【摘要】全站仪凭借着诸多优势在工程测量、施工方面有着广泛的应用，是一种常用的测量仪器。本文主要介绍全站仪基本原理、使用方法及在渠道工程测量中的应用。可见，全站仪可满足渠道工程测量的精度要求，值得在渠道工程测量中推广应用。
【关键词】全站仪；使用方法；渠道工程测量；注意事项
近年来，随着科学技术的持续发展，测绘技术也有了一定的进步，不仅减轻了测绘工作的强度，还提高了工作效率。传统的测量方式慢慢的被不断涌现的新仪器，新技术、新方法所取代。从过去的光学经纬仪、电子经纬仪、测距仪、到现在的全站仪，还有GPS技术。全站仪凭具有操作简单、快捷、定位精度高等优点，得到工程施工人员的普遍认可。所以在很多测量工程所采用的仪器大多是全站仪。
一、全站仪的介绍
1、全站仪基本原理
全站仪是全站型电子测速仪的简称，又被称为“电子全站仪”，是指由电子经纬仪、光电测距仪和电子记录器组成的，可实现自动测角，自动测距、自动计算和自动记录的一种多功能高效率的地面测量仪器。电子全站仪进行空间数据采集与更新，实现测绘的数字化。它的优势存在于数据处理的快速与准确性。
全站仪自身带有数据处理系统，可以快速而准确的对空间数据进行处理，计算出放样点的方位角与该点到测距点的距离，全站型电子速测仪简称全站仪。它是一种可以同时进行角度（水平角、竖直角）测量、距离（斜距、平距、高差）测量和数据处理，由机械、光学、电子元件组合而成的测量仪器。由于只需一次安置，仪器便可以完成测站上所有的测量工作，故被称为“全站仪”。
全站仪上半部分包含有测量的四大光电系统，即水平角测量系统、竖直角测量系统，水平补偿系统和测距系统。通过键盘可以输入操作指令、数据和设置参数。以上各系统通过I/O接口接入总线与微处理机联系起来。
微处理机（CPU）是全站仪的核心部件，主要有寄存器系列（缓冲寄存器、数据寄存器、指令寄存器）、运算器和控制器组成。微处理机的主要功能是根据键盘指令启动仪器进行测量工作，执行测量过程中的检核和数据传输、处理、显示、储存等工作，保证整个光电测量工作有条不紊地进行。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。
2、全站仪的基本操作与使用方法
（1）测量前的准备工作
1）电池的安装（注意：测量前电池需充足电）：
①把电池盒底部的导块插入装电池的导孔。②按电池盒的顶部直至听到“咔嚓”响声。③向下按解锁钮，取出电池。
2）仪器的安置。
①在实验场地上选择一点，作为测站，另外两点作为观测点。②将全站仪安置于点，对中、整平。③在两点分别安置棱镜。
3）竖直度盘和水平度盘指标的设置。
①竖直度盘指标设置。
松开竖直度盘制动钮，将望远镜纵转一周（望远镜处于盘左，当物镜穿过水平面时），竖直度盘指标即已设置。随即听见一声鸣响，并显示出竖直角。
②水平度盘指标设置。
松开水平制动螺旋，旋转照准部360，水平度盘指标即自动设置。随即一声鸣响，同时显示水平角。至此，竖直度盘和水平度盘指标已设置完毕。注意：每当打开仪器电源时，必须重新设置和的指标。
4）调焦与照准目标。
操作步骤与一般经纬仪相同，注意消除视差。
（2）角度测量
1）首先从显示屏上确定是否处于角度测量模式，如果不是，则按操作转换为距离模式。
2）盘左瞄准左目标A，按置零键，使水平度盘读数显示为0°00′00〃，顺时针旋转照准部，瞄准右目标B，读取显示读数。3）同样方法可以进行盘右观测。
4）如果测竖直角，可在读取水平度盘的同时读取竖盘的显示读数。
（3）距离测量
1）设置棱镜常数
测距前须将棱镜常数输入仪器中，仪器会自动对所测距离进行改正。
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而变化，15℃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，全站仪会自动计算大气改正值（也可直接输入大气改正值），并对测距结果进行改正。
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、高差。HD为水平距离，VD为倾斜距离。
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2.5S，最小显示单位1mm；跟踪模式，常用于跟踪移动目标或放样时连续测距，最小显示一般为1cm，每次测距时间约0.3S；粗测模式，测量时间约0.7S，最小显示单位1cm或1mm。在距离测量或坐标测量时，可按测距模式（MODE）键选择不同的测距模式。
应注意，有些型号的全站仪在距离测量时不能设定仪器高和棱镜高，显示的高差值是全站仪横轴中心与棱镜中心的高差。
