摘要：全站儀是一種新型的數字化測量儀器，本文電子技術論文論述了全站儀的功能和所具有的各種技術優勢，介紹了全站儀在數字化管道測量的具體應用及測量方法。
　　關鍵詞：全站儀；數字化管道；測量
　　1、論文引言
　　隨著全站儀技術的快速發展,伴隨著國家重點工程川氣東送數字化管道的建設，我公司利用全站儀對數字化管道施工測量和各種基礎數據采集中發揮重要的作用，得到了成功的應用。
　　2、全站儀測量的特點和技術優勢
　　全站儀即全站型電子速測儀，是一種集光、機、電為一體的高技術測量儀器，在站點安置一次儀器就可完成該測站上全部測量工作。在實際應用時，只要將各種固定參數預先置人儀器，然后照準目標上的反射鏡，啟動儀器，就可以獲得水平角、水平距或目標的X、Y、Z坐標值，而且這些觀測值已經過多項改正，并顯示在儀器的顯示屏上。目前工程中所使用的全站儀基本都具備以下主要特點：（l）采用同軸雙速制、微動機構，使照準更加快捷、準確。（2）控制面板具有人機對話功能，控制面板由鍵盤和顯示屏組成。（3）設有雙向傾斜補償器，可以自動對水平和豎直方向進行修正，以消除豎軸傾斜誤差的影響。（4）機內設有測量應用軟件，可以方便地進行三維坐標測量、導線測量、對邊測量、懸高測量、偏心測量、后方交會、放樣測量等工作，具有現代測量工作所需的所有功能。
　　3、全站儀在數字化管道測量中的應用
　　3.1線路的主點測設。管道經設計規范后，其起點、轉折點、里程點及終點（統稱為線路主點）的設計位置均已標注在平面圖上。定線的任務就是按給定的設計位置，將這些主點測設于實地，并用木樁進行標定，來指導管線施工，是數字化管道施工的重要步驟，其定線方法利用全站儀的坐標放樣程序。全站儀坐標放樣法，就是根據放樣點的坐標定出點位的一種方法。儀器安置在測站點上，使儀器置于放樣模式，然后輸入測站點、后視點和放樣點的坐標，一人持反光棱鏡立在放樣點附近，用望遠鏡照準棱鏡，按坐標放樣功能鍵，全站儀顯示出棱鏡位置與放樣點的坐標差。根據坐標差值，移動棱鏡位置，直到坐標差值等于零時，此時，棱鏡位置即為放樣點的點位。
　　3.2利用全站儀建立施工測量控制網。由于數字化管道采集坐標多，精度高，而長輸管線長，穿越障礙物也多，因此測設前，需在原有的設計控制點基礎上順管道方向布設導線（加密控制點），長輸管線導線測量主要采用附合導線，即導線從一已知高級控制點出發，經過若干導線點測量，最后附合另一已知高級控制點，此種布設形式，且有檢核觀測成果的作用。導線點（控制點）選點應選在交通方便、地勢較平坦、視野開闊處，并盡量靠近管道中線，為管道施測服務。導線點測量主要采用全站儀的極坐標法和后方交會法。
　　3.3數字化道道中三維坐標采集。現場施工數據采集：現場施工數據一般是由施工單位在施工過程中產生的，隨著施工進度采用全站儀采集，然后匯總整理后提交開發單位進行數據分析、處理、轉換后加載到數字管道數據庫供數字管道應用系統使用。它主要包括管道中心線上的轉角點、焊縫、各類標樁、閥門及各種管件等的XY坐標和高程Z值及沿管線測量的里程值及站場、閥室中心的坐標和站場四周的定位坐標，公路、鐵路、河流、山脈等的穿跨越和與外部公用工程管線、供電和通信線纜等地下障礙物的交叉位置的三維坐標，以上所述的三維坐標都過通過全站儀自帶的數據采集程序或放樣程序中的極坐標法現場采集，通過全站儀的傳輸功能把數據輸入電腦進行整理，也可把數據在CAD軟件中自動展圖檢查數據的正確性。
　　3.3.1數字化管道三維坐標采集的前期準備，對儀器檢核和測站設置與檢核。
　　3.3.2施測方法。全站儀另一常用方法數據采集程序，首先選擇或新建一個文件，進行數據采集設置，然后測站點和后視點，最后對編碼/標識符進行設置。
　　為了使計算機能夠識別所采集的數據，以便對其進行處理、加工，就必須對儀器實測的每一個碎部點賦一個確定的地形信息編碼，是數字化測量中必不可少的步驟。編碼/標識符可在運行數據采集模式期間輸入，也可利用編碼表輸入。設置編碼/標識符的原則為：規范性，即圖示分類應符合國家標準、測圖規范。簡易實用性，尊重傳統方法，容易為野外作業人員和內業人員理解、接受和記憶，并能正確、方便地使用。惟一性，便于計算機處理，且具有惟一性。
　　3.3.3采集坐標和數據傳輸、整理。完成上述步驟后，儀器描準待采集點，輸入鏡高，在難測數據被采集的時候，觀測點的坐標即可被自動計算并存儲，一個測站點的所有被采集點觀測完之后，要找一個已知點重測進行檢查，無誤后方可搬站進行下一站測量。
　　3.4不通視點測量常用方法介紹
　　測量人員根據地形情況和施測經驗再結合全站儀的各種功能，完成測繪工作，其常用方法有自由設站的方法。
　　如圖所示，A、B為已知控制點，Pi(i=1,2,⋯n)為施工放樣的點。在正常情況下，在A點架設儀器，以B為后視點進行定向，然后將待定點理論坐標數據輸入全站儀，全站儀將自動計算出AP的方位角和A、P點間的距離D，根據提示可以很方便的定出P點的位置，但是現在AB視線被一建筑物遮擋，使得A、B不能通視。
　　此時，為了放樣出待定點的位置，可以采取自由設站的方法解決待定點P的定位問題。根據控制點坐標和待定點的設計數據，計算并分析方向線AP、AB的關系，根據它們的相對關系在控制點A、B之間選出一個點O，如圖2所示，使之與A、B兩點都通視。利用全站儀測距精度高、測量速度快的特點，按測距后方交會分別測出OA和OB的水平距離，從而利用已知點確定點O的坐標。
　　假設三角形AOB的三條邊長分別為a、b、c，三個內角分別為α、β、γ，則由余弦定理：
　　求出α值，根據O與AB的關系(本文假設O在AB右側)，計算AO的方位角：
　　那么就可以求出O的平面坐標：
　　此時繼續將儀器架設在O點不動，對中整平后，以A為后視定向點，分別將O、A坐標數據輸入全站儀，完成測站設置工作，將待定點的理論數據輸入全站儀，就可以進行放樣。
　　此方法常用于管線不通視的中線樁加密及穿跨越測量。
　　4論文結語
　　全站儀作業最常用的測量儀器之一，它的發展改變著我們的測量作業方式，極大地提高了生產效率。雖然GPS持術在大地測量領域已廣泛應用，但在測繪領域中全站儀依然發揮著極其重要的作用，隨道全站儀正朝著全自動、多功能、開放性、智能性、標準化方向發展，把其性能用于數字化管道管理中，在完善管道設計、對管道施工和各種數據采據等方面起到了巨大的推動作用，提高了管道設計、施工和管理維護的作業效率和工作質量，為管道的數字化建設和管理起到了積極的推動作用。