摘 要：全站仪在大比例尺数字地形图测绘中占据的地位越来越重要，作业方法也较为成熟，随着全站仪使用的普及和深入，也存在一些问题容易被测量人员所忽视，从而对测量结果造成一定的影响。探讨全站仪在大比例尺数字测绘作业中的有关技术问题。
关键词：全站仪 测绘 碎部点 孤点
1 全站仪测碎部点时出现错误的发现改正
在全站仪测碎部点过程中，由于人为等原因而使照准的起始方向出现偏差，即使碎部点的坐标出现错误，作业员难以发现。另外全站仪记录的点号，与司尺员有时因为疏忽，点号往往对不上。这时，不得不停下来，检查错误，给正常的测图工作带来不应有的延误。可以采取以下措施：
（1）全站仪在照准起始方向后，在测区内寻找一较高的明显目标，如建筑物的避雷针、电视天线等，照准后记下方位角。以后，每测设一定数量的碎部点或是一定时间，照准该目标，检查全站仪是否发生方向偏移。为保证观测成果的可靠性，在观测完最后一个碎部点后，再照准一次该目标，以便确认观测成果。
（2）保证全站仪操作员与草图绘制员的通讯畅通，为防止串号，每测设一定数量的碎部点或是间隔一定时间，双方确认一下点号的匹配，以便及时改正错误。
2 全站仪测碎部点高程出现错误的发现改正
在全站仪测碎部点时，通常会因为司尺员将镜高报错或者观测员把仪器高记错等原因造成碎部点高程错误，作业员难以发现，影响了测量成果质量。为了尽量避免碎部点高程出错可采取以下措施：
（1）在测量结束后量取仪器高，以检核施测前仪器高量取时有无粗差，及在观测过程中仪器是否出现沉降。
（2）保证全站仪操作员与司尺员的通讯畅通，为防止实际镜高和全站仪记录镜高不一致，每施测一定数量的碎部点或是间隔一定时间，双方确认一下镜高是否匹配，以便及时改正错误。特别是在司尺员改变镜高时一定要与全站仪操作员确认镜高改变，及时调整全站仪中的镜高设置。
（3）一些建筑物、电杆、树木等地物测量时，为了与仪器保持通视，往往镜高变化较大，频繁改变镜高容易导致错误出现。一般这些地物点的高程都可以舍弃，因此在测量此类地物点时就不需要改变全站仪中镜高设置，只需在这些地物附近空旷的地方补测一些高程点。在内业整理时，直接删除这些地物点的高程即可。
（4）在内业整理时，展测点高程后，删除不需要的地物点高程，结合地形情况，检查有无明显高程点出错的点，确定错误的点进行删除。
发现镜高或仪器出错时，如果能查找准确的原因，也可以通过内业处理来改正碎部点高程，可以采取以下方法：
（1）仪器高量错时，一般是该站测量的所有数据都出现系统差，可使用成图软件（以南方Cass软件为例，下同）中“批量修改坐标数据”选项进行批量修改高程。例如正确仪器高为1.5m，而量取值为1.7m，则在把该测量站测得的所有的点高程全部减去0.2m即得到正确的高程。
（2）镜高出错时一般都只有很少的点出现错误，因为在测量过程中不断地进行镜高确认。如果不能准确查找镜高的错误，则从上次正确的镜高开始，往后的数据高程全部作废，重新进行高程点补测。如果能准确的查找出错的点号及原因，则可以通过直接修改测量数据来解决。例如某点正确镜高为1.5m，而量取值为1.7m，则在把点高程加上0.2m即得到正确的高程。
3 棱镜不能放置到地物中心的处理
在地形测图中，总会有或多或少的地物如电杆等，棱镜无法放置到其中心位置。通常的施测方法只是将棱镜放置在正对全站仪的方向上，由于上述地物有一定的厚度，如电杆的直径一般在30cm以上，施测的结果就偏移地物的中心位置15cm以上，人为的损失了全站仪的测图精度，对1：500以上比例尺的地形图应注意改正此项误差。可采用以下改正措施：在全站仪正方向目标地物两侧约中心位置各立镜一次，测得两点。业内制图时，以该两点的连线的中点为地物的中心配置地物符号。
4 无定向点的地形测量解决方法