（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读数为其方位角。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读数为其方位角。
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）照准目标棱镜，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。
二、全站仪在渠道工程测量中应用
1、渠道工程测量的精度要求
渠道工程测量的主要内容包括渠道选线、渠道中线测量、渠道纵横断面测量、渠道纵横断面图的绘制、土方工程计算和渠道施工放样等。其中，渠道纵断面测量的目的是测定各里程桩的地面高程，绘制出渠道纵向断面图，是为设计渠道纵向坡度之用。横断面测量的目的是测量垂直于渠道纵向方向的各地形变化点的高程及至中心桩的平距。绘制渠道横断面图，是为了设计横断面和进行渠道土方工程的计算之用。
2、全站仪测量渠道里程桩高程的计算方法
在渠道设计测量中，渠道工程测量的主要任务是用仪器测定渠道中心线桩（里程桩）的高程和垂直于渠道中心线方向各里程桩横断面上特征点对于里程桩的平距和高距。在用全站仪进行渠道中心桩（里程桩）高程的测量中往往采用单向半测回观测，全站仪安置在已知高程点（导线点）上，测定各渠道里程桩的地面高程和平面位置及横断面上特征点的平面位置和高程。
用全站仪测量渠道中心桩（里程桩）高程，实际上是采用三角高程测量的原理和方法。也就是说用全站仪测定两点间的倾斜距离和竖直角，利用平面三角计算公式计算两点间的高差，推求待定点的高程的一种方法。在地形起伏较大的山区渠道工程测量中，采用全站仪三角高程测量方法测定里程桩的平面位置和高程，以及横断面地形变化点的平面位置和高程，既能保证一定的精度，又能迅速完成测量任务。
全站仪安置在一个控制点（测站点）上，整平对中，另一个控制点（后视点）立棱镜，测量点的高程，并考虑球差和气差的影响。球差就是地球曲率引起的高程误差，气差就是大气折光引起的视线成弧线的差异。球差和气差改正数称为两差改正数，也称球气差改正数。
三、结语
全站仪是近年普遍使用的一种新型的测量仪器，它同时具备了光学经纬仪和电子测距仪的功能，能够方便、快捷地进行高精度测距仪的测量工作。而水利工程测量则是一项专业性很强，带有普遍性的工作。随着技术的进步、仪器工具的更新和改进，促使工程测量工作越来越简化，精度也越来越高。而合理科学的运用全站仪进行测量，仍需我们进一步的积累经验和继续探讨。
【关键词】全站仪；使用方法；渠道工程测量；注意事项
近年来，随着科学技术的持续发展，测绘技术也有了一定的进步，不仅减轻了测绘工作的强度，还提高了工作效率。传统的测量方式慢慢的被不断涌现的新仪器，新技术、新方法所取代。从过去的光学经纬仪、电子经纬仪、测距仪、到现在的全站仪，还有GPS技术。全站仪凭具有操作简单、快捷、定位精度高等优点，得到工程施工人员的普遍认可。所以在很多测量工程所采用的仪器大多是全站仪。
一、全站仪的介绍
1、全站仪基本原理
全站仪是全站型电子测速仪的简称，又被称为“电子全站仪”，是指由电子经纬仪、光电测距仪和电子记录器组成的，可实现自动测角，自动测距、自动计算和自动记录的一种多功能高效率的地面测量仪器。电子全站仪进行空间数据采集与更新，实现测绘的数字化。它的优势存在于数据处理的快速与准确性。
全站仪自身带有数据处理系统，可以快速而准确的对空间数据进行处理，计算出放样点的方位角与该点到测距点的距离，全站型电子速测仪简称全站仪。它是一种可以同时进行角度（水平角、竖直角）测量、距离（斜距、平距、高差）测量和数据处理，由机械、光学、电子元件组合而成的测量仪器。由于只需一次安置，仪器便可以完成测站上所有的测量工作，故被称为“全站仪”。
全站仪上半部分包含有测量的四大光电系统，即水平角测量系统、竖直角测量系统，水平补偿系统和测距系统。通过键盘可以输入操作指令、数据和设置参数。以上各系统通过I/O接口接入总线与微处理机联系起来。
微处理机（CPU）是全站仪的核心部件，主要有寄存器系列（缓冲寄存器、数据寄存器、指令寄存器）、运算器和控制器组成。微处理机的主要功能是根据键盘指令启动仪器进行测量工作，执行测量过程中的检核和数据传输、处理、显示、储存等工作，保证整个光电测量工作有条不紊地进行。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。
2、全站仪的基本操作与使用方法
（1）测量前的准备工作
1）电池的安装（注意：测量前电池需充足电）：
①把电池盒底部的导块插入装电池的导孔。②按电池盒的顶部直至听到“咔嚓”响声。③向下按解锁钮，取出电池。
2）仪器的安置。
①在实验场地上选择一点，作为测站，另外两点作为观测点。②将全站仪安置于点，对中、整平。③在两点分别安置棱镜。
