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【摘 要】 随着电子技术和计算机技术日新月异的发展及其在测绘领域的广泛应用，集电子测角、电子测距、数据采集与存储的全站仪已经取代了常规的光学经纬仪和光学水准仪。全站仪是集电子经纬仪、光电测距仪和数据记录于一体，与经纬仪坐标法相比，其测距和测角精度大大提高，用它进行施工放样，速度快、效益高，在房屋建筑中得到了广泛应用。本文即详细阐述了全站仪在房屋建筑测量应用中的相关要点。
【关键词】 全站仪;房建;平面测量;高程测量;内控点
一、全站仪的基本原理及优点
（一）全站仪的基本原理
1、全站仪的光学原理
全站仪的望远镜由物镜、分光棱镜、聚光棱镜、目镜等组成，是角度测量和距离测量的光学部分。物镜和分光棱镜组成测距仪光路，光路包括内光路和外光路，光纤连接发光二极管和接收管形成内光路，红外发光二极管（LED）发出的红外光通过闸门的转换经过内光路和外光路到达接收二极管，完成距离测量。
2、电气部分原理
全站仪电气部分由两部分组成，一部分是由光栅度盘或编码度盘、光电测角仪器、放大、计数、显示、逻辑电路等组成的测角部分;另一部分是由发光二极管、接收管、電子电路组成的距离测量部分，二者之间用串行通讯连接成一个整体，从而完成电子经纬仪及测距仪的全部功能。
（二）全站仪的优点
1、只要一次照准反射棱镜，即可测出水平角、垂直角和斜距，自动计算机出目标点的坐标和高程，并可记录测量与计算数据。
2、通过全站仪主机的标准通讯接口，可实现全站仪与计算机或其它外围设备的数据通讯，从而使测量数据的获取、管理、计算和绘图形成一个完整的自动化测量系统。
3、利用全站仪的微机处理器来控制全站仪的测量与计算，可实现气象改正，导线测量，前、后方交会，碎部测量和施工放样等计算任务。
4、仪器内部有双轴补偿器，可自动测量仪器竖轴和水平轴的倾斜误差，并对角度观测值施加改正。
二、全站仪在房屋建筑测量中的一般步骤
仪器对中、整平一打开电源→水平度盘和垂直度盘指标的设置→设置仪器参数→进入测量模式→调焦和照准。显示（输出）测量结果。
三、全站仪在房屋建筑测量中的具体应用
（一）全站仪测量前的准备
1、建筑物的定位和轴线控制桩的测设
（1）建筑物的定位
往、返测量取平均值。测距相对中误差<1/1000;盘左、盘右分中定点。测角中误差<10"。
（2）建筑物轴线控制桩的布设
根据工程的结构形式和施工现场的实际情况，确定在建筑的主控轴线和建筑物外墙轴线交点处设置轴线控制点。
2、现场施工水准点的建立
现场施工水准点的引测依据测绘部门指定的控制点，将采用指定控制点向施工现场内引测施工水准点（±0.000的标高）。为保证建筑物竖向施工的精度要求及观测的方便，在现场内布设四个施工水准点。水准点布设在通视良好的位置，距离基坑边线大致在10～20m左右，可与建筑物某些轴线控制点在同一位置设置并进行保护，初步定出四个水准点分别是a1、a2、f1、f2，布设成闭合水准路线，其闭合差不应超过±6n0.5（n为测站数）或±20L0.5（L为测线长度，以km为单位）。
（二）房屋建筑测量中的应用
1、±0.000以下施工测量
（1）平面放样测量
①基坑开挖线和孔桩线放样，首先根据轴线控制桩投测出建筑物的外墙轴线，然后根据开挖线与外墙轴线的尺寸关系放样出开挖线，并撒白灰线作为标志。当基坑开挖到接近坑底标高时。用经纬仪根据轴线控制桩投测出基坑边线和集水坑开挖边线，并撒出白灰指导开挖。
②基础轴线投测。待孔桩浇筑完毕后，将基础垫层清扫干净，利用地面上的轴线控制网进行地下室基础部分轴线的投测。将仪器架设在控制桩位上，把控制轴线投测到作业面上，经检查无误，然后以控制线为基准，以设计图纸为依据，放样出其他轴线和柱边线、洞口边线等细部尺寸线。
