關(guān)于全站儀的測(cè)量外業(yè)與內(nèi)業(yè)計(jì)算

1、全站儀使用方法在這個(gè)日新月異的社會(huì)里，有許多的東西在被取代。在老前輩的時(shí)候用作測(cè)量放線的是經(jīng)緯儀，而經(jīng)緯儀受地形的影響，地勢(shì)變化大的地方用經(jīng)緯放線很不方便。因此在經(jīng)緯儀的基礎(chǔ)上聰明的人又發(fā)明了全站儀，它使前線的施工放線工作變的簡(jiǎn)單、快捷化。而且無(wú)累積誤差，是現(xiàn)施工放線中最常用的方法?，F(xiàn)西北項(xiàng)目部用的是拓普康GTS-332N電子全站儀，下面就以此型號(hào)的全站儀作一下簡(jiǎn)單的介紹。儀器的各部分名稱見說(shuō)明書第10、11頁(yè)。先來(lái)介紹一下儀器的安置（儀器的整平與對(duì)中）1、 安置三腳架：先將三腳架打開，伸到適當(dāng)高度，擰緊三個(gè)固定螺旋。2、 將儀器安置到三腳架上：將儀器小心地置到三腳架上，擰緊中心連接螺旋。3、

2、 儀器的對(duì)中（光學(xué)對(duì)中器）：先用光學(xué)對(duì)中器粗略對(duì)中，具體方法如下：光學(xué)對(duì)中器的中心距測(cè)站點(diǎn)較遠(yuǎn)，則應(yīng)移動(dòng)三腳架，其方法是將一腳架固定住，移動(dòng)另外兩個(gè)腳架將其對(duì)準(zhǔn)測(cè)站點(diǎn)，在此當(dāng)中可利用人的腳來(lái)幫忙找點(diǎn)，這樣會(huì)提高效率。對(duì)中后將另外兩個(gè)腳架也踩實(shí)，尤其是在地面較軟的情況下這項(xiàng)工作尤為重要。4、 利用腳架的升降將圓水準(zhǔn)氣泡居中。5、 再一次用光學(xué)對(duì)中器對(duì)測(cè)站點(diǎn)：對(duì)中的目的是使儀器的中心與測(cè)站點(diǎn)位于同一鉛垂線上。輕輕松開中心螺旋至儀器可移動(dòng)即可，將儀器輕輕移動(dòng)至對(duì)中器對(duì)準(zhǔn)測(cè)站點(diǎn)為止。6、 精確整平：整平的目的是使儀器的豎軸居于鉛垂位置，從而使水平度盤水平。整平時(shí)，先轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部平行于任意兩個(gè)腳螺旋的連線

3、，使兩個(gè)腳螺旋作相對(duì)（或相反）轉(zhuǎn)動(dòng)，左手大拇指的運(yùn)動(dòng)方向即為氣泡移動(dòng)方向。當(dāng)氣泡居中后，再將照準(zhǔn)部平轉(zhuǎn)90°,旋轉(zhuǎn)另一個(gè)腳螺旋使氣泡居中。這一工作需反復(fù)多次，直至氣泡在任何位置都居中為止。（部分分儀器也可用電子氣泡調(diào)平）7、 儀器的照準(zhǔn)：首先轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡使十字絲清晰，然后旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部，使望遠(yuǎn)鏡筒上的瞄準(zhǔn)器照準(zhǔn)目標(biāo)，擰緊水平制動(dòng)螺旋和豎直制動(dòng)螺旋；再轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡物鏡調(diào)焦筒，使目標(biāo)成像清晰；最后旋轉(zhuǎn)水平和豎直微動(dòng)螺旋，使十字絲精確照準(zhǔn)目標(biāo)，仔細(xì)消除視差。全站儀各鍵功能簡(jiǎn)介：POWE維為電源開鍵；星鍵用于如下項(xiàng)目的設(shè)置或顯示：（1）顯示屏對(duì)比度（2）十字絲照明（3）背景光（4）傾斜改正（5）設(shè)置音

