全站仪在施工放样中精度的探讨

全站仪在施工放样中精度的探讨（精选7篇）

全站仪在施工放样中精度的探讨 第1篇

全站仪在施工放样中精度的探讨

随着社会经济和科学技术不断发展,测绘技术水平也相应地得到了迅速提高.测绘作业手段也有了一个质的飞越,测绘仪器设备由过去的光学经纬仪,逐渐地过渡到半站仪,接着又推出了全站仪,以致到现在发展到了静(动)态GPS.随着仪器设备不断地创新,测绘野外作业的劳动强度逐渐减轻,工作效率不断得到提高.对全站仪在施工中放样精度进行了探讨.

作 者：韩乃福 作者单位：武警水电第六支队,湖北,宜昌,443133刊 名：人民长江 PKU英文刊名：YANGTZE RIVER年，卷(期)：39(7)分类号：P204关键词：全站仪 放样 估计精度

浅析全站仪在路线放样中的应用 第2篇

路线放样是指将纸上所定路线或设计的内业成果测设到实际地面上, 简称为放样。传统的路线放样是用简单的测量仪器如卷尺、花杆、经纬仪等, 利用沿线的控制点或地物特征点来进行放样的。直线放样有直接定交点法、支距法、拨角法等。这些方法不仅工作效率低而且还放样精度差, 因此一般只用于低级公路放样, 如今已经逐步走向了淘汰的边缘。随着计算机的推广应用和全站仪的逐步普及, 加之利用两者快速准确的计算功能和测量功能, 利用坐标法进行放线作业的路线放样方式, 已经在工程测量工广泛应用。

2全站仪进行路线放样的相关知识

如图1所示, A点和B点是已知其大地坐标的导线点, C点是路中线上的待放点, 因为其平面大地坐标可以通过计算得出, 所以, 在这里我们将其视为已知。由A、B、C三点的坐标可以计算出AB与AC之间的夹角γ和AC的水平距离T。设置全站仪与测站点A, 后视点B, 根据γ和T就可以定出C点。这就是极坐标放线的简单原理。

有时候当A、C两点间由于建筑物等视线障碍不能通视时, 就需要设置转点D, 将仪器转至D点以放出C点。为此我们就可以求出新测站D点的平面大地坐标。

利用极坐标法路线放样的基本操作步骤如下:

a.在测站点A处安置全站仪, 后视B点;

b.根据γ角确定出AC方向, 指挥反射镜在AC方向线上前后移动;

c.测定测站点与置镜点之间的水平距离, 当其值等于已算出的T时, 置镜点为待放样点准确位置, 此时可以在此钉设桩志, 放出点C;

d.当测站点与待放点C不通视时, 可以选一与待放点通视的D点作为转点;

e.立镜于D点, 测出AD间的水平距离T及与AB的夹角β;

f.求出D点的平面大地坐标;

g.视D点为新测站点, 后视A, 同上述b、c步骤放出C点即可。

注意事项

a.放样点比较多时, 尽量采用数据传输的方式把放样点坐标导入电子全站仪内存。

b.安置测站时, 要进行测站数据检核, 使用的点位和坐标都要正确。

c.标定出放样点后要与图纸对照, 检查相关位置与图上设计的是否完全—致。

d.当放样距离比较远的时候, 为了避免大气折光的影响, 一般采用数据采集的方式测定引点, 在引点上安置仪器进行放样。

3操作案例

已知控制点CJ01和CJ02, 利用电子全站仪的数据采集功能, 把放样点1、2在地面上标定出来。控制点与放样点的坐标见表1。

精度与要求:

a.利用电子全站仪的存储管理菜单, 在内存卡上建立名为GC-CL的坐标数据文件, 并且把放样点1、2的坐标输入电子全站仪中, 在设置测站和后视时直接输入控制点。

b.视CJ01为测站点, 视CJ02为后视点 (定向点) 进行建站信息输入, 仪器高1.523m, 觇标标高1.300m。

c.利用放样功能把放样点1、2在地面上标定出来。

4结论

全站仪的应用使得路线测量变得更加便捷, 加快我国基础建设的速度。随着全站仪的不断更新换代, 要求我们不断学习各种仪器的操作, 认识全站仪在路线测量放样中的各种优缺点, 也有利于放样测量的顺利进行。

参考文献

[1]丁太平, 任永红.Auto CAD和全站仪在阿舍勒铜矿的应用[J].科技论坛, 2009.

[2]李茂新, 毛成瑞.全站仪支导线在贯通上的应用[J].黑龙江科技信息, 2011.

[3]曹宏.全站仪和Auto CAD在工程测量中的应用[J].科技论坛, 2010.