（2）±0.000以下结构施工中的标高控制
①高程控制点的联测。在向基坑内引测标高时，首先联测地面标高控制点，经联测确认无误后，方可向基坑内引测所需的标高。
②±0.000以下标高的施测。为保证竖向控制的精度，对所需的标高临时控制点即水平桩（又称腰桩）必须正确投测，腰桩的距离一般从角点开始每隔3～5m测设一个，比基坑底设计标高高出0.3～0.5m，并相互校核，较差控制在±3mm即为满足要求。
③基础结构模板支好后，用水准仪在模板内壁定出基础面设计标高线控制混凝土浇筑。拆模后，在结构立面抄测结构1m线。
④基坑标高传递。
2、±0.000以上施工测量
（1）±0.000以上各楼层的平面控制测量
采用激光铅垂仪内控接力传递法进行轴线投测。建筑物轴线的投测采用吊垂球的方法即可满足要求。根据首层以上各楼层的平面图以及施工流水段的划分情况，选定所需要的内控点布设方法。采用内控点进行测量的准备工作和原理如下：
①首层底板浇筑时，在需要设置内控点的位置埋设150×150×4mm厚的铁件，为内控点作准备，通过基坑外围的轴线控制桩把控制轴线投测到首层平面上，然后对各轴线组成的方格网进行角度、距离的检核，允许偏差不得低于建筑物基础放线尺寸允许偏差要求。
②用钢锯在铁件上沿轴线方向刻划十字线，其交点即为首层布设的内控点，并做施工期保护，作为以上各楼层平面控制的传递点，这些点所组成的方格网即为±0.000以上各楼层的平面控制网。
③在±0.000以上各楼层楼面板施工的过程中，在内控点区域上方相应位置预留一个15cm×15cm的孔洞（激光洞），用于内控点的竖向传递。 （2）±0.000以上楼层的轴线具体投测方法
①内控点传递：可采用激光铅垂仪配合经纬仪进行竖向轴线传递。将激光铅垂仪架设在首层内控点上，接收靶放在待测楼层的相应预留洞口上，对中整平铅垂仪后，打开发光电源并调整光束，直至接收靶接收到的光斑最小、最亮。慢慢旋转铅垂仪，每转90°停下来观察光斑的变化，最后接收靶将得到一个激光圆，当该圆直径小于2mm时，圆心即为该控制点的接受点，然后依次投测所需其它控制点。
②施工层轴线放样：利用经纬仪和50米钢尺对待测楼层的接收点所组成的轴线矩形进行角度、距离的测量。作为该施工层的平面控制网，以此放出其他各条轴线，并用红油漆作好明显标识。
③当每一层平面或每一施工段测量放线完后，必须进行自检，自检合格后及时填写楼层放样记录表并报监理验线，以便能及时验证各轴线的正确。
（3）±0.000以上各楼层高程控制测量。
①首层标高基准点联测
由于地下部分在结构上承受荷载后，会有沉降的因素，为保证地上部分的标高及楼层的净高要求，首层标高的+1.000m线由现场引测的水准点在两个楼体上（主楼和裙楼）分别抄测标高控制点，作为地上部分高程传递的依据，避免两楼结构的不均匀沉降造成对标高的影响。
②楼层高程传递方法
利用水准仪、塔尺和50m钢尺，依次将标高由激光洞口传递至待测楼层，并用公式（H2=H1+b1+a2-a1-b2……）进行计算，得该楼层的仪器的视线标高，同时依此制作本楼层统一的标高基准点。
③标高的竖向传递要求
应从首层起始标高线竖直量取，且每栋建筑应由三处分别向上传递。当三个点的标高差值小于3mm时，应取其平均值;否则应重新引测。
3、进行边坡及附近建筑物的偏移和沉降观测
大型工程的边坡支护难度大，安全系数要求高。因此，对其进行定期限监测也是测量工作的一项重要内容。其方法是：首先沿基坑四周的边线每边均匀设置3個监测点：再选取两个可以通视的基准点，其坐标和高程已定出（既已知三维坐标）。通过全站仪三角高程测距法进行标站仪架设于其中一点上，另一点作为后视点，可定期测出监测点的三维坐标，并进行分析比较。
参考文献：
[1]赵志林.高层建筑工程施工的实践与探索[J].现代企业教育，2009.16.