3）竖直度盘和水平度盘指标的设置。
①竖直度盘指标设置。
松开竖直度盘制动钮，将望远镜纵转一周（望远镜处于盘左，当物镜穿过水平面时），竖直度盘指标即已设置。随即听见一声鸣响，并显示出竖直角。
②水平度盘指标设置。
松开水平制动螺旋，旋转照准部360，水平度盘指标即自动设置。随即一声鸣响，同时显示水平角。至此，竖直度盘和水平度盘指标已设置完毕。注意：每当打开仪器电源时，必须重新设置和的指标。
4）调焦与照准目标。
操作步骤与一般经纬仪相同，注意消除视差。
（2）角度测量
1）首先从显示屏上确定是否处于角度测量模式，如果不是，则按操作转换为距离模式。
2）盘左瞄准左目标A，按置零键，使水平度盘读数显示为0°00′00〃，顺时针旋转照准部，瞄准右目标B，读取显示读数。3）同样方法可以进行盘右观测。
4）如果测竖直角，可在读取水平度盘的同时读取竖盘的显示读数。
（3）距离测量
1）设置棱镜常数
测距前须将棱镜常数输入仪器中，仪器会自动对所测距离进行改正。
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而变化，15℃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，全站仪会自动计算大气改正值（也可直接输入大气改正值），并对测距结果进行改正。
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、高差。HD为水平距离，VD为倾斜距离。
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2.5S，最小显示单位1mm；跟踪模式，常用于跟踪移动目标或放样时连续测距，最小显示一般为1cm，每次测距时间约0.3S；粗测模式，测量时间约0.7S，最小显示单位1cm或1mm。在距离测量或坐标测量时，可按测距模式（MODE）键选择不同的测距模式。
应注意，有些型号的全站仪在距离测量时不能设定仪器高和棱镜高，显示的高差值是全站仪横轴中心与棱镜中心的高差。
（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读数为其方位角。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读数为其方位角。
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）照准目标棱镜，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。
二、全站仪在渠道工程测量中应用
1、渠道工程测量的精度要求
渠道工程测量的主要内容包括渠道选线、渠道中线测量、渠道纵横断面测量、渠道纵横断面图的绘制、土方工程计算和渠道施工放样等。其中，渠道纵断面测量的目的是测定各里程桩的地面高程，绘制出渠道纵向断面图，是为设计渠道纵向坡度之用。横断面测量的目的是测量垂直于渠道纵向方向的各地形变化点的高程及至中心桩的平距。绘制渠道横断面图，是为了设计横断面和进行渠道土方工程的计算之用。
2、全站仪测量渠道里程桩高程的计算方法
在渠道设计测量中，渠道工程测量的主要任务是用仪器测定渠道中心线桩（里程桩）的高程和垂直于渠道中心线方向各里程桩横断面上特征点对于里程桩的平距和高距。在用全站仪进行渠道中心桩（里程桩）高程的测量中往往采用单向半测回观测，全站仪安置在已知高程点（导线点）上，测定各渠道里程桩的地面高程和平面位置及横断面上特征点的平面位置和高程。
用全站仪测量渠道中心桩（里程桩）高程，实际上是采用三角高程测量的原理和方法。也就是说用全站仪测定两点间的倾斜距离和竖直角，利用平面三角计算公式计算两点间的高差，推求待定点的高程的一种方法。在地形起伏较大的山区渠道工程测量中，采用全站仪三角高程测量方法测定里程桩的平面位置和高程，以及横断面地形变化点的平面位置和高程，既能保证一定的精度，又能迅速完成测量任务。
全站仪安置在一个控制点（测站点）上，整平对中，另一个控制点（后视点）立棱镜，测量点的高程，并考虑球差和气差的影响。球差就是地球曲率引起的高程误差，气差就是大气折光引起的视线成弧线的差异。球差和气差改正数称为两差改正数，也称球气差改正数。
三、结语
全站仪是近年普遍使用的一种新型的测量仪器，它同时具备了光学经纬仪和电子测距仪的功能，能够方便、快捷地进行高精度测距仪的测量工作。而水利工程测量则是一项专业性很强，带有普遍性的工作。随着技术的进步、仪器工具的更新和改进，促使工程测量工作越来越简化，精度也越来越高。而合理科学的运用全站仪进行测量，仍需我们进一步的积累经验和继续探讨。
