全站儀測量方法及操作規(guī)范引言全站儀作為現(xiàn)代測繪工作中的核心儀器，集光、機、電、算技術(shù)于一體，能夠高效、精確地完成角度、距離、高差乃至三維坐標的測量任務(wù)。其廣泛應(yīng)用于地形測繪、工程放樣、變形監(jiān)測、地籍測量等諸多領(lǐng)域。掌握全站儀的正確測量方法與嚴格的操作規(guī)范，不僅是保證測量成果質(zhì)量的前提，也是提高工作效率、確保作業(yè)安全的關(guān)鍵。本文將從實踐角度出發(fā)，系統(tǒng)闡述全站儀測量的完整流程、核心方法及操作要點，旨在為一線測繪技術(shù)人員提供具有指導(dǎo)性的參考。一、測量前準備：未雨綢繆，夯實基礎(chǔ)測量工作的精度與效率，很大程度上取決于準備階段的充分與否。此階段需統(tǒng)籌規(guī)劃，細致入微。1.1技術(shù)設(shè)計與資料準備在開展外業(yè)測量前，應(yīng)根據(jù)項目任務(wù)書要求，明確測量目的、精度等級及范圍。收集與測區(qū)相關(guān)的已有資料，如控制點成果（坐標、高程）、地形圖、行政區(qū)劃圖等。若為新建項目或控制點不足，需進行踏勘，初步規(guī)劃控制網(wǎng)布設(shè)方案。對于特殊工程，還需編制詳細的技術(shù)設(shè)計書，對測量方法、儀器型號、數(shù)據(jù)處理流程等做出明確規(guī)定。1.2儀器設(shè)備檢查與檢校全站儀是精密光學(xué)電子儀器，其性能狀態(tài)直接影響測量結(jié)果。出發(fā)前，務(wù)必對儀器進行全面檢查與必要檢校：*主機與附件：檢查全站儀主機、電池（確保電量充足，最好配備備用電池）、基座、三腳架、反射棱鏡（及其對中桿、基座）、測繩、記錄手簿或電子記錄設(shè)備是否齊全完好。*常規(guī)檢校：重點檢校照準部水準管軸是否垂直于豎軸、視準軸是否垂直于橫軸、橫軸是否垂直于豎軸（即“三軸”關(guān)系），以及圓水準器的正確性。對于測距功能，可通過已知基線或與另一臺儀器比對進行粗略檢查。若發(fā)現(xiàn)偏差超出允許范圍，應(yīng)及時送專業(yè)機構(gòu)檢修或由具備資質(zhì)人員進行調(diào)整。*參數(shù)設(shè)置：根據(jù)測量任務(wù)需求，提前在儀器內(nèi)設(shè)置好必要的參數(shù)，如單位制（度分秒或弧度，米或英尺）、氣象改正參數(shù)（溫度、氣壓，若儀器支持自動感應(yīng)則需確認其工作正常）、棱鏡常數(shù)（務(wù)必與所使用棱鏡的常數(shù)一致，這是距離測量準確的關(guān)鍵）。1.3測區(qū)踏勘與控制點復(fù)核深入測區(qū)進行實地踏勘，了解地形地貌、通視條件、交通狀況及可能存在的干擾因素（如強電磁場、大面積水域反射等）。對已有的已知控制點，需進行點位確認，檢查其穩(wěn)定性、完好性及通視情況。若發(fā)現(xiàn)點位損壞或移動跡象，應(yīng)及時上報并重新布設(shè)或聯(lián)測。1.4人員組織與安全交底明確項目負責人、技術(shù)負責人、觀測員、記錄員、跑尺員等各崗位職責。進行安全技術(shù)交底，強調(diào)野外作業(yè)安全（如交通安全、防中暑、防蛇蟲、防火等）、儀器設(shè)備安全（輕拿輕放，避免碰撞、淋雨、暴曬）。確保所有參與人員熟悉作業(yè)流程及應(yīng)急預(yù)案。二、儀器架設(shè)與調(diào)試：精準對中，穩(wěn)妥整平全站儀的架設(shè)是測量工作的起點，對中整平的質(zhì)量直接關(guān)系到后續(xù)觀測數(shù)據(jù)的可靠性。2.1三腳架架設(shè)選擇堅實、平坦的地面安置三腳架。