[2]徐锐.全站仪水平角观测精度自我测定的方法探讨[J].安徽建筑，2005.3.
[3]王智超，伊晓东，刘兆民.CORS-RTK和全站仪在房屋竣工测量中的应用[J].北京测绘，2012.3.
【关键词】 全站仪;房建;平面测量;高程测量;内控点
一、全站仪的基本原理及优点
（一）全站仪的基本原理
1、全站仪的光学原理
全站仪的望远镜由物镜、分光棱镜、聚光棱镜、目镜等组成，是角度测量和距离测量的光学部分。物镜和分光棱镜组成测距仪光路，光路包括内光路和外光路，光纤连接发光二极管和接收管形成内光路，红外发光二极管（LED）发出的红外光通过闸门的转换经过内光路和外光路到达接收二极管，完成距离测量。
2、电气部分原理
全站仪电气部分由两部分组成，一部分是由光栅度盘或编码度盘、光电测角仪器、放大、计数、显示、逻辑电路等组成的测角部分;另一部分是由发光二极管、接收管、電子电路组成的距离测量部分，二者之间用串行通讯连接成一个整体，从而完成电子经纬仪及测距仪的全部功能。
（二）全站仪的优点
1、只要一次照准反射棱镜，即可测出水平角、垂直角和斜距，自动计算机出目标点的坐标和高程，并可记录测量与计算数据。
2、通过全站仪主机的标准通讯接口，可实现全站仪与计算机或其它外围设备的数据通讯，从而使测量数据的获取、管理、计算和绘图形成一个完整的自动化测量系统。
3、利用全站仪的微机处理器来控制全站仪的测量与计算，可实现气象改正，导线测量，前、后方交会，碎部测量和施工放样等计算任务。
4、仪器内部有双轴补偿器，可自动测量仪器竖轴和水平轴的倾斜误差，并对角度观测值施加改正。
二、全站仪在房屋建筑测量中的一般步骤
仪器对中、整平一打开电源→水平度盘和垂直度盘指标的设置→设置仪器参数→进入测量模式→调焦和照准。显示（输出）测量结果。
三、全站仪在房屋建筑测量中的具体应用
（一）全站仪测量前的准备
1、建筑物的定位和轴线控制桩的测设
（1）建筑物的定位
往、返测量取平均值。测距相对中误差<1/1000;盘左、盘右分中定点。测角中误差<10"。
（2）建筑物轴线控制桩的布设
根据工程的结构形式和施工现场的实际情况，确定在建筑的主控轴线和建筑物外墙轴线交点处设置轴线控制点。
2、现场施工水准点的建立
现场施工水准点的引测依据测绘部门指定的控制点，将采用指定控制点向施工现场内引测施工水准点（±0.000的标高）。为保证建筑物竖向施工的精度要求及观测的方便，在现场内布设四个施工水准点。水准点布设在通视良好的位置，距离基坑边线大致在10～20m左右，可与建筑物某些轴线控制点在同一位置设置并进行保护，初步定出四个水准点分别是a1、a2、f1、f2，布设成闭合水准路线，其闭合差不应超过±6n0.5（n为测站数）或±20L0.5（L为测线长度，以km为单位）。
（二）房屋建筑测量中的应用
1、±0.000以下施工测量
（1）平面放样测量
①基坑开挖线和孔桩线放样，首先根据轴线控制桩投测出建筑物的外墙轴线，然后根据开挖线与外墙轴线的尺寸关系放样出开挖线，并撒白灰线作为标志。当基坑开挖到接近坑底标高时。用经纬仪根据轴线控制桩投测出基坑边线和集水坑开挖边线，并撒出白灰指导开挖。
②基础轴线投测。待孔桩浇筑完毕后，将基础垫层清扫干净，利用地面上的轴线控制网进行地下室基础部分轴线的投测。将仪器架设在控制桩位上，把控制轴线投测到作业面上，经检查无误，然后以控制线为基准，以设计图纸为依据，放样出其他轴线和柱边线、洞口边线等细部尺寸线。
（2）±0.000以下结构施工中的标高控制
①高程控制点的联测。在向基坑内引测标高时，首先联测地面标高控制点，经联测确认无误后，方可向基坑内引测所需的标高。