[4]李青岳.工程测量学[M].北京:测绘出版社, 2009.

全站仪在施工放样中精度的探讨 第3篇

关键词 全站仪；中线放样；坐标计算

中图分类号 U4 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2010)121-0065-02

1 概述

全站仪（General Total Station），由光电测距仪、电子经纬仪和数据处理系统组成。全站仪除能自动测距、测角外，还能快速完成一个测站所需完成的其它工作，包括平距、高差、高程，坐标以及放样等方面功能的计算。

2 道路中线桩坐标计算

如图1所示，一条路线由直线段、圆曲线段以及缓和曲线路段组合而成，我们把每一个路段称为曲线元。曲线元与曲线元的连接点即为曲线元的端点。如果一个曲线元的长度及两端点的曲率半径已经确定，则这个曲线元的形状和尺寸也就确定了。当给出曲线元起点的直角坐标和起点的切线坐标方位角，则曲线元在直角坐标系中的位置即可确定。经路线勘测设计后，交点JD的坐标（XJDYJD）、路线直线段的坐标方位角（A）、各交点的转角（a）、各圆曲线半径（R）、缓和曲线长度（Ls）都已经确定出来，这样根据各桩点的里程桩号，即可计算出相应的中线桩点坐标（X，Y）。

图1 直线、圆曲线和缓曲线组成的道路中线

2.1 直线段的中桩坐标计算

各桩点的坐标Xi，Yi计算公式如下：

Xi=X0+Di#cosA

Yi=Y0+Di#sinA               （1）

式中，X0，Y0为直线起点坐标；Di为各桩点至直线起点的距离；A为直线的坐标方位角。

2.2 缓和曲线段的中桩坐标计算

高等级公路在线路从直线变为圆曲线时，为使行车平稳，避免突然产生离心力，而感到不适，设计时往往在直线段和圆曲线段间加缓和曲线连接。

现在的公路设计一般将缓和曲线设计成回旋曲线，回旋曲线的基本公式为：

Q=                    （2）

式中，Q为回旋曲线上任一点的曲率半径；l为该点至回旋线起点的曲线长度；c为缓和曲线的曲率半径变化率。

直缓点ZH至缓圆点HY点间桩点的坐标Xi，Yi计算，可首先计算桩点的切线支距法坐标x，y，即以切线为x轴，以与切线垂直方向为y轴，以直缓点为原点建立起的直角坐标系。

缓和曲线在该坐标系中桩点坐标计算公式如下：

=l-+

      （3）

式中，l为桩点至缓和曲线起点ZH曲线长；c为缓曲线的曲率半径变化率，其值按下式计算c=R#Ls，R为圆曲线的半径，Ls为缓曲线长度。

然后通过坐标变换，将此坐标系坐标变换为测量坐标Xi，Yi，坐标变换公式如下：

Xi=XZH+x#cosA-y#sinA

Yi=YZH+x#sinA+y#cosA             （4）

式中，XZH，YZH为直缓点的坐标，A为ZH点切线方位角。在运用（4）式计算时，当曲线为左转角，应以y=-y代入计算。同样方法，可以计算出圆缓点YH至缓点HZ间缓曲线段中桩坐标。

2.3 圆曲线段的中桩坐标计算

计算圆曲线段中桩坐标，可首先计算出偏角H和弦长d，计算公式如下：

H=

d=2R#sinH                   （5）

式中，l为桩点至圆曲线起点（切点）的弧长；R为圆曲线半径。则圆曲线中桩坐标Xi，Yi计算公式如下：

Xi=X0+d#cos（A+H）

Yi=Y0+d#sin（A+H）              （6）

式中，X0，Y0为圆曲线起点的坐标；A为圆曲线起点的切线方位角。在运用式（6）计算时，当曲线为左转角时，应以H=-H代入计算。

2.4 道路立交匝道中线桩的计算

立交是高等级公路和交通繁重的城市道路不可缺少的组成部分。立交的设置，可以提高道路的通行能力，减缓或消除交通拥挤和阻塞，改善交叉口的交通安全。组成立交的基本单元是匝道。交叉口所谓/匝道0，是指在立交处连接立交上、下道而设置的单车道单方向的转弯道路。

匝道的曲线元也是由直线段、圆曲线段和缓和曲线段组成的。所不同的是匝道因具有连接立交上、下道路的功能，因此设计上可能具有连接两圆曲线的缓和曲线，如图2中的CD段即为连接圆曲线BC和圆曲线DE的缓曲线。对于其它曲线元中桩坐标计算方法与2.2和2.3中相同，不再赘述。这里单独论述两圆曲线间缓和曲线中桩坐标计算方法。

