全站仪专项功能应用小技巧——以“农村房地一体”测量为例

全站仪专项功能应用小技巧——以“农村房地一体”测量为例

武攀  刘清

 陕西华地勘察设计咨询有限公司  陕西省西安市  710020

全站仪是集测距、测角及微处理于一体的电子测绘仪器，可直接测得测点的三维坐标，具有外业观测速度快、内业计算简便等优点。随着科学技术的发展，全站仪已相当普及而且不断向智能化方向发展。为了使全站仪在实际生产中发挥更大的效益，就要充分利用其提供的一些特殊功能，本文主要介绍全站仪自由设站功能在农村房地一体测量中的应用。

一、全站仪自由设站专项功能测量原理

目前房地一体测量普遍使用CORS站技术的网络RTK布设图根控制点，在图根控制点上架设全站仪。对中整平后选择另一个控制点进行定向，然后开始界址点测量。但在农村房屋分布杂乱无章，大树密集的情形下，部分点位无法直接测量，架设一次仪器只能测量几个界址点，网络RTK信号较差重新布设控制点又比较困难，这时再用传统的全站仪测量方法就有些困难了。此时，我们利用全站仪自由设站测量，无需将全站仪架设在已知点上，设站过程中选择能够与任意两控制点通视的位置架设仪器，不需要对中，只需整平全站仪，并且观测两个以上已知控制点，通过测站改正完成坐标转换，从而达到测量目的。

全站仪自由设站法又称为全站仪边角后方交会。它的原理是在待定点安置全站仪，测出待定点到已知控制点之间的距离和角度，根据方向观测值和边长观测值建立方向误差方程式与边长误差方程式，然后按最小二乘原理计算待定点的坐标。自由设站的点位精度有两个方面的影响因素：一是交会角度的变化对设站点精度的影响，交会角在60～120°之间时精度较好；二是控制点数目对设站点精度的影响。增加已知控制点数目，设站点的点位精度会相应提高。且已知控制点分布在待定点异侧时比在同侧的精度要高。但在控制点数量增加到5个以上时精度提高的幅度就会减小。在实际的工作中，不但要考虑精度是否达标，还要顾及时间和成本，因此在实际测量中一般选择3-5个控制点是比较合适的。

综上所述，利用全站仪自由设站方法测量宗地界址点是行之有效的方法，可以减少不必要的控制网加密工作并使测站点选择更加方便灵活。

二、全站仪自由设站专项功能测量方法

如图2所示，Y1、Y3为两个互不通视的已知控制点，P点为设站点，1、2为待测点。首先在能同时与Y1、Y3两个控制点通视的任意位置选择测站点P，将全站仪整平，输入任意测站点坐标，进入碎步测量，观测Y1、Y3点，如果有更多可通视的控制点，可增加观测数量，如图Y2点，也可观测原图上已有的明显地物点作为检核。观测的已知明显地物点要比待测点稍远，且宜选择不同方向的几个明显地物点，如图中3、4。观测完Y1、Y3已知控制点及已知明显地物点后，直接观测需要测量的待测点。测量完毕后，将数据导出，并将测量数据和控制点Y1、Y3和已知坐标同时展绘到CASS中，用测量数据中假定坐标Y1、Y3与已知控制点坐标Y1、Y3进行测站改正。测站改正后检查多余观测的控制点及地物点是否在允许误差范围内，即图中Y2、3、4。如果所观测的多余控制点及已知明显地物点满足精度要求，则可以成图。

图2传统后方交会法

三、全站仪自由设站专项功能测量精度分析

为验证全站仪自由设站测量的精度我们在实际界址点测量中进行了具体验证。首先选取已知控制点5个，测站点分别与这5个控制点通视，选择不同方向、不同距离的明显地物点若干，然后按上述观测方法进行观测，经测站改正后，将自由设站测量坐标与原有控制点及地物点进行对比分析如表1所示。

由表1可以看出，检测三个已知控制点中，最大误差为1.8cm,最小误差为1.1cm。检测4个明显地物点中，最大误差为3.0cm，最小误差为0.6cm，中误差为1.9cm。其误差均满足《地籍调查规程》中界址点限差10厘米，中误差5厘米的精度要求。另外，使用全站仪自由设站测量时也要注意一些问题，通过检测发现越是远离基准控制点和测站点的待测点精度越差，在两控制点及测站点周围的待测点精度相对较高，因此在选择控制点时尽量选取高等级的控制点，两控制点间、控制点与测站点间要有足够的距离，至少远于待测点。为提高测量精度，在观测控制点时可采用强制对中棱镜并增加测回进行观测。待测点最好位于两控制点或控制点至待测点之间的基线附近，不宜过远。在测量过程中，一定要施测足够的已知点，以便检核。

注：为响应保密要求，已将X、Y坐标数据前3位固定常数删除，不影响精度分析结果。

四、结语

综上所述，通过全站仪自由设站专项测量功能在农村房地一体测量的应用中可以看出，随着测绘科学技术的不断发展，只有掌握了全站仪的各种先进的专项测量功能知识，才能在实际运用中发挥其作用与优势，提高测量工作效率与成果精度。

参考文献：

[1] 李淮海、郭秋云.全站仪自由设站法在地籍测量中的应用[J].山东煤炭科技,2018年第3期；

[2]《地籍调查规程》(TD/T 1001-2012)。