工程测量中智能化全站仪的应用

工程测量中智能化全站仪的应用

胡伟魁

中国水利水电第十一工程局有限公司 河南郑州 450000

摘要：新时期工程测量领域需要引进应用新技术、新理念对传统测量体系以及流程内容进行全面转型与升级优化，以增强测量数据的准确度以及高效性。目前，为进一步加强对传统仪器设备以及技术手段的优化处理，研究人员将智能化技术等新兴技术手段融入到体系建设过程当中。以常规全站仪设备为例，可在原有基础上引入智能化技术科学打造智能化全站仪系统，提高工程测量效率。针对于此，本文主要结合智能化全站仪概述内容，对当前智能化全站仪在工程测量领域中的应用方法以及实践问题进行研究分析。

关键词：工程测量；智能化全站仪；应用分析

引言：工程测量基本上可以视为保障工程建设项目高效安全开展重要保障。客观来讲，通过实施工程测量活动可以精确获取各控制点数据，结合数据反馈情况，完成工程地形图测绘、结构变形分析等一系列工作，为工程项目施工建设提供良好的数据保障以及决策支持。近些年来，为促进工程测量工作水平持续提升，行业内部人员对工程测量设备以及技术应用问题予以了重点研究与分析。其中，通过引入应用智能化全站仪设备基本上可以精确获取工程测量相关数据，利于保障工程项目建设质量安全以及管理效益，可行性价值较强。

1 智能化全站仪的相关概述分析

1.1常规全站仪与智能化全站仪区别

全站仪可以理解为全站型电子测距仪，是集成光、机、电于一体的高技术测量仪器。在测量分析过程中，可通过针对水平角、垂直角、斜距、平距以及高差测量等重点内容进行测绘分析，保障读数精确性以及测量过程高效性，比较适用于地上大型建筑以及地下隧道施工等工程测量活动当中，经过一系列测量分析，基本上可以判断主体结构是否存在变形以及其他质量风险问题。

而智能化全站仪则是在机动化全站仪的前提基础上，通过引入新技术以及新发展理念，在仪器设备上安装了自动目标识别以及照准等功能技术，初步克服了常规全站仪设备人工照准目标而引发的读数不精确的短板问题。与此同时，在智能化软件的控制下，智能化全站仪可以在无人干预的条件下自动化完成多个目标的识别以及照准测量工作。因此，智能化全站仪也可以称之为测量机器人，发展前景广阔且应用优势较强。

1.2智能化全站仪特点及优势

    与手工测量以及人工管控方式相比而言，智能化全站仪所具备的自动化以及智能化特征相对突出。再加上通过结合现代信息技术以及人工智能技术，促使智能化全站仪所具备的功能优势特点越来越明显。在实际使用过程中，智能化全站仪可以独立完成数据监测、修正以及传输储存等一系列流程操作，通过自动进行数据比对以及数据更新等业务流程，保障数据的精确性。与此同时，智能化全站仪通过与地图软件结合应用可以实现远程遥控功能，利于大幅度减轻测量人员工作量以及提升工程测量效率。除此之外，智能化全站仪所具备的高精度运行功能以及误差自动标定功能等优势比较突出，这是传统测量仪器无法比拟的。举例而言，与水准仪以及经纬仪等仪器不同，智能化全站仪基本上可以视为基于智能技术以及自动化技术的电子测距设备，在使用过程中可以克服传统人工难以触及或者测量环境相对苛刻所带来的测量数据不精确或者测量效率不高的薄弱问题。由此可以总结出，智能化全站仪具备精确度高、效率性强、成本效益显著等优势特点，值得推广与应用。

1.3智能化全站仪操作步骤

智能全站仪在操作流程上表现相对灵活且简便，在工程测量领域中可得到良好应用。由于智能全站仪所具备的智能化以及自动化特征相对突出，所以测量人员只需要按照规范要求进行安装操作、开关测量操作等就可以启动智能全站仪设备并完成一系列测量工作。一般来说，智能化全站仪所涉及的操作步骤流程主要如下，需要测量人员严格按照相关规范要求进行合理操作，以免对测量数据最终的精确度以及效率性造成不良影响。

首先，做好测量前的准备工作。测量人员在使用智能全站仪设备之前，应该安装好电池设施。并按照调试管理要求对仪器结构进行适当调整，并结合测试区域实际情况对全站仪进行测试分析，设定好相应参数。同时，测量人员应该全面检查全站仪的检测功能，尤其要重点针对其配件以及启动情况进行检查分析。其次，做好测量中的管理工作。测量人员在实施测量行为时，应该规范使用智能全站仪，必须保障仪器设备对准被测对象。确认无误之后可以执行测量操作。对于测量期间所涉及到的一切测量结果必须精准记录，妥善保存好相关数据之后，可关闭全站仪设备。