4、響模式；ANG角度測(cè)量模式MEN比單鍵ESC退出鍵ENT確認(rèn)鍵F1-F4為軟鍵（功能鍵）對(duì)應(yīng)于顯示的軟鍵功能信息。利用全站儀測(cè)角的方法：在將儀器對(duì)中整平的情況下開機(jī)，屏幕顯示為測(cè)角模式V為豎直角HR為水平角，如需測(cè)角可直接讀數(shù)。置盤：確認(rèn)處于角度測(cè)量模式（1）照準(zhǔn)目標(biāo)（2）按F3（置盤）鍵（3）通過(guò)鍵盤輸入所要求的角度如70°04'30則應(yīng)輸入70,0430即在度后加.然后輸入分和秒。置零：確認(rèn)處于角度測(cè)量模式（1）照準(zhǔn)目標(biāo)（2）按F1（置零）鍵根據(jù)屏幕顯示顯示提示按確認(rèn)鍵即將水平度盤置零。利用全站儀測(cè)距：距離測(cè)量（連續(xù)測(cè)量）：（1）確認(rèn)處于測(cè)角模式（2）按下測(cè)距鍵（MENI

5、M下方）巨,距離測(cè)量開始，顯示測(cè)量的距離（HD為平距，VD為高差，SD為斜距）再次按測(cè)距鍵，顯示變?yōu)樗浇牵℉R）,垂直角（V）和斜距（SD）o距離放樣：該功能可顯示出測(cè)量的距離與輸入的放樣距離之差（測(cè)量距離-放樣距離=顯示值）放樣時(shí)可選擇平距（HD,高差（V。和余距（SD中的任意一種放樣模式。（1）在距離測(cè)量模式下按F4（1）鍵，進(jìn)入第2頁(yè)功能（2）按F2（放樣）鍵，顯示出上次設(shè)置的數(shù)據(jù)（3）通過(guò)按F1-F3鍵選擇測(cè)量模式例：水平距離（4）輸入放樣距離（5）照準(zhǔn)目標(biāo)（棱鏡）測(cè)量開始。顯示出測(cè)量距離與放樣距離之差（6）移動(dòng)目標(biāo)棱鏡，直至距離差等于0m為止。對(duì)邊測(cè)量：測(cè)量除支鏡點(diǎn)外另兩個(gè)目標(biāo)棱鏡

6、間的水平距離，斜距，高差和水平角。（如下圖）棱鏡點(diǎn)A支鏡點(diǎn)棱鏡點(diǎn)B（1）按MENUIC再按F4（1）鍵進(jìn)入第2頁(yè)菜單（2）按F1鍵（3）按F2對(duì)邊測(cè)量鍵（4）按F1或F2鍵，選擇是否使用坐標(biāo)文件例：不使用坐標(biāo)文件（5）按F1或F2鍵，選擇是否使用坐標(biāo)格網(wǎng)因子例：F2不使用坐標(biāo)格網(wǎng)因子（6）按F1鍵（7）照準(zhǔn)棱鏡A,按F1（測(cè)量）鍵顯示儀器到棱鏡A的平距（HD（8）測(cè)量完畢，棱鏡位置即被確定（9）照準(zhǔn)棱鏡B,按F1（測(cè)量）鍵顯示儀器到棱鏡B的平距（HD（10）測(cè)量完畢顯示棱鏡A與B之間的平距dHDft高差Dvdo加熱器開/關(guān)：屏幕加熱器可以設(shè)置為開或是關(guān)。當(dāng)氣溫低于0c時(shí)，儀器內(nèi)裝的加熱器就自動(dòng)

