全站儀集光電測距儀、電子經(jīng)緯儀和微處理機(jī)于一體,不僅能同時自動測角、測距,而且精度高、速度快,尤其是它提供的一些特殊測量功能如對邊測量(RDM)、懸高測量(REM)、放樣測量等,給測量工作帶來了極大的方便。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,先談一談懸高測量的原理和應(yīng)用,并對其加以改進(jìn),以便更好地用于實(shí)際測量工作。
　　一測量原理和應(yīng)用
　　所謂懸高測量,就是測定空中某點(diǎn)距地面的高度。全站儀進(jìn)行懸高測量的工作原理如圖1所示。首先把反射棱鏡設(shè)立在欲測目標(biāo)點(diǎn)B的天底B'點(diǎn)(即過目標(biāo)點(diǎn)B的鉛垂線與地面的交點(diǎn)),輸入反射棱鏡高k;然后照準(zhǔn)反射棱鏡進(jìn)行距離測量,再轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)目標(biāo)點(diǎn)B,便能實(shí)時顯示出目標(biāo)點(diǎn)B至地面的高度H。
　　
　　圖1懸高測量示意圖
　　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+k(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,懸高測量的原理很簡單,觀測起來也很便捷。利用全站儀提供的該項(xiàng)特殊功能,可方便地用于測定懸空線路、橋梁以及高大建筑物、構(gòu)筑物（如煙囪、電力塔等）的高度。
　　值得注意的是,要想利用懸高測量功能測出目標(biāo)點(diǎn)的正確高度,必須將反射棱鏡恰好安置在被測目標(biāo)點(diǎn)的天底,否則測出的結(jié)果將是不正確的(如圖2所示)。
　　
　　圖2棱鏡不在目標(biāo)的天底
　　在實(shí)際工作中,要將反射棱鏡恰好安置在被測目標(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。為此,需先投點(diǎn)再進(jìn)行懸高測量。
　　二改進(jìn)方法
　　在實(shí)際工作中,我們除遇到上述情況外,還經(jīng)常遇到這樣的情況,即無法得到被測目標(biāo)點(diǎn)的天底(如塔式建筑物、構(gòu)筑物)或投影處無法安置反射棱鏡(如懸空線路跨水塘)。此時,該如何進(jìn)行懸高測量呢?下面就介紹一種改進(jìn)方法。
　　如圖3,欲測定一塔式建(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A、B兩點(diǎn)間的平距DAB和高差hAB;同時轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡觀測至塔頂C點(diǎn)的豎直角α1。然后再將反射棱鏡立于塔基D點(diǎn),測定A、D兩點(diǎn)間的高差hAD。接著將儀器安置于B點(diǎn),觀測至塔頂C的豎直角α2,即可求得目標(biāo)高度H=H1+H2。
　　
　　圖3目標(biāo)天底無法安置棱鏡
　　A、D兩點(diǎn)的高差hAD已測得,量取A點(diǎn)的儀器高i1后,則不難求得H2=i1-hAD。下面,我們來推算H1的計(jì)算公式。
　　從圖3可知
　　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,利用正弦定理可得
　　(5)
　　所以有
　　(6)
　　上述的計(jì)算過程可通過編程存入全站儀的磁卡中,使用時可實(shí)時地顯示出被測目標(biāo)的高度。上述的計(jì)算公式雖然是針對圖3推導(dǎo)出來的,但卻具有普遍性,由于篇幅所限此處不一一推證。
　　綜上所述,全站儀的普及使用,的確給我們的測量工作帶來極大的方便,但在實(shí)際工作中,對全站儀提供的一些功能不能盲目地使用,否則將不會得到正確的結(jié)果。同時,要結(jié)合自己的具體工作,不斷地對全站儀的功能進(jìn)行開發(fā),才能更好地發(fā)揮全站儀的先進(jìn)功能。

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