控制测量。我在网上广泛收集了相关的手册、教材和规程规范，按五等标准设定限差设计了测量方案和综合测量记录薄。实际运用时，除受气候影响，每个电站3.5km左右的测线，一般两天一个，高效完成了控制测量任务。
测量时，我们采用直返觇法进行观测，既可消除拆光影响，又可检验测量精度。同时将全站仪气象改正设为零，用气压表和温度计实测气象条件修正。操作中，我们遇上了一些实际问题，有些是规范上有要求的，但未实际体验，未领会其要义；另一些是规程规范和资料未曾提到的但实践中又出现的问题，在这里一并提出，与大家一起探讨：
一、仪器测量前必须严格校验盘读数指标差，特别是竖盘读数指标差的校验。有规范要求仪器使用时第一、二、三天每天校验，以后一个周一次。使用中发现，我们使用的仪器必须每天校验，只要发现竖角盘左，盘右读数指标差偏差过大，就要校仪器，一般都有效。不知是我们这台仪器有问题，还是这个型号仪器的通病。还好竖盘校零方便，打开仪器内置菜单，对准目标按仪器提示操作就行。
二、严格控制安置仪器的地方：路上的非原生石板、石块、杂草丛生的地方、雨后的耕作土等。实践中，只要仪器安置在这些地方，人员走动、吹风、垂球的摆动，都会造成竖角10秒左右的抖动。即使无这些外界因素，操作人员的心跳也会造成仪器读数2秒的跳动。使用中一旦发现仪器竖角有两秒跳动，仪器三角架一定没安实。这是使用光学经纬仪无法体验到的现象。同时要求读数时，其余人员远离仪器，不得随意走动，并取下对中垂球。三、视线对地满足规范要求：《水利工程测量规范设计阶段》要求视线对地不小于1.5m。在有一个电站中，控制测量需要引用下一级电站的控制点，在使用这个控制点时，直觇前方约5米处，视线侧边对山壁只有0.4的距离，结果290余米的测站距离，直返觇视距误差达0.089m（我们有一站最远视距1116米，直返觇视距误差0.057m），测几次都不能达到要求，只好重选前视距，290米的一站就耽误半天。
四、严禁视线上有障碍物：我们在测核桃树至高滩直觇时，视距230m，在视线150余米处有一片竹叶在视线上晃动，对准棱镜后，调整焦距可见竹叶，焦距对准棱镜时竹叶不可见。读数时正镜的几次视距读数差为0.85m左右，其它情况下，视距读数距都为零。派人清理后，读数值才保持不变。
五、雨后天晴不宜观测：冬天里，山区雨后天晴的天气，雾气浓、空气扰动大，不宜进行测量操作。我们在一个雨后天晴的上午进行返觇观测，棱镜在山阴下，仪器在太阳下，逆光观测，雾气又浓，望远镜里根本找不到目标。直到上午11点半，阳光照到棱镜上后，才能进行观测，但目标在镜筒仍抖动不也。严重影响测量精度。
六、为加快测量速度，控制测量尽量采用三角架摆棱镜，这样只搬棱镜，不搬脚架，减少摆镜时间和摆站的误差。我们测量时用了三个三角架，有两个铝合金的，很轻，但铝合金脚架在水泥地上有不稳的感觉。如有四个三角架配合使用，三个使用，一个走前视，这样速度会更快。
七、光学对中器使用注意事项：全站仪和棱镜连接器都有光学对中器，很好使用。但使用中一定要按：调平对中再调平再对中的顺序使用。因为光对中器在基座不平时，视线是斜的，这时对中，调平后又不对中了，有时要动脚架，影响测量工作进度。在实践中，有个新同志摆后视棱，仪器搬走后没动脚架，应该快，发现半天都没摆好，还动脚架。经询问，发现他没按此顺序操作。全站仪配有垂球，摆脚架时将其挂上，在三角座基本水平时，让垂球基本对中，固定脚架后，架仪器调平后用光学对中器精确对中，这样操作起来很快。棱镜标配里无垂球，建议前视镜站另配垂球，加快摆站速度。后视是搬到测站，脚架先固定了的，不存在这个问题。
八、视距测回数：规范要求视距测量时测四测回，每测回读数四次的平均度，再把三测回的数平均作为视距测量数。但在实践中只要视线上无干扰物，视距任意次读数都不会变，不知规范这样要求的要义。