7、工作，以保持顯示屏正常顯示：（1）先按MENU腱，再按F4（P）鍵兩次進(jìn)入第3頁(yè)菜單（2）按F1鍵（3）按F4鍵（4）按F3鍵顯示先前設(shè)置狀態(tài)（5）按F1（開）鍵或F2（關(guān)）鍵，再按F4（同車鍵）。用坐標(biāo)法放樣：1、設(shè)置測(cè)站點(diǎn)（本例采用的是直接輸入坐標(biāo)數(shù)據(jù)）（1）按MENU腱按F2進(jìn)入放樣模式由放樣菜單按F1（測(cè)站點(diǎn)輸入）鍵，（2）按F3（坐標(biāo)）鍵，進(jìn)入坐標(biāo)輸入模式，即顯示原有數(shù)據(jù)，光標(biāo)箭頭就會(huì)在N坐標(biāo)上閃動(dòng)，按F1輸入鍵輸入X坐標(biāo)，輸入完畢后按F4（ENT回車鍵）然后，光標(biāo)箭頭就會(huì)在E標(biāo)上閃動(dòng)按F1輸入鍵輸入y標(biāo)，輸入完畢后按F4（ENT回車鍵）根據(jù)屏幕提示輸入。（按F4,直至回到放樣模式。

8、然后按F2（后視點(diǎn)輸入）進(jìn)入坐標(biāo)輸入模式,即顯示原有數(shù)據(jù)，光標(biāo)箭頭就會(huì)在N坐標(biāo)上閃動(dòng)，按F1輸入鍵輸入X坐標(biāo)，輸入完畢后按F4（ENT回車鍵）然后，光標(biāo)箭頭就會(huì)在E標(biāo)上閃動(dòng)按F1輸入鍵輸入y標(biāo)，輸入完畢后按F4（ENT回車鍵）根據(jù)屏幕提示輸入。儀器會(huì)自動(dòng)配成這兩點(diǎn)間的方位角屏幕顯示H（B）=00°00'00照準(zhǔn)？是否,精確照準(zhǔn)后視棱鏡按F3（是）鍵，儀器將自動(dòng)回到放樣的初始菜單.按F3（放樣點(diǎn)輸入）按以上輸入測(cè)站和后視坐標(biāo)的方法輸入放樣點(diǎn)坐標(biāo)一直按F4鍵按F1鍵HR實(shí)際測(cè)量的水平角dHR:對(duì)準(zhǔn)放樣點(diǎn)儀器應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)的水平角=實(shí)際水平角-計(jì)算的水平角當(dāng)dHD=O00'00時(shí)即

9、表明放樣方向正確.固定好儀器的水平置動(dòng).指揮前視（棱鏡）左右移動(dòng)直至移到儀器十字絲方向，照準(zhǔn)棱鏡按F1（距離）鍵HD:實(shí)測(cè)的水平距離dHD:對(duì)準(zhǔn)放樣點(diǎn)尚差的水平距離=實(shí)測(cè)平距-計(jì)算平距，按F1（模式）鍵進(jìn)行精測(cè).重復(fù)以上工作直至方向與距離都達(dá)到要求方可定點(diǎn)。以上介紹的是儀器的外業(yè)操作，下面來(lái)介紹一下測(cè)量的一些內(nèi)業(yè)計(jì)算：曲線要素的計(jì)算：圓曲線：T=Rtg%/2L=R%兀/180（兀:圓周率）E0=R（seca/2-1）sec%/2=1/cos%/2偏角S=k*90/（R*兀）帶緩和曲線的圓曲線T=m+(R+P)*tg%/2p0=L0/2*R*180/兀S0=1/3B。q=2T-Lm=L3c/2-

10、L0L=2Lo+(R*(*-2*B0)兀/180)R=(R+P)*sec%/2-RP=L0/24*R坐標(biāo)正反算公式：x=dcos%y=dcos%d=a/Ax2+Ay2tan%=Ay/Ax緩和曲線中樁坐標(biāo)計(jì)算公式：（附曲線要素圖）直線段:XzH=Xb+S*COSYzH=Yb+S*SIN%第一緩和曲線段：X=Xzh+(L-L5/(40*R2*Ls2)COSA0+L3/(6*RLs)*COS(A0+90)Y=Yzh+(L-L5/(40*R2*Ls2)SINA0+L3/(6*RLs)*SIN(A0+90)圓曲線段：Xhy=Xzh+(L-L3/(40*R2)+L5/120*R4)*COS(A0+B0)+