图2 立交匝道图

与2.2中计算缓和曲线中桩坐标步骤相似，首先计算出各中桩在切线支距法坐标系中的坐标，公式如下：

x=（l-l0）-

y=     （7）

式中，c为曲率半径变化率，其值为c=，Ls为缓曲线

长度，Q1，Q2为缓和曲线端点的曲率半径，即圆曲线的曲率半径，即圆曲线的曲率半径；l0=cQ1；l=l0+＄#（s-s0），其中s为计算坐标的桩点里程，s0为起点里程，＄为符号函数，当Q1>Q2时＄=1，否则＄=-1。

然后将此坐标系坐标换算成测量坐标，公式如下：

Xi=X0+＄#x#cosT-y#sinT

Yi=Y0+＄#x#sinT+y#cosT          （8）

式中，X0，Y0为缓和曲线起点坐标；T=A-k#，A为起点切线方

位角，k为符号函数，当曲线右转角时k=1，左转角时k=-1。

3 桥涵中心和轴线控制桩坐标计算

3.1 墩、台中心坐标计算

首先应根据桥梁设计图纸中桥中心线桩号及墩台设计尺寸，计算各墩、台中心里程桩号，并依此计算各墩、台中心所在线路上的平面坐标，计算方法参考2.1~2.4所述。如果设计文件中给出各墩、台中心的坐标，可直接利用坐标进行测设。

3.2 轴线控制桩坐标计算

由于施工过程中，已放样的墩、台中心桩将被破坏，并且施工要求随时恢复墩、台中心及控制墩、台外轮廓线，为此还要放样出墩、台轴线控制桩如图3所示。轴线控制桩坐标计算，依据墩、台中心坐标和轴线的方位角及控制桩距墩、台中心的距离计算。轴线方位角可根据线路在墩、台中心处的切线方位角及桥涵设计图纸中的有关数据推算；控制桩距中心距离可根据实地便于设桩和不受施工干扰处，实地测量出。

图3 桥墩、台轴线控制桩示意图

4 全站仪在公路施工放样中的使用方法

4.1 放样步骤

导线控制一般在道路勘测阶段已经完成，对于高等级公路，布设的导线应该与附近的高级控制点进行联测，构成附合导线。

在测设道路中线过程中，由于原勘测设计时所建立的导线点密度不够或已遭破坏，往往需要在原有导线的基础上再加密一些施工导线点，以便反中桩逐个定出。现场放样如图4所示，将仪器置于导线上，按中桩坐标进行测设，把中桩逐个定出。具体操作可参照全站仪的/施工放样0的有关内容。值得指出的是，采用全站仪坐标法测设中桩，由于没有误差的逐点累积，故放样的点位精度较高。

图4 用全站仪测设道路中线示意图

全站仪放样桥墩、台中心和桥涵轴线控制桩方法与放样中线一样，值得注意的是，放样平面位置后，需要进行经纬仪现场穿线，场地条件允许时还需用钢尺丈量相邻控制桩距离，以检验放样是否有误。

4.2 比例因子的设置

当应用全站仪进行施工放样时，若控制点坐标采用的是高斯平面直角坐标时，应对全站仪中的比例因子进行设置。不进行比例因子设置时的比例因子为1：11000000，也即不对距离进行改化。设置的比例因子包括高程因子和格网因子两项，分别对应地面水平距离到大地水准面的改化和到高斯平面的改化。

高程因子＄1=-              （9）

式中Hm为控制点和被放样点的高程的平均值，实际计算时，可只取控制点的高程计算即可。R为地球的平均曲率半径R=61371@106m

格网因子＄2=               （10）

式中Ym为控制点与被放样点横坐标（高斯坐标扣除带号和500km后的坐标真值）的平均值，实际计算时，可只取控制点的横坐标计算即可；R=614@106m。

注意：＄1、＄2计算取至小点后6位；则比例因子为：

1：（11000000+＄1+＄2）

5 结语

全站仪中线放样法在路桥施工中使用，既保证了精度，又加快了速度，因而取得了满意的效果。全站仪的应用为现代高等级公路的设计和施工提供了极大的便利，因此，及时掌握全站仪在高等级公路施工放样中的应用技术是非常重要的。

参考文献

[1]聂让,许金良,邓云潮.公路施工测量手册[M].北京:人民交通出版社,2000.47-59,133-142.

[2]宁静,梁旭山,时进.全站仪在公路勘测中的应用.辽宁交通科技[J].2002,25(5):5-7.