在实际测量工作中，往往会遇到这种情况，在一个控制点上安置好全站仪后找不到定向点，因而无法进行碎部测量。这种控制点通常被称为“孤点”。造成这一现象的原因，主要是控制点的设置不牢固，时间稍长，丢失过多，或者是因为施工等原因破坏往往会导致“孤点”出现。下面就列举两种常见的情形进行探讨。
情形一：测区只剩一个控制点A且为国家坐标系统。
方法一：如果测区周边还有高等级国家控制点，可以用GPS静态测量方法或GPS-RTK的方法在测区重新布设含点A的控制网，并对已有的一个控制点A进行检核，如果检核误差在精度允许范围内则可以进行碎部测量工作。
方法二：如果测区周边没有高等级国家控制点，且测区范围较小，可以在测区重新布设控制网（点A为控制网中的一点），利用GPS静态观测方法，对新建控制网进行静态观测，并进行三维无约束平差，可以计算出该控制网一套WGS-84坐标系下的坐标，并用点A的两套坐标进行坐标平移，可以得到其它新增控制点与A点的一致的国家坐标。另外也可以在A点直接设站，利用GPS-RTK单点求解三参数后直接进行碎部测量。这两种方法精度不是很高，只适合小范围区域地形测量用，若测量范围打到几平方公里甚至更大，则一定要找到国家等级控制点坐标通过GPS静态测量与测区控制点联测。
情形二：测区有两个以上控制点，但是都不互相通视。（坐标系统可以为任意的坐标系统）
方法一：利用GPS-RTK技术通过已知两点求解转换参数，并根据测区情况重新布设控制网，新控制网须包含已知控制点。用全站仪检核控制网的边长和角度，若符合测量精度要求，则实施碎部测量。
方法二：A、B为已知两“孤点”。
利用全站仪进行测量，在A、B点上分别选择一个高大明显目标P1、P2，该目标称为“定向方向”，如高大建筑物上的避雷针、天线等。同时在地面适当位置选择一点G，要求G点应方便立镜且与A、B两点均能通视，该点称为“过渡点”。在A、B点上设站进行碎部测量时，分别以P1、P2作为定向方向，使仪器的水平度盘读数置零后，进行碎部点距离和角度观测。G点作为一个特殊碎部点在记录中加以特别注记。根据S1、S2、a、b四个观测值以及A、B两点的已知坐标，可以求得AC、BC的坐标方位角，进而求得定向方向AP1、BP2的坐标方位角。定向边的方位角确定后，各碎部点的坐标方位角随之确定，由此各碎部点的坐标即可算出。
方法三：A、B为已知两“孤点”。P1、P2、P3、P4点为增设控制点。
在P1点架设全站仪，假设P1点坐标为任意数值，以P2点为北方向进行仪器定向，可以得到P2点坐标，进入碎部测量程序测得A点坐标。而后搬测站至A点，以P1点为定向点，测量P3坐标。搬测站至P3点，以A点为定向点，测得P4点坐标。搬测站至P4点，以P3点为定向点，测得B点坐标。如果以上的测量方法达不到精度要求，也可以采取传统的导线测量方法，测量结果经过平差后精度更高，这里就不再赘述了。经过测量得到包括新增控制点以及A、B各点的假设坐标系下的坐标。那么A、B两点有不同坐标系下的两套坐标，可以求解转换参数，从而解算出其它新增各点的已知坐标系下的坐标，进而进行碎部测量。除了求解转换参数的方法外，还可以利用CASS软件中测站纠正功能，进行坐标转换，同样可以得到各点的坐标。
由于受野外多种因素的影响，地形测量时，经常会遇到“孤点”的情况。以上方法能有效地解决这一问题，对于提高野外测量效率保证成果质量有一定的作用。
5 结束语
随着全站仪的发展，操作越来越简便，只需要几个简单的步骤就能完成点位测量，对测量人员的技术要求也很低。测量人员的业务不精会导致测量过程中这样那样问题的出现，笔者认为测量员在施测过程中还要善于总结、善于钻研才能提高技能，确保测量成果的正确可靠。本文列举了全站仪在数字地形测绘中出现的一些问题及解决方法，对于提高测量效率和保证工程成果质量都具有一定的积极作用。
参考文献：
[1]郝海森.工程测量[M].北京：中国电力出版社，2007.