11、(L2/(2*R)-L4/24F3+L6/720*R5)*COS(A0+B0+90)Yhy=Yzh+(L-L3/(40*R2)+L5/120*R4)*SIN(A0+B0)+(L2/(2*R)-L4/24R+L6/720*R5)*SIN(A0+B0+90)第二緩和曲線段：X=Xzh+(L-L5/(40*R*Ls2)COS(A)+A+180)+L3/(6*RLs)*COS(A+180-90)Y=Yzh+(L-L5/(40*R2Ls2)*SIN(4+180)+L3/(6*RLs)*SIN(A0+180-90)備注：L為曲線長(zhǎng)Ls為緩和曲線長(zhǎng)R為半徑A0為方位角(1)Ao+為下一直線坐標(biāo)方位角此處Ao

12、+4+180是取、反方位角的意思，此公式實(shí)際上和第一緩和曲線段公式本質(zhì)上相同(2)此處-90是因?yàn)榍€偏的方向已改變，注意與第一條緩和曲線不同之處.當(dāng)p點(diǎn)在緩和曲線上2_Bp=Lp/(2*R*L0)*180/兀當(dāng)p點(diǎn)在圓曲線上Bp=B0+(Lp-L0)/R*兀/180=(2Lp-L0)/2*R)*180/兀例：(如S8標(biāo)段曲線要素表76曲線)查曲線要素表得曲線的半徑R=2000,緩和曲線長(zhǎng)L。(Ls)=90,切線長(zhǎng)T=451.322,轉(zhuǎn)向角a=2257'57JD75的坐標(biāo)(4861181,853,27570748,137)JD76的坐標(biāo)(4860784,363,27569733,445

13、),JD77的坐標(biāo)(4860835,302,27567879,632)ZH點(diǎn)樁號(hào)DK190+399,568HY點(diǎn)樁號(hào)DK190+489,568B0=L/2R*180/兀=(90/2*2000)*180/3.1415926=1°17'21tgA0二(YJD76"YJD75)/(XJD76-XJD75)=(570748.137-569733.445)/(4861181.853-4860784.363)=2.552748497A。=68°36'29XZH=T*COS(A)+XJD76=451.322*COS(68°36'29)+Xjd7

14、6=4860948.981Yzh=T*SIN(A0)+YJD76=451.322*SIN(68°36'29)+Yjd76=570153.674第一緩和曲線段：(DK190+399.568DK190+489.568)Xhy=Xzh+(L-L5/(40*R2*Ls2)COSA0+L3/(6*RLs)*COS(A。+90)=4860948.981+(90-905/(40*20002*902)COS248°36'29)+903/(6*2000*90)*COS(248°36'29+90)=4860916.784Yhy=Yzh+(L-L5/(40*R2

15、*Ls2)SINA0+L3/(6*RLs)*SIN(A。+90)=570153.674+(90-905/(40*20002*902)SIN(248°36'29)+903/(6*2000*90)*SIN(248°36'29+90)=570069.632備注：引入正反方位角相差180度，68°36'29為JD76JD75的方位角,JD75JD76才是我們線路前進(jìn)方向的方位角，故在后面的計(jì)算中采用(68°36'29+180),L=(489.45-399,45)=90(即為要計(jì)算樁號(hào)減ZH點(diǎn)號(hào)曲線長(zhǎng)DK190+399.45DK19

16、0+489.45間的任一樁號(hào)都可用此公式計(jì)算,)圓曲線段：(DK190+489.568-DK191+201.23)例(DK190+600)X=Xhy+(L-L3/(40*F2)+L5/120*R4)*COS(A+B0)+(L2/(2*R)-L4/24F3+L6/720*R5)*COS(A0+B0+90)=4860916.784+(110.432-110.4323/(40*20002)+110.4325/120*20004)*COS248°36'29+1°17'21)+(110.432/(2*2000)-110.4324/24*20003+110.556/72

