全站仪在自由设站中应用
随着 测 绘 仪器的不断更新和发展，全站仪近年来已迅速普及。它具有自动化，快速三维坐标
测量与定位功能，以及外业数据自动化采集和电子记簿等特点，深受人们的青睐。生产实践也证
明了，它在实现外业测I数据采集处理自动化方面有明显优势。在平面控制测童、规划放样、大比
例尺数字测图等领域，大大提高了观测精度，更加减轻了外业工作量。下面通过近年来的使用经
验谈些体会。
1 全站仪的特点
(1) 整 体式 的测盆功能。角度测量和距离测量同时进行。水平角左角和右角测量模式可以互
换，竖直角测量有百分度模式。距离测量有连续测量模式、单浏N次测量模式、粗测模式、跟踪测
量等模式。
(2) 程 序模 式功能。仪器内存储存了各种程序模式，能进行三维坐标测量、导线测量、后方交
会测量、放样测2.惫离侧it、对边测量、面积测量、角度重复测量，等等。
(3) 存 储 管理模式和数据通讯模式。全站仪有大容量内存和输人1输出接口，可以进行各种数
据文件的存储和输刀输出，可以外接数据采集器，并与计算机进行数据通信。
(4) 测 量精 度高。仪器内部设置了大气改正(气压、温度)和棱镜常数值。在距离观测时，已顾
及到大气折光和地球曲率改正。仪器内设双轴补偿器，提高了角度测量精度。
3 全站仪在自由设站中应用
A
图1
用全 站 仪 A,B两已知点间加密尸点的使用方法。
如图 1 ,A ,B两点间可以不通视，但要确保A,B两点具有足够的精度，且Dp<1.Skm为宜。
为得 到 P 的坐标按传统的方法可以在P点设置仪器，在A,B两点架设棱镜，通过观测角度刀
和边长Da及Db而按无定向导线(或解三角形)的方法解得P点的坐标。然而若需在外业现场迅
速求得尸点的坐标则势必花费一定的计算时间且需携带合适的计算工具。
全站 仪 为 我们提供一个可以直接测量得尸点坐标的使用程序一自由设站(后方交会)，可是对
于图1所示的图形条件，由自由设站(后方交会)直接测得的尸点坐标与由以上提到的传统方法测
得的结果有时存在一定的差异，尤其当角a接近180'时相差更大(此时后方交会的精度更低)。分
析其原因主要在于:(1)A B边自身的边长误差。(2)测边时气象改正参数不合适。(3)后方交会在计
算时不曾加人边长的投影改正和地球曲率改正。(')后方交会在计算时所定的边长的权远大于角
度的权。
我们 知 道 ，兰角形的三条边分别乘以同一系数所得的三角形与原三角形相似。因此当边长
Dp的误差为ADP时，只要将Da和Db都分别加人改正数Da‘ADP/Dp和Db，ADPIDp 即可对
边长Da和Db起到简易平差的作用。进而可知在Da,Db ,Dp 的实测过程中将气象改正因子(也
叫测距乘常数)直接增加乙pP/DP，也可起到同样作用。
另，边长的气象ig}t为:
地球 曲 率 改 正 为
高斯 投 影 改 正 为
Kn补D
=Kr补D
=Kg补D
式中Kn为气象改企系数;
Kr 为 地球 曲 率 改正系数;
Kg 为 高斯 投 影 改正系数;
D为 测 边 边 长 。
对于 A B 边而言ADP十及凡=D p十△Dn+ADr+乙场
式中Dp。为AB两点间的理论边长;
Dp为未加任何改正时的AB边实测边长;
ADP为起始边Dp的边长误差。
则 D pa=Dp+(Kn+Kr+Kg一。Dp/Dp) ‘Dp
K= K n十 K r十 K g一 ,d Dp IDp
Dp 。二 D p十 K ， 砂
因此 可 认 为Da,Db改正后的边长分别为
Da ‘二 D a+ K * D a, D b '= D b 十K * D b,
由此 可 见 ，以上诸项改正的总和可视为一个比例系数K与实测距离的积，而由Dp。二Dp+K
，Dp可得K= D po/D p一1，即系数K可通过实测AB边而得到。故此我们可以通过设置气象改
正因子K(即测距乘常数)来完成上述各项改正和边长的平差。
观测 方 法 :
1.在 P点 设置全站仪，在A,B两点架设棱镜。
2、做 A, B两点的对边测量并将其结果与AB边的理论值做比较，二者不同时调整气象改正因
子(1x1一6的值)，直至AB边实测值与理论值相等。
3.使 用 全 站仪的自由设站程序(后方交会)直接测出尸点的坐标。
按这 种 观 测方法，在实测过程中，只要加上适合的气象改正因子(1x1-6的值)就可用自由设
站法迅速测得与传统方法精度相等的尸点坐标。