[2]钟孝顺，聂让.测量学[M].北京：交通出版社，2002.
[3]杨晓平，王云江.建筑工程测量[M].武汉：华中科技大学出版社，2006.
关键词：全站仪 测绘 碎部点 孤点
1 全站仪测碎部点时出现错误的发现改正
在全站仪测碎部点过程中，由于人为等原因而使照准的起始方向出现偏差，即使碎部点的坐标出现错误，作业员难以发现。另外全站仪记录的点号，与司尺员有时因为疏忽，点号往往对不上。这时，不得不停下来，检查错误，给正常的测图工作带来不应有的延误。可以采取以下措施：
（1）全站仪在照准起始方向后，在测区内寻找一较高的明显目标，如建筑物的避雷针、电视天线等，照准后记下方位角。以后，每测设一定数量的碎部点或是一定时间，照准该目标，检查全站仪是否发生方向偏移。为保证观测成果的可靠性，在观测完最后一个碎部点后，再照准一次该目标，以便确认观测成果。
（2）保证全站仪操作员与草图绘制员的通讯畅通，为防止串号，每测设一定数量的碎部点或是间隔一定时间，双方确认一下点号的匹配，以便及时改正错误。
2 全站仪测碎部点高程出现错误的发现改正
在全站仪测碎部点时，通常会因为司尺员将镜高报错或者观测员把仪器高记错等原因造成碎部点高程错误，作业员难以发现，影响了测量成果质量。为了尽量避免碎部点高程出错可采取以下措施：
（1）在测量结束后量取仪器高，以检核施测前仪器高量取时有无粗差，及在观测过程中仪器是否出现沉降。
（2）保证全站仪操作员与司尺员的通讯畅通，为防止实际镜高和全站仪记录镜高不一致，每施测一定数量的碎部点或是间隔一定时间，双方确认一下镜高是否匹配，以便及时改正错误。特别是在司尺员改变镜高时一定要与全站仪操作员确认镜高改变，及时调整全站仪中的镜高设置。
（3）一些建筑物、电杆、树木等地物测量时，为了与仪器保持通视，往往镜高变化较大，频繁改变镜高容易导致错误出现。一般这些地物点的高程都可以舍弃，因此在测量此类地物点时就不需要改变全站仪中镜高设置，只需在这些地物附近空旷的地方补测一些高程点。在内业整理时，直接删除这些地物点的高程即可。
（4）在内业整理时，展测点高程后，删除不需要的地物点高程，结合地形情况，检查有无明显高程点出错的点，确定错误的点进行删除。
发现镜高或仪器出错时，如果能查找准确的原因，也可以通过内业处理来改正碎部点高程，可以采取以下方法：
（1）仪器高量错时，一般是该站测量的所有数据都出现系统差，可使用成图软件（以南方Cass软件为例，下同）中“批量修改坐标数据”选项进行批量修改高程。例如正确仪器高为1.5m，而量取值为1.7m，则在把该测量站测得的所有的点高程全部减去0.2m即得到正确的高程。
（2）镜高出错时一般都只有很少的点出现错误，因为在测量过程中不断地进行镜高确认。如果不能准确查找镜高的错误，则从上次正确的镜高开始，往后的数据高程全部作废，重新进行高程点补测。如果能准确的查找出错的点号及原因，则可以通过直接修改测量数据来解决。例如某点正确镜高为1.5m，而量取值为1.7m，则在把点高程加上0.2m即得到正确的高程。
3 棱镜不能放置到地物中心的处理
在地形测图中，总会有或多或少的地物如电杆等，棱镜无法放置到其中心位置。通常的施测方法只是将棱镜放置在正对全站仪的方向上，由于上述地物有一定的厚度，如电杆的直径一般在30cm以上，施测的结果就偏移地物的中心位置15cm以上，人为的损失了全站仪的测图精度，对1：500以上比例尺的地形图应注意改正此项误差。可采用以下改正措施：在全站仪正方向目标地物两侧约中心位置各立镜一次，测得两点。业内制图时，以该两点的连线的中点为地物的中心配置地物符号。
4 无定向点的地形测量解决方法
在实际测量工作中，往往会遇到这种情况，在一个控制点上安置好全站仪后找不到定向点，因而无法进行碎部测量。这种控制点通常被称为“孤点”。造成这一现象的原因，主要是控制点的设置不牢固，时间稍长，丢失过多，或者是因为施工等原因破坏往往会导致“孤点”出现。下面就列举两种常见的情形进行探讨。