全站仪在施工放样中精度的探讨 第4篇

工程放样是工程测量的一个分支, 其主要任务是按照设计和施工的要求, 将图纸上设计建 (构) 筑物的点位, 在现场标定出来。施工放样必须遵循“从总体到局部”、“先控制后碎步”的原则[1,2]。现阶段平面施工放样常采用全站仪极坐标法或RTK坐标法进行放样。本文通过对同一工程, 利用全站仪进行放样的数据与RTK放样的数据进行分析比较, 得出两者间的差别及各自的优越性。

2. 全站仪放样的精度分析

使用全站仪极坐标法放样, 各项误差的来源及对放样点位误差的影响估算[3]:

1) 水平角测设误差的来源及影响

(1) 望远镜照准误差ms; (2) 读数误差mr; (3) 仪器误差mi; (4) 外界条件的影响mv; (5) 目标偏心引起的误差mp; (6) 测站偏心引起的误差m0

2) 水平距离的测设精度

放样过程中, 测设距离的误差主要来源于仪器误差, 测站偏心引起的距离误差等。

(1) 仪器误差md; (2) 测站偏心误差

3) 地面点的标定误差τ

引起地面点标定的因素主要有对中杆的偏心引起的误差和在地面上进行标记的误差。

(1) 对中杆偏心引起的误差m1; (2) 地面上标记的误差m2

4) 各项测设误差对放样点平面位置的综合影响值估算

根据上述对各项误差的分析和估计, 取不同的D值, 把各项误差代入式 (2-1) , 求得各项误差对放样点位置中误差的影响, 见表1。

从表1中可看出, 随着边长的增长, 其测角中误差减小较快, 而测距中误差和放样点点位误差的变化不是很明显。

为了能更加直观的反映出各项误差对放样点位置中误差的影响, 绘制了各项中误差折线图, 如图1。

3. RTK放样的精度分析

在RTK放样测量过程中的影响精度的因素[4,5]:

1) 转换参数引起的精度损失;

2) 基准站与流动站之间的距离误差;

3) 基准站的误差。

4.全站仪和RTK施工放样的成果对比分析

表2为通过实际测量的一个实例成果表, 是用两种测量方式进行测量的成果对比表, 点布设时为RTK方式, 使用的仪器为拓普康RTK, 预设精度为±3cm, 基准站设在线路的中间, 在布设完成后用苏一光全站仪进行了复测, 复测时按一级导线精度要求测设, 复测导线经严密平差后的单位权中误差为±2.1″, 导线的实际精度优于规范中有关一级导线的精度要求。通过对比可以看出, 两次成果中坐标最大差值为-2.67, 所测点的误差均小于±5cm的规范要求。

由表2, 我们可以看出全站仪放样成果与RTK放样成果的差值有一部分为毫米级, 但多数差值为厘米级。除A2点比较特别外 (估计点位有移动) 其他点位误差较大的点均位于两端, 即RTK成果的误差与基准站的距离成正比。为了更直观地反映出全站仪放样成果与RTK放样成果的差值, 绘制了差值折线图, 如图2。

5.总结

通过上面的工程实例分析, 利用全站仪进行工程放样与利用RTK进行工程放样的精度都能够满足实际工程的需求, 因此在实际放样过程中, 我们可以根据现场的实际情况采用何种仪器进行放样。全站仪施工放样技术具有测量精度高 (一般情况下可达毫米级) , 仪器的集成化、自动化和智能化程度高等优点。直接利用施工控制点和放样点的坐标进行放样工作, 避免了大量的放样数据的准备工作, 提高了施工测量的工效, 同时也减少了施工放样中可能出现的差错。缺点是:不通视、人为影响、堆料等因素的影响, 往往会降低了工作效率, 不但浪费时间和精力, 而且定位精度也受到影响。利用RTK放样不但克服了传统放样法和坐标放样法的缺点, 而且具有观测时间短, 精度高、无须通视、现场给出精确坐标等优点, 但其放样精度远远不及全站仪。RTK技术仍存在许多误差, 例:外界因素所造成的误差我们要特别注意, 如多路径效应等。

摘要：目前, 全站仪与RTK在工程方面的应用越来越广泛, 起着很重要的作用。本文首先阐述了利用全站仪在进行工程放样中可能产生误差的原因并对放样的精度进行分析, 并阐述了利用RTK在进行工程放样中可能产生误差的原因及对放样的精度进行分析。通过对工程放样数据的分析比较, 最后得出利用全站仪和RTK放样的优缺点。

关键词：全站仪放样,RTK放样,精度分析

参考文献

[1]张正禄, 李广云, 潘国荣等.工程测量学[M].武汉:武汉大学出版社.2005.

[2]南京工业大学测绘工程教研室.测量学[M].北京:国防工业出版社.2005.

