全站仪悬高测量的方法

科技创新导报2018 NO.08Science and Technology Innovation Herald工程技术

科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald57DOI：10.16660/ki.1674-098X.2018.08.057特殊悬高的一种测量方法①付新启1,2(1.河北工程大学矿测学院 河北邯郸 056038;2.河北天地资环勘测规划设计有限公司 河北邯郸 056002)摘 要：本文讨论特殊悬高的测量方法。针对悬高目标点正下方无法安置棱镜这种特殊情况下的悬高测量，分析了已有测量方法存在的悬高目标点可能无法重复准确定位的实际问题，给出了一种解决这种特殊悬高的新的测量方法，并对此方法进行了误差分析。结果表明，新方法可以多次准确地瞄准悬高目标点，实际操作性强，且测量结果精度较高，弥补了已有方法的不足，更具合理性，对特殊情况下的悬高测量问题具有实际意义。关键词：特殊悬高 高程 间接测量 误差分析中图分类号：P224.2 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2018)03(b)-0057-02

①作者简介：付新启(1957,9—),男，汉族,河南林洲人，博士,副教授，主要从事工程测量教学和研究工作。悬高是指悬空物体或建筑物上某点（称为悬高目标点，下同）到其正下方地面的高差。当悬空物体的正下方可设置反光镜且悬高目标点在地面的投影点容易确定时，用全站仪可方便地进行悬高测量（全站仪都具备此功能，其测量原理不再重述）。许多作者对各种形式的悬高测量曾进行讨论[1-3]。但悬空物体的正下方有时无法到达（如水面）或悬高目标点在地面的投影点无法确定时，悬高测量就应采取特殊方法，称之为特殊悬高。文献[4]曾给出这种特殊悬高测量方法。该方法的基本思路如图1所示，P是要测量的悬高目标，在地面点A、B安置仪器，测量水平角β、φ以及水平距离S，可计算水平距离D。再按三角高程测量方法测量竖直角α、量取B点的仪器高I，就可求得P点的高程。再根据实际情况，测出悬高目标点P正下方地面（如水面）或悬高目标投影点P0的高程，就得到悬高值。毫无疑问，上述特殊悬高测量方法具有一定的实际意义,但也存在不足：为测量水平角β、φ，需要在A、B分别瞄准同一目标P。而有些情况（如悬高物体为输电线）下，P点不会有任何标志。这时，要在A、B分别准确瞄准无任何标志的同一点P，是不容易做到的、甚至是不可能的。这样，由于A、B两点瞄准P点的误差，使得距离D产生误差。如图2所示，为叙述方便，设△ABP为等腰三角形，A、B两点瞄准P点的偏差为δ，由此产生的距离D的误差为:δSDD∆ (1)可见，距离D的误差与比值D/S和δ成正比。因此，用这种方法进行悬高测量，应使D/S尽可能地小，当D/S、δ较大(有时δ可能会很大)时，距离D的测量精度难以保证。本文对该法存在的不足给出了解决方案，提出了一种便于实际操作的特殊悬高测量新方法。1 特殊悬高测量方法的改进如图3所示，P为待测悬高的目标点，在能与P通视的开阔方向上选择A点，安置仪器并瞄准P点，在AP方向上选择B点。这样，利用A、B两点就可重复确定P点位置。测定A、B之间的水平距离S和高差hAB，并分别在A、B测量竖直角αA、αB，量取仪器高IA、IB。于是P点高程为:ISDHIDHH−ααtan)(tanAPBBBAA （2）式中HA、HB、HP分别为A、B、P的高程。整理上式，可得: IhSDααδαtantantan−−−BABABAB (3）式中δIAB=IB-IA。按(3)式求出D，并假设HA=0，则:P A B D S P0 A0 α β φ 图1 特殊悬高测量方法示意图2 特殊悬高测量误差分析示意A B S D φ β δ P ΔD A B S D φ β δ P ΔD

NTS-352型全站仪的使用

一、全站仪的常用功能

1.角度测量

2.距离测量

3.标准测量

4.对边测量

5.悬高测量

6.点放样

7.距离放样

8.面积测量

二、全站仪的安置

操作参考：仪器的整平与对中

1、安置三脚架：首先，将三脚架打开，伸到适当高度，拧紧三个固定螺旋。

2、将仪器安置到三脚架上：将仪器小心地安置到三脚架上，松开中心连接螺旋，在架头上轻移仪器，直到锤球对准测站点标志中心，然后轻轻拧紧连接螺旋。

3、利用圆水准器粗平仪器

①旋转两个脚螺旋A、B，使圆水准器气泡移到与上述两个脚螺旋中心连线相垂直的一条直线上。

②旋转脚螺旋C，使圆水准器气泡居中。

4、利用长水准器精平仪器

①松开水平制动螺旋、转动仪器使管水准器平行于某一对脚螺旋A、B的连线。再旋转脚螺旋A、B，使管水准器气泡居中。

②将仪器绕竖轴旋转90º（100g），再旋转另一个脚螺旋C，使管水准器气泡居中。

③再次旋转90º，重复①②，直至四个位置上气泡居中为止。

5、利用光学对中器对中

根据观测者的视力调节光学对中器望远镜的目镜。松开中心连接螺旋、轻移仪器，将光学对中器的中心标志对准测站点，然后拧紧连接螺旋。在轻移仪器时不要让仪器在架头上有转动，以尽可能减少气泡的偏移。

