全站仪在数字绘图中测量方法优化方案

何贤贞

摘 要：数字测图的方法在现阶段成图手段中应用最为广泛，该文主要讨论了全站仪的结构、特征以及数字绘图里的应用方法，并且详细讨论外业作业时全站仪用来进行碎部测量时的用法，然后对全站仪的测量精度进行了研究分析。

关键词：全站仪 数字绘图 测量方法 优化方案

中图分类号：P24 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）09（a）-0031-02

在20世纪90年代，出现了通过全站仪、随身机与测图工具构建的数字测图工具，使得数字测图一体化成为了可能。如今，科学水平越来越高，全站仪越来越普遍地应用到了数字绘图中。

1 全站仪的结构和特点

全站仪基本上包括以下部分：数据收集部分和过程操作仪（外部配置、微处理器）两部分。它的作业特征是：（1）迅速精准地运算参数：设备具有参数处理功能，可以及时并精准地解决数据问题，推理出放样处的方位角和这一点至测站点的路程；（2）快速定方位角：按照录入处的坐标值推算到放样处的方位角，而且显现此时测量仪和测量方位角的相差数，把相差数调成0，就找到了这一放样处的方位，进而能够展开测距定位；（3）自动测距：把棱镜冲好全站仪的镜口，全站仪能够迅速显出实际路距，与推算的理论参数对比，结合这两个数的大小，决定棱镜需要怎样移动，移动的大小，直到差值变成0，棱镜当时在的地方就是放样点的准确位置；（4）适应力好，在一些不好的条件里，像阴雨、霉天、碰撞、粉尘与高温等条件里也能够应用。因为全站仪的直径比较小而且不重，操作又比较方便，对于地理位置的要求也不高，所以一直很受欢迎。

全站仪在数字作图方面的优点：（1）精度维持——经过全站仪搜集的参数通过电子信息的方式保存，而且参数在处理的时候可以维持最初参数的精度不发生改变，进而保证测量数据的精度可以近乎完美。对精度的维持可以满足现阶段科技水平的需要； （2）数字化产品——和传统的测图比较，数字测图是运用的数字图片，相对纸版图纸使用比较便捷，而且方便展开标注替换，输出简单，更方便构建地图数据集与地理参数集；（3）自动化操作——不管是保存、运算、出图、测绘，都能够自动化进行，客户想要得到需要的信息也更便捷。

2 通过全站仪进行数字测图时的方法

数字测图里外部作业的效果特别重要，对最后的数据影响很大。外部采集一般包含控制测量与碎部测量。

在进行完了控制测量，通过测完的控制位展开碎部测量。运用全站仪关于碎部位的点位情况展开采集的手段都有：在测站处上安置仪器，通过建站、定向，测绘人对好定向处的棱镜，明确该处的坐标参数，并且录入这点的属性情况至全站仪，而且还要求在纸板上记下这一点的连接情况。假如已经获得大多数碎部点的坐标数据，接下来尽力采用软件里的那些测量法来得到其他点位的坐标，而且在软件所具有的其他功能辅助下做出成图。内业员工在外部得到的各点编码条件下，运用电脑展开展绘，由跑尺技术工了解施工路线和点位编码，把全部的点连接起来；还能够在编码引导工具的辅助下，展开自动相连。把连接完所制出的图和实际展开对比，添补没有测的参数，然后运用电脑进行绘画，以得出整个地形图样式。对全站仪得到的参数实施检测，运用电脑制定出点位，和实际展开比较，假如这两个有着很大的区别，就是说绘图的时候也许有地方操作不正确，需要尽早开展重测，减少失误的扩大。还可以在现场直接把全站仪和手提电脑关联，第一时间传递观测参数，有效降低错误出现。

3 全站仪测量误差分析

全站仪测量误差来源主要包括：设备误差、测量误差还有外界条件引起的误差，接下来关于以上误差展开讨论。第一设备误差，在测角里一般都有视准轴波动（运用四分之一法或是读数法组织检测）、竖轴误差主要是因为设备安装不标准引起的，横轴波动、竖轴误差一般通过倾斜传感器组织校验；在测距里一般有加常数误差、乘常数误差、周期误差。

然后就是测量误差，在测距中一般会出现对中波动（公式，其意义是对中误差对测角准确度的波动和两点处的举例SAB是正比）、对点误差（二者应<1 mm）；在测距的时候不只有这两个误差，还会出现照准误差。

还有就是外界条件引起的误差，包括空气折射（尽量避免旁折光）、气体透光率、背景光感，电磁场感应会使测距出现偏差，所以在精密测距中一定要对气象展开校正，可以加入当时的温度、气压，系统对测量数据进行校正；并且空气的状况、温度条件会使得测角发生变化，所以在测量时尽量用上遮阳伞，降低设备发生非常规变形。

另外如图1所示，单向高程测量误差通过中误差平方关系式，分析式中变量的范围：比如竖角测量，图纸里面竖角的半测回中误差，全站仪的常态精度；然后关于空气垂直折光差，根据规定里所说的，得出=+0.05；再说下设备高i和测量处高v，这两个量取时两个数的差值一定要控制在3 mm以里，按照误差传播规则和精度双观测得出中误差公式也就是=±2.1 mm；这里面要关注的是对于城市数字测图里位置的高低多数情况是小于25°的，一般是=25°，因为测图里地面的高度H的精确度是相关于图根控制点来讲的，也就是图根制点高程可当成是真值，也就是MH=Mh。

4 全站仪数字测图的展望

20世纪70年代末，科学家发明了电子速测仪，同时大比例尺地面数字测图技术也逐渐被运用到测量工作中，但是由于那个时期全站仪还未全面普及，计算机技术也远没有现在先进，所以数字测图运用的是内外业相互独立的运作方式。首先通过全站仪测量获得实际地形资料，采用电子手簿把这些资料记录下来，然后再通过人工绘制草图，与电子手簿相结合，来共同标记点号以及点与点之间的对应位置、如何连接的。接下来来到室内，把获取的相关数据资料都通过电子手簿录入到计算机中，工作人员依照草图制作好图形文件，再交给计算机把这些资料和数据进行运算，形成数字地形图，最后再用绘图仪器将地形图输出。这个阶段，由于在测图工作中还没有普及全站仪的运用，使得数字测图技术的进步受到了阻碍。

一般的全站仪在展开点处测量时，测站处还是要工人来进行目标找寻与对准。如今，科学水平越来越高，部分区域开始使用自动找位全站仪，能够达到测站的智能运行，所得的参数通过测站的无线功能传递到安置在棱镜站中的便携机里，如此一来可以有效降低人员的参与率。虽然自动找位全站仪尚未全面应用，只是在一些特殊区域应用，不过以后科学水平会更加高，这一技术一定会在不久的将来全面普及的。笔者坚信，数字测图会实现全自动化运行。

5 结语

现如今使用全站仪开展数字测图已经在测绘作业中占了很大比重，这一技术的发展前景是很明朗的，测绘业在接下来的数年里会逐渐向人工向智能化发展，全站仪的自动化运行模式会逐渐实现全面普及、精准服务，在数字测图中发挥越来越重要的作用。

参考文献

[1] 曾振华，王炎，余成磊.全站仪数字测图精度分析及评估方法[J].测绘通报，2013（1）：115-116.

[2] 张龙其，王正军，苫洪华，等.一种全站仪数字测图的新方法[J].测绘科学，2013（4）：141-143.