[3]吴贵才.全站仪在建筑工程放样中的应用[J].山西建筑.2007, (15) :360～361.

[4]安永强, 王艳华, 王泽民.RTK技术在工程测量中的应用[J].城市勘察.2004, (2) :22～24.

全站仪在施工放样中精度的探讨 第5篇

关键词：场馆测量弧形放样主轴线控制

中图分类号：P62文献标识码：A文章编号：1007-3973(2010)012-032-02

1原理

全站仪是一种集光、机、电为一体的新型测角仪器，与光学经纬仪比较电子经纬仪将光学度盘换为光电扫描度盘，将人工光学测微读数代之以自动记录和显示读数，使测角操作简单化，且可避免读数误差的产生。电子经纬仪的自动记录、储存、计算功能，以及数据通讯功能，更进一步提高了测量作业的自动化程度。全站仪与光学经纬仪区别在于度盘读数及显示系统，电子经纬仪的水平度盘和竖直度盘及其读数装置是分别采用两个相同的光栅度盘(或编码盘)和读数传感器进行角度测量的。根据测角精度可分为0.5″，1″，2″，3″，5″，10″等几个等级。

2仪器结构简介

徕卡TPS402全站仪同电子经纬仪、光学经纬仪相比，增加了许多特殊部件，因此使得全站仪具有比其它测角、测距仪器更多的功能，使用也更加方便。这些特殊部件构成了全站仪在结构方面别具一格的特点。几乎可以应用在所有的测量领域里。电子全站仪由电源部分、测角系统、测距系统、数据处理部分、通讯接口、及显示屏、键盘等组成。

3徕卡TPS402放样界面

按菜单键：显示F1应用程序，F2系统设置，F3EDM设置，F4数据管理再按F1应用程序：显示F1测量，F2放洋，F3自由设站，F4参考线放样F2放样：

F1设置作业，F2设置测站，F3定向，F4开始按F1建立作业名；按F2输入测站点号、站高、觇标高。

(1)开始后按F4再按F3输入点号、坐标、高程并保存数据。

(2)按F4后第一页为极坐标放样、第二页为交叉法、第三页为增量法。

(3)一般使用极坐标放样。

1)首先将度盘dhz转到000°00′00″

2)然后沿该方向按F3测距直到把d／△测到OM为止。

(4)重复3步骤或接点号左右键查找到要放样的点(事先通过数据传输)。

4工程放样应用

工程建筑主体为某场馆，工程红线范围面积约2310 m²，建筑主体为2楼，高约10 m。占地约1350 m²，施工区域范围南北长约70m、东西宽约60m。

放线测量的工作内容：从基础到竣工的所有放线测量工作。包括基础、承台定位放线及复核，地脚螺栓定位放线及复核；钢结构吊装定位放线及复核；外墙装饰面定位放线及复核：室内装修定位放线及复核：室外工程定位放线及复核。

场馆的外形多数不同与一般的楼房，普通楼房多为规则形状。该场馆的高度不高但主体承台平面为弧形不规则图形，弧形建筑施工的测量放样与一般的矩形建筑物的测量放样方法有着很大的区别，矩形建筑的测量定位可以根据建筑物的纵横轴线在建筑物四周设置龙门板，以此来控制建筑物的纵横轴线；楼层轴线的放可以利用垂线由一层楼面逐层往上引纵、横轴线各一条或数条来完成。弧形建筑平面位置控制桩的设置以及轴线的向上传递若也采用同样的方法，会增加工作量，投入的人力、时间都会增大，放样速度也慢，放样的精度较难达到要求。因此，须在测量技术方案分析论证的基础上，采取切实可行的技术措施，保证测量放样的精度，满足施工要求。弧形建筑工程施工中的测量放样。圆弧线的确定有两个条件，即圆心和半径。放样中，只要给出圆心位置和半径长度，就可以放出弧线来。

4.1平面控制网的测设

(1)平面控制网布设原则

平面控制网先从整体考虑，遵循先整体、后局部，高精度控制低精度的则

(2)平面控制网的精度

本工程面积小，为钢框架剪力墙结构，按一级方格网控制即可满足施工要求。

等级边长(m)测角中误差(″)边长相对中误差一级100～3005≤1／30000

(3)主轴线控制桩的建立

根据建筑物平面形状的特点，利用给定现场放点定出主控轴线。定位放线时精确测出控制轴线网，并将标桩设在即便于观测又不易遭到破坏地方加以固定、保护。轴线控制桩T型形式布设3个，以便检测基线点位有无变动。