情形一：测区只剩一个控制点A且为国家坐标系统。
方法一：如果测区周边还有高等级国家控制点，可以用GPS静态测量方法或GPS-RTK的方法在测区重新布设含点A的控制网，并对已有的一个控制点A进行检核，如果检核误差在精度允许范围内则可以进行碎部测量工作。
方法二：如果测区周边没有高等级国家控制点，且测区范围较小，可以在测区重新布设控制网（点A为控制网中的一点），利用GPS静态观测方法，对新建控制网进行静态观测，并进行三维无约束平差，可以计算出该控制网一套WGS-84坐标系下的坐标，并用点A的两套坐标进行坐标平移，可以得到其它新增控制点与A点的一致的国家坐标。另外也可以在A点直接设站，利用GPS-RTK单点求解三参数后直接进行碎部测量。这两种方法精度不是很高，只适合小范围区域地形测量用，若测量范围打到几平方公里甚至更大，则一定要找到国家等级控制点坐标通过GPS静态测量与测区控制点联测。
情形二：测区有两个以上控制点，但是都不互相通视。（坐标系统可以为任意的坐标系统）
方法一：利用GPS-RTK技术通过已知两点求解转换参数，并根据测区情况重新布设控制网，新控制网须包含已知控制点。用全站仪检核控制网的边长和角度，若符合测量精度要求，则实施碎部测量。
方法二：A、B为已知两“孤点”。
利用全站仪进行测量，在A、B点上分别选择一个高大明显目标P1、P2，该目标称为“定向方向”，如高大建筑物上的避雷针、天线等。同时在地面适当位置选择一点G，要求G点应方便立镜且与A、B两点均能通视，该点称为“过渡点”。在A、B点上设站进行碎部测量时，分别以P1、P2作为定向方向，使仪器的水平度盘读数置零后，进行碎部点距离和角度观测。G点作为一个特殊碎部点在记录中加以特别注记。根据S1、S2、a、b四个观测值以及A、B两点的已知坐标，可以求得AC、BC的坐标方位角，进而求得定向方向AP1、BP2的坐标方位角。定向边的方位角确定后，各碎部点的坐标方位角随之确定，由此各碎部点的坐标即可算出。
方法三：A、B为已知两“孤点”。P1、P2、P3、P4点为增设控制点。
在P1点架设全站仪，假设P1点坐标为任意数值，以P2点为北方向进行仪器定向，可以得到P2点坐标，进入碎部测量程序测得A点坐标。而后搬测站至A点，以P1点为定向点，测量P3坐标。搬测站至P3点，以A点为定向点，测得P4点坐标。搬测站至P4点，以P3点为定向点，测得B点坐标。如果以上的测量方法达不到精度要求，也可以采取传统的导线测量方法，测量结果经过平差后精度更高，这里就不再赘述了。经过测量得到包括新增控制点以及A、B各点的假设坐标系下的坐标。那么A、B两点有不同坐标系下的两套坐标，可以求解转换参数，从而解算出其它新增各点的已知坐标系下的坐标，进而进行碎部测量。除了求解转换参数的方法外，还可以利用CASS软件中测站纠正功能，进行坐标转换，同样可以得到各点的坐标。
由于受野外多种因素的影响，地形测量时，经常会遇到“孤点”的情况。以上方法能有效地解决这一问题，对于提高野外测量效率保证成果质量有一定的作用。
5 结束语
随着全站仪的发展，操作越来越简便，只需要几个简单的步骤就能完成点位测量，对测量人员的技术要求也很低。测量人员的业务不精会导致测量过程中这样那样问题的出现，笔者认为测量员在施测过程中还要善于总结、善于钻研才能提高技能，确保测量成果的正确可靠。本文列举了全站仪在数字地形测绘中出现的一些问题及解决方法，对于提高测量效率和保证工程成果质量都具有一定的积极作用。
参考文献：
[1]郝海森.工程测量[M].北京：中国电力出版社，2007.
[2]钟孝顺，聂让.测量学[M].北京：交通出版社，2002.
[3]杨晓平，王云江.建筑工程测量[M].武汉：华中科技大学出版社，2006.