17、0*20005)*COS(248°36'29+1°17'21+90)(注：如是左轉(zhuǎn)曲則為-b0-90)=4860881.675Y=YHy+(L-L3/(40*R2)+L5/120*R4)*SIN(A0+B0)+(L2/(2*R)-L4/24R3+L6/720*R5)*SIN(A0+B0+90)=570069.632+(110.432-110.4323/(40*20002)+110.4325/120*20004)*SIN(248°36'29+1°17'21)+(110.432/(2*2000)-110.4324/24*200

18、03+110.4326/720*20005)*SIN(248°36'29+1°17'21"+90)(注：如是左轉(zhuǎn)曲則為-b0-90)=569964.820tgA0=(YJD76"YJD75)/(XJD76-XJD75)=(569733.445-570748.137)/(4860784.363-4861181,853)=2.552748497A0=68°36'29第二緩和曲線段：(DK191+201.23DK191+291,230)例：(DK191+260)第二緩和曲線采用的方位角為：A0+a(工Xhz=T*COS(A+a

19、)+XjD76=451.322*COS(248°36'29+22°57'57)+X玲=4860796.759Yzh=T*SIN(Ao)+YJD76=451.322*SIN(248°36'29+22°57'57)+Yjd76=569282.293X=Xzh+(L-L5/(40*R*Ls2)COS(A+z+180)+L3/(6*RLs)*COS(A0+180-90)=4860796.759+(31.112-58.775/(40*20002*902)COS(248°36'29+22°57'57

20、+180)+31.1123/(6*2000*90)*COS(248°36'29+22°57'57+180-90)=4860795.932Y=Yzh+(L-L5/(40*R*Ls2)SIN(A)+A+180)+L3/(6*RLs)*SIN(A0+180-90)=569282.293+(31.112-58.775/(40*20002*902)SIN(248°36'29+22°57'57+180)+31.1123/(6*2000*90)*SIN(248°36'29+22°57'57+180-9

21、0)=569313.394(注:l=hz點(diǎn)樁號(hào)-計(jì)算點(diǎn)樁號(hào))以上就為整條曲線的直線、緩和曲線、圓曲線的計(jì)算全過(guò)程，在現(xiàn)場(chǎng)放線中曲線可采用全站儀輸入坐標(biāo)法放線也可用偏角法撥角度放樣。偏角的詳細(xì)算法此處就不再多介紹。直線段也可采用坐標(biāo)法依次放樣，也可用坐標(biāo)法精確放出前后兩點(diǎn)，然后支鏡其一后視另一個(gè)點(diǎn)穿線測(cè)距。下面以塔克爾達(dá)拉特大橋1號(hào)墩為例介紹一下橋墩放樣的計(jì)算方式：1號(hào)墩樁號(hào)為(DK191+072.2)按上敘方法算得坐標(biāo)為：(4860798,484,569501,239)1號(hào)墩外移值E為3cm.Bp=(2Lp-Lo)/2*R)*180/兀注：Lp=計(jì)算點(diǎn)樁號(hào)-zh點(diǎn)樁號(hào)=(2*672.75-90

22、)/2*2000)*180/3.1415926=17°59'1注:e是在該點(diǎn)的切線方向上外移切線方位角0=248°36'29+17°59'1-90=176°35'30X=D*COS(0)+4860798.484=0.03*COS(176°35'30)+4860798.484=4860798.454Y=D*SIN(a0)+569501.239=0.03*COS(176°35'30)+569501.239=569501.240以上就為特大橋放樣資料的計(jì)算內(nèi)容,以此類推，則可將所有在曲線上的橋墩坐標(biāo)計(jì)算出來(lái),直線段則可用以上提供直線段公式進(jìn)行計(jì)算.以下提供整個(gè)特大橋各橋墩的中心坐標(biāo)比對(duì)塔克爾達(dá)拉特大橋各橋墩中心坐標(biāo)點(diǎn)號(hào)、里程墩臺(tái)坐標(biāo)（X）墩臺(tái)坐標(biāo)（Y）精臺(tái)臺(tái)尾DK191+030.114860801.40027569543.227精臺(tái)臺(tái)前DK191+039.414860800.673275