2 工程测量概念及必要性分析

工程测量基本上可以理解为工程建设各阶段所涉及到的测量工作理论、方法以及技术都可以视为工程测量问题。同时，工程测量也可以理解为测绘科学与技术在国民经济与国防建设中的重要应用手段，属于综合性应用测绘科学与技术的领域范畴。以工程建设进行程序划分，工程测量可以在规划设计阶段、施工兴建阶段以及竣工运营管理阶段发挥良好的功能作用。对于规划设计阶段而言，开展工程测量的目的在于提供地形资料；对于施工兴建阶段而言，开展工程测量的目的在于借助相关测绘技术精准获取那么标定建筑物各部分平面位置以及高程数据，为施工与安装作业顺利开展提供良好决策依据；对于竣工营运管理阶段而言，开展工程测量的目的在于监测工程项目主体结构是否存在变形问题以及为开展维修养护工作提供良好决策数据。

结合当前测量情况来看，工程测量服务所面向的工程种类较多，如比较常见的建筑工程测量、线路测量、水利工程测量、桥梁隧道测量等都可以视为工程测量服务的重点对象。从重要性角度上来看，任何工程项目施工建设以及监测管理都需要依托于安全可靠的测量数据，完成对施工建设方案以及监测管理方案的部署规划。同时，通过精准开展工程测量活动可以精确获取目标点的精确坐标、方位以及距离，根据数据反馈情况对目标点是否存在结构变形或者其他隐患问题进行提前识别与科学应对，以巩固增强工程项目建设质量以及运营管理效果。由此可以说，工程测量具有重要的开展意义。其中，为确保工程测量数据的精确性与合理性，可通过引入应用新技术以及新设备仪器，如智能化全站仪，提高数据获取效率以及数据精确度。　

3 智能化全站仪在工程测量领域中的应用方法分析

3.1 智能化全站仪测量方法

智能化全站仪测量方法可以围绕智能全站仪内存法、电子头薄技术、以便携式电脑为主等测量内容进行统筹研究与合理应用。

智能全站仪内存法可以将测量获取的数据进行自动化储存，如果在实际测量环境中缺乏其他仪器辅助测量，那么可以借助全站仪内存法将相关数据资源进行妥善保存。从操作手段上来看，这种技术方法相对灵活且容易上手，在小型测量项目中可以得到良好应用；电子头薄技术主要通过结合蓝牙等先进技术手段，实现智能全站仪与电子设备的连接应用。在应用过程中，可以将所获取到的数据储存在计算机系统当中，并完成对整个测量区域的监测处理。经过一系列处理之后，测量人员可对测量结果进行全方位分析；以便携式电脑为主体，与智能全站仪设备进行连接应用基本上可以实现对数据资源的实时获取与储存管理。所采集到的数据可经过记录分析以及整合等一系列处理之后，上传到电脑系统当中形成测量图。区别于常规全站仪设备，智能化全站仪通过融合信息化技术可以进一步提高工程测量效率，可节省大量人力资源与物力资源消耗。

3.2 数字化测量

工程测量活动通常需要在室外开展，其中，大多数测量活动所面临的测量环境条件相对复杂，尤其是对于野外环境而言。在野外测量过程中，测量人员可以利用智能化全站仪设备中的解法功能大量获取测量范围内的数据资源。并经过一系列处理之后可将数据资源反馈到电脑系统当中，通过利用X、Y、Z三种不同坐标形式，对目标点的三维坐标进行合理确定。

当前所应用的智能化全站仪在原有技术的基础上，通过融合信息化以及智能化分析技术，可以快速处理与分析图像以及测量数据。除此之外，智能化全站仪为防止运行应用过程中出现数据测量偏差或者其他问题，通常会对所测资料进行全面化以及系统化整理。最重要的是，在统计计算测量数据资料时，智能化全站仪系统可根据所测区域地质数据反馈情况，利用平面图以及等高线图对测量资料以及相关数据进行测绘分析，辅助测量人员决策。

3.3 多余测量方法

    超限作为工程测量中的重要环节，在测量分析过程中，可以借助智能化全站仪设备多余测量功能全面提高测量精度。与传统测量方法不同，多余测量功能主要以测量分析高差以及边长等数据为主。在具体使用过程中，可以提前在工地上确定好定位点，再开展测量工作。除此之外，大多数工程测量工作都需要注重水平角度测量问题。其中，为保障测量数据的精确性，在测量期间需要针对两个水平角度数据进行测量分析。