4.2测量放线工作

根据工程实际情况，为确保精度，选定适宜的测量方法，本着“以大定小，以长定短，以精定粗”“先整体后局部”的原则进行测量。垂直偏差的测量采取“定时、定点”测量方法，以减少太阳光因照射角不同而引起的偏差。

(1)平面位置放样

1)在控制点上架设全站仪并对中整平，初始化后检查仪器设置：气温、气压、棱镜常数；进入放样界面，输入(调入)测站点的三维坐标，量取并输入仪器高，输入(调入)后视点坐标，照准后视点进行后视。如果后视点上有棱镜，输入棱镜高，可以马上测量后视点的坐标和高程并与已知数据检核。

2)放样目标点遵循先定向后测距的步骤操作。输入(调入)放样的点号，全站仪会通过测站、后视点和目标点坐标自动算出偏移的方向，转动照准部，使偏移方向角为接近0值，指挥好镜杆在照准视线方向上，然后进行距离实测。全站仪会自动算出计算实测距离D与放样距离D°的差值：AD=D-D°，指挥镜杆在视线上前进或后△D，不断验证△D，直到△D小于放样限差，确定好目标点位置，再测量一次，若△D小于限差要求，则可精确标定点位，否则重复以上操作步骤，直至满足放样精度要求为止。

3)全部放样点放样完毕后，100％检核放样点并记录，其差值应不大于放样点的允许偏差值。

5结束语

全站仪在施工放样中精度的探讨 第6篇

关键词：法线式直线方程,测量坐标系,建筑坐标系,坐标方位角,放样,全站仪,双变量线性回归,解方程组

0 引言

建筑物轴线的交点的坐标往往为建筑设计坐标,与全站仪所架设的已知控制点的测量坐标系统不一致,必须将交点的建筑设计坐标换算成对应的测量坐标,方可通过全站仪极坐标放样的方法定出轴线交点的位置。本文提出一种无需进行建筑坐标到测量坐标的转换便可求建筑物轴线交点坐标的方法。只要在测量坐标系统下建立建筑方格网主轴线法线式直线方程,并以此推求出建筑物轴线的法线式直线方程,进而通过解方程组求得交点的测量坐标。

1 直线法线式方程

如图1所示,过坐标原点O作直线L的垂线,也称直线L的法线,原点O到直线L的距离为P,也称为法线长,其恒为非负数,x轴逆时针(x轴正向转向y轴正向)到直线L的夹角为θ。

任意直线均有唯一的θ和P,或已知θ和P便可确定一条直线,则(1)式可以表示直线L的位置,我们称该式为直线L的法线式方程[1]。

在测量的直角坐标系中,由于坐标的纵轴为x轴,横轴为y轴,如图2所示。

如果定义由x轴坐标正向转向y轴坐标正向到直线L的夹角,设为Q。原点O到直线L的距离为P,也为法线长,其恒为非负数。那么所建立的直线的方程的形式依然为(1)式,即:

夹角Q刚好符合测量中坐标方位角的定义,所以Q也称为法线P的坐标方位角[2]。

2 建筑物轴线交点坐标的计算方法

2.1 建立建筑方格网的主轴线法线式方程

通过坐标测量的方法求得建筑方格网主轴线上的各主点的测量坐标,然后按照双变量线性回归计算[3]、[4]方法获得在测量坐标系中的主点所在主轴线的斜截式直线方程为:y=Bx+A(其中A,B为所求回归方程的系数)。

若设直线的坐标方位角为α,则tanα=B,而A为直线L在y轴上的截距。所以:α=tan-1B。

由图2又知Q=α±90°,则可求出两个Q。

可见P=AsinQ,将所求的两个Q分别代入,取使P大于0所对应的Q,同时也知道了P值,从而建立了建筑方格网主轴线的法线式直线方程。

2.2 推求建筑物轴线的法线式方程

由图3可知,若待求直线同直线L平行,且间距为d,则待求直线的法线式方程为:

若待求直线位于坐标原点和已知直线之间取“-”号,位于同侧则取“+”号。由于建筑物各轴线同建筑方格网主轴线平行,所以由设计施工图上获得建筑物轴线同建筑方格网主轴线的间距,由(3)式很容易推求出建筑物轴线的法线式直线方程。

2.3 计算轴线交点的坐标

将两两相交轴线的直线方程联立,求所组成一元二次方程组的解即为二者交点的测量坐标。(图3)

3 举例说明

如图4所示,有一建筑坐标系x′o′y′,x′轴上的主点为W、V,y′上的主点为M、N。由建筑场地的已知测量控制点测得各主点的测量坐标为W(6768.519,2049.375)、V(6236.057,1452.313)、M(6726.187,1551.171)、N(6278.390,1950.518)。

