全站仪与测绘软件在工程测量中的应用
摘要：全站仪，它是一种由机械、光学、电子元件组合而成的测量仪器，可以同时进行距离
测量、角度测量和数据处理。新技术总是在不断地出现，问题也需要我们不断去发现去解决
，我们惟有正确掌握全站仪的工作原理，熟悉操作的步骤，明确测量的功能，合理设置仪器
的参数，正确选择好测量模式，才能真正充分发挥全站仪在测量工作中的优势。

全站仪上半部分包含有竖直角测量系统、水平角测量系统、测距系统和水平补偿系统测量的
四大光电系统。其操作指令、数据和设置参数通过键盘输入。以上各系统通过微处理机与I/O
接口接入总线联系起来。全站仪的核心部件是微处理机（CPU），它由寄存器系列、控制器
和运算器组成。微处理机的测量工作主要根据键盘指令启动仪器进行，执行测量过程中的数
据传输、显示、处理、储存和检核等工作，使整个光电测量工作进行地有条不紊。输入输出
设备是与外部设备连接的装置（接口），输入输出设备使全站仪能与磁卡和微机等设备交互
通讯、传输数据。

二、全站仪基本操作 

1、仪器的基本操作

（1）架设三角架。

使三角架腿等长，三脚架头位于测点上切近似平行，三脚架腿牢固地支撑与地面上。

（2）架设仪器。

将仪器放与三脚架架头上，一只手握紧仪器，另一只手旋紧中心螺旋。 

（3）测点调焦。

通过光学对中器目镜观测，旋转对中器的目镜至分划板十字丝看的最清楚，再旋转对中器调焦环至地面
测点看的最清楚。

调节腿长。

（4）使测点位于十字丝中心。

调节脚螺旋使测点位于光学对中器十字丝中心。

（5）使圆水准气泡居中。

缩短离气泡最近的三脚架腿，或着伸长离气泡最远的三脚架腿使气泡居中。 

（6）使找准部水准气泡居中。

松开水平制动扭转动找准部，使照准部水准器轴平行与任意两脚螺旋的连线，同时向里或向外旋转，使气
泡居中。这时气泡应该向顺时针的方向移动。

（7）旋转90°使气泡居中。

将照准部旋转90°，使照准部水准器轴垂直与步骤6中的两脚螺旋的连线，旋转另一脚螺旋使气泡居中。 

（8）再旋转90°检查气泡位置。

再将照准部旋转90°并检查气泡是否居中。

（9）检查气泡再任何方向上是否都位于同一位置。 

检查气泡在任何方向上是否都位于同一位置上，如果不应按上述步骤进行整平。 

（10）使仪器对准测点。

稍许松开中心螺旋，通过光学对中器目镜观测，同时小心的将仪器在三角架架头上滑动，致使测点位于十字
丝中心后旋紧中心螺旋。

（11）再次检查确认照准部水准气泡保持居中。

如果不居中重复第3部以后的操作。

2、全站仪的实际应用

2.1工程控制测量中的应用

2.1.1平面控制测量

在测区内根据测量工作需要，选择一系列控制点，在各控制点上建立地面标志和测量觇标，使各控制点
构成三角形、多边形、矩形、折线形等，使其形成平面控制网。其中主要以三边形为主要图形，用电磁
波测距仪观测全部边长的网称三边测量网；以三角形为主，用全站仪观测全部角度的网称三角测量网。

2.1.2高程控制测量

高程控制测量中在现在工程中采用水准仪较为广泛，主要是其应用方便，快捷和价格较便宜。这是全站
的主要缺点：携带不方便，附属构件较多以及价格比较昂贵。

2.2、全站仪应用基本功能2.2.1、水平角测量

 ①按角度测量键。使全站仪处于角度测量模式。照准第一个目标A设置A方向的水平度数为00000。
②照准第二个目标此时显示的水平度数既为两个方向间的水平度数。如需要应做好纪录。

