全站仪在铁路测量中的应用研究普志麟

全站仪在铁路测量中的应用研究普志麟

普志麟

北京安通伟业铁路工务技术有限公司100055

摘要：传统的铁路测量方法是使用水准仪来完成基平和中平测量等各项工作，往往需要耗费大量的人力物力和时间才能完成，工作效率比较低。随着科学技术的不断进步，目前全站仪在国内铁路测量工作中的重要性是日渐突出。本文主要介绍了全站仪的工作原理及其工作特点，并着重分析了其在铁路测量当中的具体应用情况。

关键词：全站仪；铁路测量；应用研究

1.引言

全站仪是一种同时结合了电子经纬仪、微型电脑以及电磁波测距仪于一体的可以实现对地面三维坐标直接测定并对信息进行自动储存和传输的电子仪器，具有操作简单，测量精准度高等优势，它与GPS等先进技术一起成为了当前铁路测量工作当中的重要工具，为推动我国铁路勘测技术的发展，实现铁路勘测设计的自动化发挥了重要作用。

2.全站仪的工作方式与优势

2.1全站仪的工作方式简述

全站仪是一种结合了电子经纬仪、微型电脑以及电磁波测距仪于一体的可以实现对地面三维坐标直接测定的电子仪器，其工作原理是在测量的时候通过测距仪来测量距离，经纬仪来测量角度，在此基础上结合了电子计算机的自动处理系统从而获取精确可靠的测量数据。为此，我们可以将全站仪分成三个部分：首先，采集测点数据，通常都是测量待测点的三维坐标，常运用于地形测量。其次，工程放样，要求严格根据设计方案要求来进行。第三，全站仪有着非常强大的记忆功能，可以同时记录和储存成千上万个测点的坐标数据并利用计算机来实现数据的传输。

2.2设置全站仪的测量模式

为确保测量结果的可靠性和精确性，在使用全站仪进行测量工作之前我们必须对其进行相应的设置。全站仪本身就具备精测模式、跟踪测量模式以及粗测模式这三种距离测量模式，测量的时候工作人员应结合工程所要求达到的精度范围来进行测量模式的选择，并按照所选择的模式严格根据限差来进行测量。

2.3全站仪的优势

和过去传统的各种测量方法相比，全站仪有以下几大优势：首先，操作简单，程序简化，不需要记录和计算就能直接获取到地面点的三维坐标，且逐渐实现了自动化测量。其次，工作效率高，通常只需要配备5个外业人员左右就能完成测量。第三，测量的精准度和可靠性比较高。

3.全站仪在铁路测量中的实际应用

3.1工作流程

1）使用全站仪进行铁路测量之前需要做好相关的准备工作，准备内容如下：按照工程的设计图纸，结合工程的实际情况来制定科学合理的测量方案；确定测量工作人员并准备好相关的测量工具、放线用品和测量记录用品工具。

2）接下来是要安装全站仪，具体流程是把全站仪安置到已知点，将箱子轻轻的放下，注意带挂环的一面要朝下，把锁扣打开并将箱子里的仪器取出来。安装的时候要注意三角架中心一定要和测站点对准，三角架一面应大概整平好，把联接螺丝的护帽给取掉并放到箱子里，将全站仪拿出来并安设在三角架上面，在握住仪器的同时将联接的螺丝松开，慢慢的移动仪器使其锤球和测站点中心对准之后再把螺丝拧紧。

3）精平仪器。使用圆水准器粗平仪器，管水准器精平仪器并完成光学对中器对中。把对中器目镜调节好，确保中器的中心标志和测站是对准的，在这个过程当中注意仪器移动的时候不能让仪器在架头上有转动，以免气泡偏移。精平仪器的时候要确保仪器不管旋转到哪一个位置其管水准器气泡都始终是居中的则可。

4）把全站仪对准既有线路的中心方向并置零。

5）在全站仪中输入下一点的距离和方向角。

6）拨移角度到设计角度，如果是在既有线路的中心方向则需要倒镜就可以了。

7）将棱镜移动到设计的点，并进行测距、打桩工作，把棱镜放到桩顶上进行整平和测距，找到设计点之后进行打钉。

3.2全站仪的测量方法

3.2.1单向观测法

大大气折光系数主要是受大气环境的影响，因此我们可以通过差传播定律来对大气折光系数影响误差等进行计算，从而获得高差中的误差。在分析误差数据的基础上我们可以了解到，单向观测法的测量误差会随着竖直角和测线平距的加大而扩大。当结果显示测线平距数值交正常值大的时候，为避免大气折光系数发生改变而干扰了三角高程单向观测法的高差精度并影响了最终测量值的精准度，测量工作的开展应尽量不要在光线条件好或者白天的时候进行。

3.2.2对向观测法

全站仪三角高程对向观测法的测量误差会随着竖直角以及测线平距的加大而加大，但如果我们能够确保对象目标是在同一高度下则可不比考虑其他因素。测量时若想要将测量精度控制在正常范围内，则利用测角及侧边的测回数增加的方式来实现，在夜晚气象条件比较好或是阴天的时候开展测量活动也能够有效降低大气折光系数的影响，确保三角高程对象观测法的精度不会受干扰。

3.2.3挠度观测法

测角值会对挠度误差造成影响，一般情况下，测距边长和竖直角的增大都会扩大挠度中误差，继而影响最终的测量结果。

使用全站仪进行测量的四种测量方法当中，若中间观测法在变镜高的条件下则对向观测法是其中测量精度最高的一种，单向观测法则是测量精度最低的方法，使用中间战法的时候精度在中间位置。

由此可见，在测量过程中全站仪会受到大气环境以及地形等因素的影响，因此若是在地形困难、障碍物比较多的区域，单纯的采用全站仪测量势必会存在通视不佳的情况，多转点还会累积误差，这个时候我们就可以考虑全站仪与其他先进技术的联合作业方法。

4.结束语

综上所述，将全站仪应用到铁路测量当中具有操作简单、工作效率高等优势，测量过程中为确保测量结果符合设计方案要求还需要工作人员对其测量模式进行设置，并结合施工图纸和实际的勘测地形、环境等因素来选择相应的测量方法。若有必要还应该将全站仪和GPS等技术一起综合运用，才能真正确保铁路测量工作的精确性和可靠性。

参考文献：

[1]冯春平.三角高程测量在新建铁路工程测量中的研究与应用[J].海峡科技与产业.2017（02）

[2]王欣，余志奇.现代铁路工程自动化测绘技术发展研究[J].中国高新区.2017（12）