建筑物ABCD的长为100米,宽为60米,且到两主轴线的距离分别为35米和40米,求建筑物四角的测量坐标。

解:按双变量线性回归法,并进行转换可求得两主轴线的法线式直线方程的参数为:

因为AB、CD平行WV,则AB和CD的直线方程参数为:

同理,AD、BC平行MN,则AD和BC的直线方程参数为:

分别联立LAB和LAD、LAB和LBC、LBC和LCD及LCD和LAD直线方程解得A、B、C、D的坐标为:

4 结束语

通过上述的方法便可求出建筑物四角的测量坐标。只要在设计图中找出建筑物轴线同方格网主轴线间的几何尺寸,而无需知道各交点的设计建筑坐标,然后就可以运用全站仪极坐标放样的方法,在实地定出各点,为建筑物的基础开挖和施工提供依据。如果再据此编写相应的程序,就更方便、快速地计算出所有建筑物顶角的测量坐标。

参考文献

[1]陈希英.平面解析几何入门[M].黑龙江:黑龙江教育出版社.1988.

[2]宁津生.测绘学概论[M].湖北:武汉大学出版社.2008.

[3]刘顺忠.数理统计理论、方法、应用和软件计算[M].湖北省:华中科技大学出版社.2005.

全站仪在施工放样中精度的探讨 第7篇

在公路测量中,特别是在山区的公路施工放样中,施工场地上经常是多工种交叉作业,在填挖路段,随填挖土方的进展使得地面变动较大,或者在桥梁的基础开挖时,如果基坑比较深,加之车辆碾压振动和设备的堆放,场地上的施工控制点很容易遭受破坏。如果将施工控制点设置在附近的山上,则能很好地保存。但这种情况下,施工控制点上架设全站仪往往看不到路基和基坑中的许多细部点,无法用点对点常用方法测设放样点位置,而是需要根据施工控制点再在场地上临时测定一点,用于测设。这个临时点的测定采用后方交会法则较为有利。按上述方案利用后方交会建立临时测设点测设公路,能适应复杂施工现场的特殊要求,减少测量人员的工作量,使施工放样变得快捷、准确,大大提高了工作效率。

1 全站仪的后方交会功能

在施工现场,只要有两个或两个以上的通视已知导线点,在要测设的点附近选一和导线点P、放样点都通视的点架设好全站仪。开机后在全站仪的菜单上选择后方交会测量功能(rese-),照准已知导线点1,选择测定P点和已知点1之间的距离(或者角度);再照准知导线点2,同样选择测定P点和已知点2之间的距离(或者角度)。如果有3个已知点,则按同样的方法测量数据。测量完后选择计算,等几秒钟后,就会出现计算结果,也就是仪器架设点的坐标。确定后,设置为本站坐标,对好后视后就可以按常规的点对点的方法进行放样测量了。下面以索佳SET2110,SET3110,SET4110等系列全站仪来说明具体的操作过程。

以下是以多个已知点进行的距离测量后方交会设站,具体操作步骤如下:

1)在测量模式的第3页菜单下按“RESEC”,显示“已知点坐标输入屏幕”。

2)输入第1已知点的坐标后按回车键。

在操作过程中,如需中断数据输入,按“ESC”键;读取坐标数据,按“RAED”键;记录坐标数据,按“ESC”键。

3)完成第1已知点坐标的输入后按[OK],显示 “第2已知点坐标输入屏幕”。

4)重复第2)步和第3)步输入全部已知点各点的坐标。

5)全部已知点坐标输入完毕后按“MEAS”,显示 “开始后方交会测量屏幕”。

6)照准第1已知点,按“ANGLE”只进行角度测量,或者按“SDIST”进行角度距离测量。

7)当测量或者重复测量模式下按“STOP”后,显示“测量结果屏幕”。

若是按“ANGLE”只进行角度测量则将不显示距离值。若采用该测量结果,输入第1已知点的标高后按“YES”,随之屏幕提示进入下一已知点的观测。

8)重复第6)步,第7)步进行对第2点及其他已知点的测量。

当计算测站点坐标所需的最少观测值数量得到满足后,屏幕上将显示出“CALC”。

完成对全部已知点的测量后,按“YES”自动开始坐标计算。

操作过程中,重新观测同一点按“NO”;观测下一点按“YES”;计算测站点坐标按“CALC”。

9)进行测站点坐标计算时,屏幕显示“测站点坐标计算屏幕”。

10)计算完成后,显示计算结果。其中标准差“σN”“σE”为交会测量结果的精度。

11)按“OK”采用所计算结果,该结果被作为测站坐标进行记录。显示恢复方位角设备屏幕。当放弃计算结果停止观测、重新观测或增加已知点时分别按[ESC],[RE-OBST]或[ADD]键;采用的计算结果需要计入工作文件时按[REC];若需要定向设置方位角按[OK],否则按[ESC]。