 2.2.2距离测量

①设置棱镜常数，测量距离前须将棱镜常数输入仪器中，仪器会自动对所侧距离进行改正。
②设置大气改正值或气温、气压值。光在大气中的传播速度会随大气的温度和气压的变化而变化15°C和
760mmHG是仪器设置的一个标准值，此时的大气改正为0PPM，实测时可输入温度和气压值（也可直接
输入大气改正值）并对测量距结果进行改正。
③量仪器高、棱镜高并输入全站仪。
④距离测量照准目标棱镜中心按测距键，距离测量开始测距完成时显示斜距、平距和高差。全站仪的测距
模式有精测模式、跟踪模式、粗测模式三种。精测模式是最常用的测距模式测量时间约为2.5S，最小显示
单位1mm。

 2.2.3坐标测量

 ①设定测站点的三维坐标
②设定后视点的坐标或设定后视方向的水平度盘度数为其方位角。当设定后视点的坐标时全站仪会自动计
算后视方向的方位角并设定后视方向的水平度盘度数为其方位角。
③设置棱镜常数。
④设置大气改正值或气温，气压值。
⑤量仪器高、棱镜高并输入全站仪。
⑥照准目标冷静，按坐标测量键，全站仪开始测距并计算显示测点的三维坐标，纪录在全站仪中。
 

三、全站仪使用时的注意事项

1、 全站仪日常使用时的注意事项

(1)应该由转人对全站仪进行保管以及使用，对仪器在箱内放置的方式和位置一定要看准，在进行装卸时，
必须握住全站仪的提手,无论装入仪器箱还是将仪器从仪器箱取出，一定要托住底座和握住仪器提手，进
行提拿时千万不能握住显示单元的下部。当仪器用完毕，擦去表面的灰尘并盖上物镜罩，另外，全站仪
在运输时，为了防止冲撞和震动，一定要加入防震垫。

(2)要加强对全站仪内部电子元件的保护，在使用时不要将望远镜正对太阳。

(3)在旋转照准部时，不要急速转动, 应匀速旋转, 防止对全站仪造成损坏。

(4)在测量作业时，避免高温，若使用必须撑伞作业, 否则会使其使用寿命缩短。因此上，在进行高精度测
量时,都要给脚架和全站仪遮挡直射的阳光。

(5)当在尘土环境或潮湿环境中进行工作时,完成测量工作后，先用毛刷刷去镜头上的尘土, 然后将镜头用浸
有无水酒精的洁净的棉布擦拭。

(6)在使用时，全站仪有一个适应环境温度的缓变过程,因为任何温度的突变都会对使全站仪受潮或者全站仪
的测程缩短，因此应该注意，以提高测量精度。

(7)长时间不使用时，应定期通电, 每次通电时间约为1小时, 每季节大概1~3个月通电一次。

(8)在进行清除箱中的尘土时，应用使用浸有中性洗涤剂的清洁剂进行清洗，不要使用稀释剂或汽油。 

2、全站仪内内置软件的开发方法我们以TOPCON GTS一700为例研究时，对数据采集和测量必须通过其内
核测量函数进行控制对其内置应用程序的开发。其中最主要的内核函数主要有:

①控制测量函数 

int RequestSurveMode(int req)

②获取数据函数

int GetSurveData(char far *buf)

③停止测量函数

Void StopSurveData()

④水平角设置函数

intHsetRequest(char far*data) 

通过这些关键的内核函数，在结合勘测工作的实际经验和作业流程以及与测量规范下采用BOR.LANDC++语言
就可以在DOS环境下开发出既满足实际勘测需要又适合测规要求的内置的测量软件。最成功的范例比如：“全
站仪内置铁道标准测量软件”， 在按照《铁路测量规范》的要求下，既充分吸收了野外勘测实际工作之经验，
平差智能化、现场限差及使用方法和操作界面协调统一标准化，实现了野外测量数据全面数字化，同时也保证
了测量数据的准确性和可靠性。该软件具体可以分为中线测量、导线测量、断面测量、交点放样，数据格式以
及既有线测量的传输与转换等六大子系统。

 结语 

通过对以上的测量数据对比和经验总结，我们对全站仪测量技术的性能、精度和使用条件有了更进一步的了解，
全站仪在气候上和通视的要求高于GPS，但是在测量的精度上和应用范围要超过GPS很多。这对我们后续的许
多工程施工提供了很好的依据，我们可以针对不同的工程技术要求，制定不同的施测方案，在确保工程质量的
同时，最大限度降低生产成本，使单位的经济效益得到大幅提高。

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