九、视距直觇和反觇读数：在进行直返觇法进行控制测量时、五等测量时规范要求视距只读直觇、不读返觇，但实践中发现利用直返觇读数比较可以发现错误和误差来源：如视线障碍、对地距离过小、读数错误、记录错误、对测站中心不准等问题。可以减少人为误差因素。十、利用竖盘读数指标差提高测量成果精度。反复对中后读数指标差仍不满足求，就校竖角指标差，不管工作前校没校，一般都有效。通过正反镜指标差的验证，查找误差原因，使得测量成果的人为失误因素降为零。提高测量成果准确率。
十一、仪高、棱镜高测量不易精确。按规范上要求：棱中心到基座用游标卡尺量下后，作固定值记录，测量过程中用钢卷尺量基座以下部分，两者加起来作镜高。实际操作时，发现游标卡尺只能量到三角基座调平螺旋的上座。因上座到下座之间有调平螺旋，调整后数字是变化的，每一站不同。所以量仪高（镜高）时，从测桩中心量到角架座盘（斜10cm），再到棱镜三角联接器上座（斜5cm），直线按曲线量，不准确。现场我们采用钢卷直接量到棱镜（仪器中心）反而误差小些。角架座盘到棱镜中心的倾角比到棱镜基座的倾角要小些。但仍然不准，不知大家有什么高招。
十二、视线倾角不大于15°问题：《三角高程测量规范》中要求视线倾角不大于15°，我们在实际操作前认为不易达到这个标准。实际操作时，发现倾角多数在2°左右，所以不足为虑。但《水利工程测量规范》中用h≤20×s×10^3/T来表示高差限制、不太直观，不知为什么不换算成角度。
十三、测量结果要求现场计算，以检验测量成果。由于计算复杂，我们采用提电脑，用电子表格编写测量记录薄现场进行计算。这样方便、快捷、不易出错，只是手提电脑在强光下不好用。十四、用CAD几何作图法计算各控制点坐标。平面控制测量中控制点坐标计算是最繁锁的，我用CAD几何作图法先作各边长度和转角，在查询端点坐标。
我不是学测量专业的，上学时只学过一门《水利工程测量学》，测量的很多知识没涉猎、更未接触过。这次大量利用网上的知识，完成我的工作，我要感谢网络和网友们。我也知道，我的这次工作并不是做得很严谨，很规范，我把他写出来，请大家指正。环境关系，生活中不能接触更好的老师，各位网友就是我的老师。二○○六年五月
这位朋友所谈全是精髓啊，偶用过的测量仪器可谓五花八门，从上世纪50年代世界领先水平的工程测量仪器到201*年世界先进水平的测量仪器都用过，而却没有做出楼主这样详细的分析与研究，我只是简单的说那个仪器好用，那个不好用，对于全站仪我想说的是，国产的全站仪普遍在三角测量时误差较大，大家使用时要注意。
此帖由longcf在201*-05-0412:08进行编辑...
扩展阅读：全站仪控制测量体会
全站仪控制测量心得
一、仪器测量前必须严格校验盘读数指标差，特别是竖盘读数指标差的校验。有规范要求仪器使用时第一、二、三天每天校验，以后一个周一次。使用中发现，我们使用的仪器必须每天校验，只要发现竖角盘左，盘右读数指标差偏差过大，就要校仪器，一般都有效。不知是我们这台仪器有问题，还是这个型号仪器的通病。还好竖盘校零方便，打开仪器内置菜单，对准目标按仪器提示操作就行。
二、严格控制安置仪器的地方：路上的非原生石板、石块、杂草丛生的地方、雨后的耕作土等。实践中，只要仪器安置在这些地方，人员走动、吹风、垂球的摆动，都会造成竖角10秒左右的抖动。即使无这些外界因素，操作人员的心跳也会造成仪器读数2秒的跳动。使用中一旦发现仪器竖角有两秒跳动，仪器三角架一定没安实。这是使用光学经纬仪无法体验到的现象。同时要求读数时，其余人员远离仪器，不得随意走动，并取下对中垂球。