將三腳架張開，高度適中，大致水平，腳尖牢固踩入土中，確保架體穩(wěn)定不晃動。若在斜坡上，三腳架兩腿應(yīng)置于坡下，一腿置于坡上。2.2儀器安置小心地從儀器箱中取出全站儀，一手握提手，另一手托住基座，將其穩(wěn)妥地安置在三腳架頭上。旋緊中心連接螺旋，注意不要擰得過緊，以免損壞螺紋或基座。2.3粗略對中與整平*粗略對中：通過移動三腳架（或松開中心連接螺旋，平移儀器基座），使全站儀光學(xué)對中器（或激光對中器）的十字絲（或光斑）大致對準測站點標志中心。*粗略整平：調(diào)節(jié)三腳架的架腿高度，使圓水準器氣泡居中。此時，儀器豎軸大致鉛垂。2.4精確對中與整平*精確整平：轉(zhuǎn)動儀器照準部，使水準管平行于任意兩個腳螺旋的連線。同時相向或反向旋轉(zhuǎn)這兩個腳螺旋，使水準管氣泡居中；然后將照準部旋轉(zhuǎn)90度，使水準管垂直于剛才兩個腳螺旋的連線，調(diào)節(jié)第三個腳螺旋，使氣泡居中。重復(fù)上述操作，直至照準部旋轉(zhuǎn)到任何位置，水準管氣泡均居中或偏差在允許范圍內(nèi)（通常為半格）。*精確對中：在精確整平后，檢查光學(xué)對中器（或激光對中器）是否仍對準測站點。若有偏差，稍微松開中心連接螺旋，輕輕平移儀器基座（注意不要觸碰腳螺旋，以免破壞整平），使對中標志精確對準測站點，然后重新旋緊中心連接螺旋。對中與整平是相互影響的過程，有時需要反復(fù)幾次，直至兩者均滿足要求。2.5開機與初始化設(shè)置完成對中整平后，打開全站儀電源。儀器將進行自檢，待自檢完成后，進入操作界面。根據(jù)之前的技術(shù)準備，再次確認或輸入棱鏡常數(shù)、氣象改正值等關(guān)鍵參數(shù)。若使用電子氣泡，可再次檢查整平精度。三、核心測量方法：規(guī)范操作，精準量測全站儀的測量功能豐富，其核心在于角度測量、距離測量以及由此衍生的坐標測量等。3.1角度測量（水平角與豎直角）角度測量是確定方向的基礎(chǔ)。*目標照準：將望遠鏡對準目標，先利用粗瞄器大致對準，固定望遠鏡和照準部，再通過調(diào)焦螺旋使目標清晰，轉(zhuǎn)動水平和豎直微動螺旋，使十字絲精確瞄準目標（通常為目標底部或特定標志，注意消除視差）。*水平角測量：*測回法：常用于觀測兩個方向之間的單角。盤左位置（豎盤位于望遠鏡左側(cè)）瞄準左目標A，讀取水平度盤讀數(shù)a左；順時針轉(zhuǎn)動照準部，瞄準右目標B，讀取讀數(shù)b左。此為上半測回，角值β上=b左-a左。然后縱轉(zhuǎn)望遠鏡，盤右位置（豎盤位于望遠鏡右側(cè)）瞄準右目標B，讀取讀數(shù)b右；逆時針轉(zhuǎn)動照準部，瞄準左目標A，讀取讀數(shù)a右。此為下半測回，角值β下=b右-a右。一測回角值為β=(β上+β下)/2。根據(jù)精度要求，可觀測多個測回，各測回間應(yīng)按規(guī)定配置度盤起始讀數(shù)。*方向觀測法：適用于一個測站上觀測多個方向。將測站上的所有目標依次觀測，獲取各方向值，再計算相應(yīng)的水平角。操作時需注意歸零、歸零差、2C互差、測回差等限差要求。*豎直角測量：瞄準目標后，在豎直角測量模式下，儀器會直接顯示豎直角（或天頂距）。同樣可采用盤左、盤右觀測取平均值的方法，以消除部分儀器誤差。測量豎直角時，應(yīng)注意十字絲橫絲切準目標的同一位置，并根據(jù)目標高低合理調(diào)整望遠鏡俯仰。3.2距離測量（斜距、平距、高差）全站儀可同時測量斜距，并根據(jù)豎直角自動計算平距和高差。*設(shè)置：確保儀器已輸入棱鏡常數(shù)和氣象改正。選擇合適的測距模式（精測、粗測或跟蹤測，通常采用精測模式以保證精度）。