全站型電子速測(cè)儀(簡(jiǎn)稱全站儀)集光電測(cè)距儀、電子經(jīng)緯儀和微處理機(jī)于一體,不僅能同時(shí)自動(dòng)測(cè)角、測(cè)距,而且精度高、速度快,尤其是它提供的一些特殊測(cè)量功能如對(duì)邊測(cè)量(RDM)、懸高測(cè)量(REM)、三維導(dǎo)線測(cè)量、放樣測(cè)量等,給測(cè)量工作帶來(lái)了極大的方便。但要想充分發(fā)揮全站儀的功能,除了要掌握上述測(cè)量功能的基本原理外,還應(yīng)在此基礎(chǔ)上加以靈活運(yùn)用。在此,筆者談一談懸高測(cè)量的原理和應(yīng)用,并對(duì)其加以改進(jìn),以期更好地用于實(shí)際測(cè)量工作。 

1　測(cè)量原理和應(yīng)用 
　　所謂懸高測(cè)量,就是測(cè)定空中某點(diǎn)距地面的高度。全儀進(jìn)行懸高測(cè)量的工作原理如圖1所示。首先把反射棱鏡設(shè)立在欲測(cè)目標(biāo)點(diǎn)B的天底B’點(diǎn)(即過(guò)目標(biāo)點(diǎn)B的鉛垂線與地面的交點(diǎn)),輸入反射棱鏡高v;然后照準(zhǔn)反射棱鏡進(jìn)行距離測(cè)量,再轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)目標(biāo)點(diǎn)B,便能實(shí)時(shí)顯示出目標(biāo)點(diǎn)B至地面的高度H。 

    顯示的目標(biāo)高度H,由全站儀自身內(nèi)存的計(jì)算程序按下式計(jì)算而得: 
H=Scosα1tgα2-Ssinα1+v　　　(1) 
式中,S為全站儀至反射棱鏡的斜距;α1和α2分別為反射棱鏡和目標(biāo)點(diǎn)的豎直角。 
　　由此可見(jiàn),懸高測(cè)量的原理很簡(jiǎn)單,觀測(cè)起來(lái)也很便捷。利用全站儀提供的該項(xiàng)特殊功能,可方便地用于測(cè)定懸空線路、橋梁以及高大建筑物、構(gòu)筑物的高度。 

　　值得注意的是,要想利用懸高測(cè)量功能測(cè)出目標(biāo)點(diǎn)的正確高度,必須將反射棱鏡恰好安置在被測(cè)目標(biāo)點(diǎn)的天底,否則測(cè)出的結(jié)果將是不正確的。

    在實(shí)際工作中,要將反射棱鏡恰好安置在被測(cè)目標(biāo)的天底,僅靠目估是不容易實(shí)現(xiàn)的,尤其當(dāng)目標(biāo)點(diǎn)離地面較高時(shí)。為此,需先投點(diǎn)再進(jìn)行懸高測(cè)量。 

2　改進(jìn)方法 
　　在實(shí)際工作中,我們除遇到上述情況外,經(jīng)常還會(huì)遇到這樣的情況,即無(wú)法得到被測(cè)目標(biāo)點(diǎn)的天底(如塔式建筑物、構(gòu)筑物)或投影處無(wú)法安置反射棱鏡(如懸空線路跨水塘)。此時(shí),該如何進(jìn)行懸高測(cè)量呢?下面就介紹一種改進(jìn)方法。
如圖3,欲測(cè)定一塔式建(構(gòu))筑物的高度,可在遠(yuǎn)離目標(biāo)的A點(diǎn)處安置全站儀,在AC方向線上適當(dāng)位置B點(diǎn)安置反射棱鏡,觀測(cè)A、B兩點(diǎn)間的平距DAB和高差hAB;同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)至塔頂C點(diǎn)的豎直角α1。然后再將反射棱鏡立于塔基D點(diǎn),測(cè)定A、D兩點(diǎn)間的高差hAD。接著將儀器安置于B點(diǎn),觀測(cè)至塔頂C的豎直角α2,即可求得目標(biāo)高度H=H1+H2。


    A、D兩點(diǎn)的高差hAD已測(cè)得,量取A點(diǎn)的儀器高i1后,則不難求得H2=i1-hAD。下面,我們來(lái)推導(dǎo)H1的計(jì)算公式。 

B’M=hAB+i2-i1　　　(2) 
式中,i2為B點(diǎn)的儀器高。 
在直角三角形B’MN中,不難看出 
MN=B’Mctgα2=(hAB+i2-i1)ctgα2　　　(3) 
從而有 
A’N=DAB-MN=DAB-(hAB+i2-i1)ctgα2　　　(4) 
　　在三角形A’NC中,利用 


上述的計(jì)算過(guò)程可通過(guò)編程存入全站儀的磁卡中,使用時(shí)可實(shí)時(shí)地顯示出被測(cè)目標(biāo)的高度。上述的計(jì)算公式雖然是針對(duì)圖3推導(dǎo)出來(lái)的,但卻具有普遍性,由于篇幅所限此處不一一推證。 

3　結(jié)束語(yǔ) 
　　綜上所述,全站儀的普及使用,的確給我們的測(cè)量工作帶來(lái)極大的方便,但在實(shí)際工作中,對(duì)全站儀提供的一些功能不能盲目地使用,否則將不會(huì)得到正確的結(jié)果。同時(shí),要結(jié)合自己的具體工作,不斷地對(duì)全站儀的功能進(jìn)行開(kāi)發(fā),才能更好地發(fā)揮全站儀的先進(jìn)功能。