②±0.000以下标高的施测。为保证竖向控制的精度，对所需的标高临时控制点即水平桩（又称腰桩）必须正确投测，腰桩的距离一般从角点开始每隔3～5m测设一个，比基坑底设计标高高出0.3～0.5m，并相互校核，较差控制在±3mm即为满足要求。
③基础结构模板支好后，用水准仪在模板内壁定出基础面设计标高线控制混凝土浇筑。拆模后，在结构立面抄测结构1m线。
④基坑标高传递。
2、±0.000以上施工测量
（1）±0.000以上各楼层的平面控制测量
采用激光铅垂仪内控接力传递法进行轴线投测。建筑物轴线的投测采用吊垂球的方法即可满足要求。根据首层以上各楼层的平面图以及施工流水段的划分情况，选定所需要的内控点布设方法。采用内控点进行测量的准备工作和原理如下：
①首层底板浇筑时，在需要设置内控点的位置埋设150×150×4mm厚的铁件，为内控点作准备，通过基坑外围的轴线控制桩把控制轴线投测到首层平面上，然后对各轴线组成的方格网进行角度、距离的检核，允许偏差不得低于建筑物基础放线尺寸允许偏差要求。
②用钢锯在铁件上沿轴线方向刻划十字线，其交点即为首层布设的内控点，并做施工期保护，作为以上各楼层平面控制的传递点，这些点所组成的方格网即为±0.000以上各楼层的平面控制网。
③在±0.000以上各楼层楼面板施工的过程中，在内控点区域上方相应位置预留一个15cm×15cm的孔洞（激光洞），用于内控点的竖向传递。 （2）±0.000以上楼层的轴线具体投测方法
①内控点传递：可采用激光铅垂仪配合经纬仪进行竖向轴线传递。将激光铅垂仪架设在首层内控点上，接收靶放在待测楼层的相应预留洞口上，对中整平铅垂仪后，打开发光电源并调整光束，直至接收靶接收到的光斑最小、最亮。慢慢旋转铅垂仪，每转90°停下来观察光斑的变化，最后接收靶将得到一个激光圆，当该圆直径小于2mm时，圆心即为该控制点的接受点，然后依次投测所需其它控制点。
②施工层轴线放样：利用经纬仪和50米钢尺对待测楼层的接收点所组成的轴线矩形进行角度、距离的测量。作为该施工层的平面控制网，以此放出其他各条轴线，并用红油漆作好明显标识。
③当每一层平面或每一施工段测量放线完后，必须进行自检，自检合格后及时填写楼层放样记录表并报监理验线，以便能及时验证各轴线的正确。
（3）±0.000以上各楼层高程控制测量。
①首层标高基准点联测
由于地下部分在结构上承受荷载后，会有沉降的因素，为保证地上部分的标高及楼层的净高要求，首层标高的+1.000m线由现场引测的水准点在两个楼体上（主楼和裙楼）分别抄测标高控制点，作为地上部分高程传递的依据，避免两楼结构的不均匀沉降造成对标高的影响。
②楼层高程传递方法
利用水准仪、塔尺和50m钢尺，依次将标高由激光洞口传递至待测楼层，并用公式（H2=H1+b1+a2-a1-b2……）进行计算，得该楼层的仪器的视线标高，同时依此制作本楼层统一的标高基准点。
③标高的竖向传递要求
应从首层起始标高线竖直量取，且每栋建筑应由三处分别向上传递。当三个点的标高差值小于3mm时，应取其平均值;否则应重新引测。
3、进行边坡及附近建筑物的偏移和沉降观测
大型工程的边坡支护难度大，安全系数要求高。因此，对其进行定期限监测也是测量工作的一项重要内容。其方法是：首先沿基坑四周的边线每边均匀设置3個监测点：再选取两个可以通视的基准点，其坐标和高程已定出（既已知三维坐标）。通过全站仪三角高程测距法进行标站仪架设于其中一点上，另一点作为后视点，可定期测出监测点的三维坐标，并进行分析比较。
参考文献：
[1]赵志林.高层建筑工程施工的实践与探索[J].现代企业教育，2009.16.
[2]徐锐.全站仪水平角观测精度自我测定的方法探讨[J].安徽建筑，2005.3.
[3]王智超，伊晓东，刘兆民.CORS-RTK和全站仪在房屋竣工测量中的应用[J].北京测绘，2012.3.