*瞄準與測距：照準棱鏡中心（使用單棱鏡時，注意棱鏡高的量取與輸入），操作測距鍵。儀器發(fā)出測距光束，待接收返回信號后，即顯示斜距（SD）、平距（HD）、高差（VD）等數(shù)據(jù)。對于重要距離，建議進行多次測量取平均值。若測距困難（如目標太遠、大氣條件惡劣、反光不足），可嘗試改變測站位置、清潔鏡頭或使用三棱鏡組。3.3坐標測量坐標測量是全站儀的一項強大功能，它能直接測出未知點的三維坐標。*已知點建站：1.在已知控制點（測站點）上架設(shè)儀器并對中整平。2.在儀器操作界面選擇“坐標測量”或“設(shè)站”功能。3.輸入測站點的已知坐標（X，Y，H）。4.輸入儀器高（從測站點標志頂面量至全站儀橫軸中心的高度）。5.瞄準另一已知控制點（后視點），輸入后視點的已知坐標（X，Y）或已知方位角。6.確認后，儀器自動完成定向，此時水平度盤讀數(shù)即為測站點至后視點的坐標方位角。*未知點測量：1.建站完成后，將反射棱鏡立于待測點上，量取并輸入棱鏡高。2.用望遠鏡精確照準棱鏡中心。3.按下“測量”鍵，儀器即根據(jù)測站坐標、定向數(shù)據(jù)、觀測的水平角、豎直角和斜距，自動計算并顯示待測點的三維坐標（X，Y，H）。4.記錄坐標數(shù)據(jù)。若需測量多個點，只需移動棱鏡至下一點，重復(fù)照準和測量步驟。3.4放樣測量放樣是將設(shè)計圖紙上的點（坐標）標定到實地的過程。*設(shè)置測站與后視：同坐標測量的建站過程，在已知測站上設(shè)站并后視另一已知點。*輸入放樣數(shù)據(jù)：進入放樣模式，輸入待放樣點的設(shè)計坐標（X，Y，H）。*角度放樣：儀器計算出測站點至放樣點的理論方位角，并顯示當前照準方向與理論方位角的水平角差值（dHR）。轉(zhuǎn)動照準部，使dHR為零，此時望遠鏡方向即為放樣點的方向線。*距離放樣：在確定的方向線上，指揮持鏡員移動棱鏡。儀器實時顯示當前棱鏡位置與測站點的平距（HD）以及與放樣點設(shè)計平距的差值（dHD）。根據(jù)dHD的正負（通?！?”表示棱鏡需向遠離測站方向移動，“-”表示需向靠近測站方向移動），指導(dǎo)持鏡員將棱鏡移動到dHD為零的位置，此點即為平面位置的放樣點。*高程放樣：部分全站儀支持高程放樣功能，會顯示當前棱鏡高程與設(shè)計高程的差值，指導(dǎo)棱鏡在鉛垂方向上移動，直至達到設(shè)計高程。*點位標定：當平面和高程（若需要）均滿足要求后，在棱鏡中心位置做好標記。四、數(shù)據(jù)記錄與處理：詳實記錄，嚴謹核算測量數(shù)據(jù)是測量工作的成果體現(xiàn)，其記錄與處理必須規(guī)范、準確。4.1數(shù)據(jù)記錄*記錄方式：可采用傳統(tǒng)的手工記錄（使用規(guī)范的外業(yè)手簿）或電子記錄（全站儀內(nèi)置存儲器、數(shù)據(jù)采集器或連接便攜式電腦）。手工記錄應(yīng)字跡清晰、無涂改，若需更正，應(yīng)采用規(guī)范的杠改法，并注明原因。*記錄內(nèi)容：除直接觀測的原始數(shù)據(jù)（角度、距離、坐標等）外，還應(yīng)詳細記錄測站編號、點名、儀器型號及編號、觀測員、記錄員、天氣情況、觀測時間、棱鏡高、儀器高、測回數(shù)、備注（如儀器異常、目標情況等）。電子記錄應(yīng)及時備份，防止數(shù)據(jù)丟失。4.2數(shù)據(jù)檢核與處理*外業(yè)檢核：測量過程中，應(yīng)隨時對觀測數(shù)據(jù)進行檢核。