12)按[YES]设置方位角定向,否则按[NO]。设置好方位角就可以进行其他测量了。

2 可能的误差分析

1)平面部分精度计算,边角后方交会法测量测站点的精度估算公式为:

其中,mpj为测站点的点位中误差,mm;b=27.472 2 d;K=363.938 927 3/363.934 172 6=1.000 013 065;ms=0.001 285 5 m;s=652.166 462;mb=0.039 2;Q=206 265。

由于规范标准主要以点位中误差来衡量平面控制网的精度,因此,通过上式的计算结果与规范规定的相应控制网等级相比照,得出计算结果的中误差达到二等平面控制网的精度要求。

2)控制网中导线点最弱点的点位中误差:

mpj=ms2+[smb/Q]2=2.4 mm<(5～7)mm。

其中,mpj为测站点1的点位中误差,mm;ms为测距中误差,ms=0.002 m;s为测距边边长(平距),s=652.166 462;mb=2;Q=206 265。

mpj的值均在二等控制网点的点位中误差限差要求5 mm～7 mm的范围内,所以平面控制网精度达到三等精度要求。

3 后方交会在公路放样中的应用及优点

3.1 在路基放样中的应用

后方交会测量在公路施工测量中应用很方便,特别是在山区公路和山陵重丘等公路测量时,由于地形复杂,地表的高差大,点与点的通视性差,而且在施工时的填挖高度大,施工机械经常在地表作业,会把一些埋设较近的导线点破坏掉。因此,导线点不能太靠近路基。但是,随着施工的进行,在高填和深挖的地段就慢慢的看不见路基上的觇标,甚至根本就看不见后视点,也就是说前后视不能通视,要想使放样顺利进行,最好的方法就是在路基上架设仪器。这样做有几点好处:1)不用背着沉重的仪器翻山越岭,只需跑后视的人员到已知的导线点上,减少测量的劳动强度;2)可以解决不通视的问题。如果仍就使用平常的点对点测量方法,就需要转点,每次转点的时间要很久,在地形复杂的地方一般要1 h,降低了工作效率,而且再重新架设仪器就增加了出错的可能性;3)在路基上放样,有利于和现场管理人员交流,及时体会现场人员的意图。

当然在路基放样时,由于精度要求不是很高(和桥涵放样比较),可以选择支点法,但是支点法在测量时一次要在距离很远的地方架设两次仪器,劳动量大,耽误时间,影响现场施工的效率,比不上后方交会测量。

3.2 在桥涵基坑开挖时的应用

在桥涵施工时,由于在开挖之前要经过平整场地,施工队搭设住宿地,设置材料、模板临时堆放场地,还要挖出基坑土石方的临时堆放区,因此,桥涵的实际施工场地比设计用地大很多。测量的控制点就必须在这个场地之外,也就是距离基坑比较远。当基坑开挖好后,用全站仪重新恢复放样点时,再在较远的控制点上架仪器就看不见基坑里面了。为了便于更好的一次性把基坑里的放样点测设完,必须把仪器架设到基坑边缘,利用交会测量设置测站坐标。这样,在放样时不但可以用视线检验觇标的垂直度,更能保证测量的精度。

另外,在桥涵定点放样时,每次放样完成时,一定要在基坑周围重新选择一点再次架设仪器,重新对刚测设好的点进行检测,保证测量点的准确。

4 注意事项

1)每次在架仪器前,要保证架仪器的点一定要覆盖本次放样的范围。避免重复架仪器,这样才能体现交会测量的优点。

2)每次在全站仪计算测站坐标完成后,会有一个误差显示,这个误差一般在10 mm以内,如果有几十毫米,则本次测量可能不准确,一定要注意。

3)对于高程的测量,不一定在交会测量时计算出来,可以在后视时再利用后视的高程反算本次架设的仪器视线高程。

摘要：介绍了全站仪的后方交会功能,阐述了多个已知点进行距离测量后方交会设站的步骤,分析了测量过程中可能产生的误差及精度计算公式,研究了后方交会在公路放样中的应用及其优点,提出了测量时的注意事项,从而提高测量工作效率。

关键词：公路测量,后方交会,全站仪,施工放样

参考文献

[1]吴贵才.全站仪在建筑工程放样中的应用[J].山西建筑,2007,33(15):360-361.

[2]聂让.公路工程施工测量[M].北京:人民交通出版社,2000:7.