6、最后精平仪器

按第4步精确整平仪器，直到仪器旋转到任何位置时，管水准气泡始终居中为止，然后拧紧连接螺旋。

三、角度测量

1.水平角右角和垂直角的测量

确认处于角度测量模式，按下列操作步骤进行： 2.水平角的设置

1）通过锁定角度值进行设置

确认处于角度测量模式。

操作过程 操作 显示

①用水平微动螺旋转到所需的水平角； 显示角度 V： 122°09′30″

HR： 90°09′30″

置零 锁定 置盘 P1↓

②按F2（锁定）键； F2 水平角锁定

HR:¨ 90°09′30″ 操作过程 操作 显示

①照准第一个目标A： 照准A V ： 82°09′30″

三鼎STS-722全站仪操作规程

1、打开下激光方法：本系列全站仪为开机自动打开下激光，如果整 平对中过程完成，请进入“☆”键，进入“补偿”功能，点“退出” 即可，要再次打开下激光，重新进入“补偿”功能即可。

2、功能按键介绍： IM —— 字母/数字切换 ESC —— 退出键 MENU —— 菜单键 ENT —— 确定键 BS —— 删除键，删除光标前的字符 PAGE —— 翻页键，凡是屏幕右上角有“1/2” 或“ 1/3”，表示 有几页内容可查看 ☆ —— 常用设置键，包括新建作业、EDM( 设置棱镜、无棱镜 目标类型、修改棱镜常数)、补偿功能、指向功能

3、快捷键介绍：

除了数字“6”，其余每一个数字代表一种快捷功 能，在“基本测量”界面下使用快捷功能有效。

“-” ：直接进入放样界面；

“.” ：直接测距或测坐标功能；

“0” ：水平角置零或设角；

“1” ：进入后方交会功能；

“2” ：进入悬高测量功能；

“3” ：进入对边测量功能；

“4” ：进入面积测量功能；

“5” ：进入道路设计和放样；

“7” ：进入快速设站功能；

“8” ：进入快速定向后视功能；

“9” ：进入快速坐标采点功能。

4、设置作业、测站、后视操作步骤：

（1）设置作业：先进入“☆”键，新建“作业”，（按 F4）,输入 作业名称，如“20140101”，点“确定”（按 F4），作业设置成功。

（2）在“基本测量”界面，（按“7”），进入“测站”， 输入点 名、仪器高、测站坐标

NO、E0、ZO，点“保存”（按 F4），测站成功。

（3）在“基本测量”界面，（按“8”），进入“定向”，选择“坐 标定向”（按 F2）, 输入点名、棱镜高、后视坐标 NBS、EBS、ZBS， 点“保存”（按 F4），出现“照准后视点”提示，此时瞄准后视点， 如需复测后视坐标，点“检查”（按 F1）,查看结果判断是否正确。 如果不需复测，点“确定”（按 F4），后视定向成功。

4．1仪器部件名称

水平制动微动手轮

电池

提柄固定螺丝

脚螺旋

键盘

光学对点器

物镜

粗瞄准器

提柄

三角基座制动控制杆

基座

底板

垂直制动微动手轮

数据通讯插口

望远镜调焦环

显示窗

长水准器

望远镜目镜

7．架设仪器

注意：整平仪器前应先装上电池，因为装上电池后仪器会发生微小的倾斜。

（1） 将三脚架打开,伸长到适当高度，拧紧三个固定螺丝。

（2） 将仪器安装在三脚架上，然后拧紧连接螺丝。

（3） 利用圆水准器粗略整平仪器

①旋转两个脚螺旋A、B,使圆水准器气泡移到与上述两个脚螺旋连线垂直的水泡中心线上。

②旋转脚螺旋C，使圆水准器气泡居中 。

（4） 利用长水准器精确整平仪器：

①松开水平制动螺旋，水平旋转仪器使长水准器平行于某一对脚螺旋的连线AB，旋转A、B两个脚螺旋使长水准器气泡居中。

②将仪器绕竖轴旋转90°(100g)，旋转第三个脚螺旋C,使长水准器管气泡居中，再次旋转90°(100g)，重复①、②步骤，直至四个位置处的长水准器管气泡始终居中为止。

（5） 利用光学对点器对中：

调节光学对点器的目镜，看清对点器分划板。松开三角架上的中心手把，轻移仪器，使光学对点器的中心标志对准测站点。

注意：尽量平移仪器，不要让仪器在架头上有转动，以尽量减少气泡的偏移。

（6） 最后精确整平仪器

按第（4）步精确整平仪器，直到仪器旋转到任何位置时，长水准器气泡始终居中为止，最后拧紧中心手把。

8．调焦与照准

注意：

● 照准时如有强烈阳光直接进入物镜可能会造成仪器功能失灵，此时应使用物镜遮光罩。

● 当改变盘位观测时，用十字丝同一位置照准目标。

（1） 目镜调焦：用望远镜观察一明亮无地物的背景。将目镜顺时针旋到底，再逆时针慢慢旋转至十字丝成像最清晰（目镜调焦不需要经常进行）。

（2） 照准目标：松开垂直和水平制动手轮，用粗瞄准器照准目标使其进入视场后固紧两制动手轮。