例如，水平角觀測的測回差、2C互差、歸零差是否超限；距離往返測較差是否符合要求；坐標測量時，可重復(fù)觀測同一點進行比對，或利用多余觀測（如閉合導(dǎo)線、附合導(dǎo)線）進行現(xiàn)場檢核，確保外業(yè)數(shù)據(jù)的可靠性，發(fā)現(xiàn)問題及時重測或補測。*內(nèi)業(yè)處理：外業(yè)數(shù)據(jù)經(jīng)檢核合格后，進行內(nèi)業(yè)計算。對于控制測量，需進行閉合差計算與分配、坐標平差等；對于碎部測量數(shù)據(jù)，可導(dǎo)入專業(yè)繪圖軟件進行地形圖繪制；對于放樣數(shù)據(jù)，應(yīng)與設(shè)計值進行比對，確保偏差在允許范圍內(nèi)。數(shù)據(jù)處理應(yīng)遵循相關(guān)的測量規(guī)范和計算規(guī)則。五、測量完成與儀器維護：善始善終，愛護設(shè)備5.1外業(yè)結(jié)束工作一個測站或當日測量工作結(jié)束后，應(yīng)按以下步驟操作：*確認所有需測數(shù)據(jù)均已采集并記錄無誤。*關(guān)閉全站儀電源。*小心卸下儀器，擦拭干凈機身及鏡頭（使用專用鏡頭紙），若遇雨天或潮濕環(huán)境，應(yīng)擦干后再裝箱。*清點所有附件，確保齊全無遺漏。*整理外業(yè)手簿或電子數(shù)據(jù)，妥善保管。5.2儀器的日常保養(yǎng)與維護全站儀屬于精密貴重儀器，精心保養(yǎng)可延長其使用壽命，保證測量精度：*存放：儀器應(yīng)存放在干燥、通風、避光、防震的環(huán)境中，避免高溫、低溫、潮濕及腐蝕性氣體。長期不用時，應(yīng)定期（如每月）取出通電開機，以保持電池活性和電子元件性能。*運輸：運輸過程中應(yīng)使用原裝儀器箱，確保儀器在箱內(nèi)固定牢固，避免劇烈震動和碰撞。*清潔：鏡頭表面有灰塵時，用專用吹氣球吹凈，再用鏡頭紙擦拭；機身污漬可用軟布蘸少量清水或中性清潔劑擦拭。切勿用酒精等有機溶劑或堅硬物體擦拭鏡頭。*電池管理：遵循電池使用說明進行充電和放電，避免過度充電或過度放電。長期存放的電池應(yīng)充足電后取出，每隔一段時間補充電量。*定期檢校：除了作業(yè)前的常規(guī)檢查，還應(yīng)根據(jù)使用頻率和精度要求，定期將儀器送專業(yè)計量檢定機構(gòu)進行全面的檢定與校準，確保儀器性能符合規(guī)范要求。六、操作規(guī)范與注意事項：安全第一，質(zhì)量至上6.1通用操作規(guī)范*儀器操作必須由經(jīng)過培訓(xùn)的專業(yè)人員進行，嚴禁非專業(yè)人員擅自操作。*嚴格遵守儀器操作規(guī)程，熟悉儀器各按鍵功能及菜單結(jié)構(gòu)后再進行操作。*在強光下作業(yè)時，應(yīng)使用儀器遮光罩，避免陽光直射望遠鏡物鏡，以防損傷光電元件。*觀測時，應(yīng)避免手扶三腳架或觸碰儀器，以免引起儀器晃動。*讀取數(shù)據(jù)時，應(yīng)待顯示穩(wěn)定后再記錄。6.2特殊環(huán)境作業(yè)注意事項*雨天：盡量避免雨中作業(yè)。若必須進行，需為儀器配備專用防雨罩，防止雨水進入儀器內(nèi)部。作業(yè)完畢后立即擦干。*高溫/嚴寒：高溫時避免儀器長時間暴曬，可使用遮陽傘；嚴寒時，儀器從室外進入室內(nèi)前，應(yīng)將其放入密封袋中，待溫度平衡后再取出，以防鏡頭起霧。*強電磁場：遠離高壓輸電線、變壓器等強電磁場區(qū)域，以免影響電子信號和測量精度。*粉塵/污染：在粉塵較多或空氣質(zhì)量差的環(huán)境作業(yè)后，應(yīng)及時清潔儀器。6.3安全注意事項*野外作業(yè)時，注意防滑、防摔、防蛇蟲叮咬，穿適宜的工作服和工作鞋。*公路或交通繁忙地段作業(yè)，需設(shè)置明顯警示標志，并有專人指揮交通。