三、视线对地满足规范要求：《水利工程测量规范设计阶段》要求视线对地不小于1.5m。在有一个电站中，控制测量需要引用下一级电站的控制点，在使用这个控制点时，直觇前方约5米处，视线侧边对山壁只有0.4的距离，结果290余米的测站距离，直返觇视距误差达0.089m（我们有一站最远视距1116米，直返觇视距误差0.057m），测几次都不能达到要求，只好重选前视距，290米的一站就耽误半天。四、严禁视线上有障碍物：我们在测核桃树至高滩直觇时，视距230m，在视线150余米处有一片竹叶在视线上晃动，对准棱镜后，调整焦距可见竹叶，焦距对准棱镜时竹叶不可见。读数时正镜的几次视距读数差为0.85m左右，其它情况下，视距读数距都为零。派人清理后，读数值才保持不变。五、雨后天晴不宜观测：冬天里，山区雨后天晴的天气，雾气浓、空气扰动大，不宜进行测量操作。我们在一个雨后天晴的上午进行返觇观测，棱镜在山阴下，仪器在太阳下，逆光观测，雾气又浓，望远镜里根本找不到目标。直到上午11点半，阳光照到棱镜上后，才能进行观测，但目标在镜筒仍抖动不止。严重影响测量精度。
六、为加快测量速度，控制测量尽量采用三角架摆棱镜，这样只搬棱镜，不搬脚架，减少摆镜时间和摆站的误差。我们测量时用了三个三角架，有两个铝合金的，很轻，但铝合金脚架在水泥地上有不稳的感觉。如有四个三角架配合使用，三个使用，一个走前视，这样速度会更快。
七、光学对中器使用注意事项：全站仪和棱镜连接器都有光学对中器，很好使用。但使用中一定要按：调平对中再调平再对中的顺序使用。因为光对中器在基座不平时，视线是斜的，这时对中，调平后又不对中了，有时要动脚架，影响测量工作进度。在实践中，有个新同志摆后视棱，仪器搬走后没动脚架，应该快，发现半天都没摆好，还动脚架。经询问，发现他没按此顺序操作。全站仪配有垂球，摆脚架时将其挂上，在三角座基本水平时，让垂球基本对中，固定脚架后，架仪器调平后用光学对中器精确对中，这样操作起来很快。棱镜标配里无垂球，建议前视镜站另配垂球，加快摆站速度。后视是搬到测站，脚架先固定了的，不存在这个问题。
八、视距测回数：规范要求视距测量时测四测回，每测回读数四次的平均度，再把三测回的数平均作为视距测量数。但在实践中只要视线上无干扰物，视距任意次读数都不会变，不知规范这样要求的要义。九、视距直觇和反觇读数：在进行直返觇法进行控制测量时、五等测量时规范要求视距只读直觇、不读返觇，但实践中发现利用直返觇读数比较可以发现错误和误差来源：如视线障碍、对地距离过小、读数错误、记录错误、对测站中心不准等问题。可以减少人为误差因素。
十、利用竖盘读数指标差提高测量成果精度。反复对中后读数指标差仍不满足求，就校竖角指标差，不管工作前校没校，一般都有效。通过正反镜指标差的验证，查找误差原因，使得测量成果的人为失误因素降为零。提高测量成果准确率。
十一、仪高、棱镜高测量不易精确。按规范上要求：棱中心到基座用游标卡尺量下后，作固定值记
录，测量过程中用钢卷尺量基座以下部分，两者加起来作镜高。实际操作时，发现游标卡尺只能量到三角基座调平螺旋的上座。因上座到下座之间有调平螺旋，调整后数字是变化的，每一站不同。所以量仪高（镜高）时，从测桩中心量到角架座盘（斜10cm），再到棱镜三角联接器上座（斜5cm），直线按曲线量，不准确。现场我们采用钢卷直接量到棱镜（仪器中心）反而误差小些。角架座盘到棱镜中心的倾角比到棱镜基座的倾角要小些。但仍然不准，不知大家有什么高招。
十二、视线倾角不大于15°问题：《三角高程测量规范》中要求视线倾角不大于15°，我们在实际操作前认为不易达到这个标准。实际操作时，发现倾角多数在2°左右，所以不足为虑。但《水利工程测量规范》中用h≤20×s×10^3/T来表示高差限制、不太直观，不知为什么不换算成角度。
十三、测量结果要求现场计算，以检验测量成果。由于计算复杂，我们采用提电脑，用电子表格编写测量记录薄现场进行计算。这样方便、快捷、不易出错，只是手提电脑在强光下不好用。
十四、用CAD几何作图法计算各控制点坐标。平面控制测量中控制点坐标计算是最繁锁的，我用CAD几何作图法先作各边长度和转角，在查询端点坐标。
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