3.4 破碎布点测量方法

破碎布点测量基本上可以视为野外观测常用的测量方法，通过获取相关测量数据，可以对野外观测资料进行健全完善。然而，由于野外测量环境相对恶劣且存在不稳定因素干扰，所以为防止出现测量数据不精确的问题，测量人员可以借助智能化全站仪设备开展破碎布点测量工作。在具体测量过程中，可以将破碎布点视为一个控制点，以便更好获取观测点的三维数据。

与此同时，可通过连接智能全站仪与计算机等辅助系统，实现对测量数据的传输与储存处理。除此之外，智能化全站仪可以辅助量人员在短时间内获取大量相关数据，完成图表绘制工作。值得注意的是，户外测量工作很容易面临环境因素的扰动影响，针对于此，建议测量人员在前期准备期间应该结合场地环境情况对智能化全站仪的应用位置进行合理确定，以免安装位置不合理影响测量数据精确度。

4 智能化全站仪在工程测量领域中的应用实践—以基坑变形监测为例

智能化全站仪设备在现代建筑工程测量领域中得到了良好推广与应用，尤其是在建筑变形监测、沉降监测以及水平位移监测当中。通过规范使用，基本上可以实现对目标的精准快速定位，获取到目标点变化原始信息之后，可通过多方面对比分析对当前基坑变形严重程度以及风险隐患问题进行确定分析。一般来说，基坑变形监测级别可以按照图1标准进行判断分析。

（图1：变形监测级别示意图）

4.1 工程概况

某高层建筑工程基坑长度为117.25m、宽度为73.1m、基坑开挖深度为12m。该基坑施工区域周边包围多个建筑物，且一面紧邻城市主交通主干道。其中，该建筑工程基坑施工区域平面布局可以参照图2所示。为加强对该建筑基坑的变形监测力度，施工单位通过引入应用智能化全站仪设备建了对建筑基坑变形情况的监测分析。

结合图2不难看出，该基坑施工现场面临的限制条件相对较多，因此基坑变形监测难度相对较大。为确保工程测量数据精确性与合理性，监测人员可以针对基坑围护结构设置多个观测点，结合场地环境来看，可以设置15个观测点。在监测分析过程中，为摆脱地形条件限制影响，可以采取极坐标变形监测法，现对15个监测点位移变化情况以及相关数据的监测分析与获取应用。

（图2：某住宅楼高层建筑基坑施工现场平面布局图）

4.2 智能化全站仪的应用实践

本工程中，监测人员可将基坑变形监测基准点设置在与基坑距离相适当的位置，如可以将其设置在距离基坑水平54m左右的地点。其中，二者水平距离大概是基坑深度的3.6倍左右，符合标准要求，具体可以参照图2所标注的K1、K2位置处。同时，利用全站仪设备获取K1、K2之间的平距。经过一系列处理之后，可以成功构建监测坐标系以及获取K1坐标。

在开展基坑水平位移以及沉降变化的监测工作时，监测人员需要将各点坐标以及方位角数据等输入全站仪设备系统当中。通过与自由设站点坐标结合应用，可以获取该点的平面坐标数据。结合监测结果反馈情况来看，监测人员可以结合多次监测获取的坐标点数据与标准值进行对比分析。其中，基坑监测标准中的监测精度误差需要符合1.50mm~2.0mm的误差要求，本工程检测结果显示误差范围可以控制在0.528mm以内、监测点点位误差可以控制在1.70mm以内，属于标准误差范围之内，因此未发生结构变形问题。

结论：总而言之，智能化全站仪已经发展成为工程测量领域不可或缺的仪器设备，所表现出的数据处理效率、测量分析精度等优势特征相对突出，具有重要的应用价值。针对于此，为进一步助力智能化全站仪在工程测量领域中高质量应用，在今后的发展过程中，研究人员应该主动获取智能化全站仪设备的发展趋势，对其新技术以及新理念的应用问题进行全面关注。通过不断转型升级与优化调整，确保智能化全站仪可以在工程测量领域中发挥更好的功能作用。除此之外，从事工程测量工作的相关人员必须明确智能化全站仪的使用原理以及应用流程，通过不断提高个人的专业能力以及职业素养，进一步提高测量数据的精确性，为工程测量工作顺利开展夯实基础保障。

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