道路測(cè)量中全站儀的使用技巧與應(yīng)用

1、道路測(cè)量中全站儀的使用技巧與應(yīng)用道路測(cè)量工作需要使用專業(yè)的儀器，本文主要闡述全站儀使用的內(nèi)容，既全站儀在道路測(cè)量中要用到的程序的使用及操作方法。在日常測(cè)量工作中使用 最多的儀器就是全站儀，在道路測(cè)量中最主要的又是路基放樣測(cè)量，本文主要闡 述了全站儀在道路測(cè)量中三維坐標(biāo)、后方交會(huì)、路基放樣幾個(gè)方面測(cè)量的使用技 巧與應(yīng)用。關(guān)鍵詞：全站儀；自由設(shè)站；坐標(biāo)測(cè)量；放樣；測(cè)量原理目錄 TOC o 1-5 h z 摘要1一、前言2 HYPERLINK l bookmark21 o Current Document 二、全站儀的基本操作方法及注意事項(xiàng)3 HYPERLINK l bookmark25 o Cur

2、rent Document （一）全站儀的操作步驟3 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document （二）全站儀操作應(yīng)注意的事項(xiàng) 3 HYPERLINK l bookmark39 o Current Document 三、三維坐標(biāo)測(cè)量3 HYPERLINK l bookmark43 o Current Document （一）平面坐標(biāo)測(cè)量原理4 HYPERLINK l bookmark47 o Current Document （二）高程坐標(biāo)測(cè)量原理4 HYPERLINK l bookmark51 o Current Document （三）全站儀三維坐標(biāo)

3、測(cè)量觀測(cè)步驟4 HYPERLINK l bookmark62 o Current Document 四、后方交會(huì)測(cè)量4 HYPERLINK l bookmark66 o Current Document （一）后方交會(huì)測(cè)量原理5（二）后方交會(huì)測(cè)量操作步驟（以SokkiaSET3100s為例）.5 HYPERLINK l bookmark82 o Current Document 五、路基測(cè)量放樣測(cè)量6 HYPERLINK l bookmark86 o Current Document （一）全站儀路塹開挖線放樣6 HYPERLINK l bookmark92 o Current Documen

4、t （二）、全站儀路堤坡腳線放樣7 HYPERLINK l bookmark109 o Current Document 六、總結(jié)10 HYPERLINK l bookmark113 o Current Document 七、參考文獻(xiàn)11 HYPERLINK l bookmark121 o Current Document 八、致謝12、前言從20世紀(jì)50年代開始，光電測(cè)距技術(shù)迅速發(fā)展，特別是近十年來，隨著 電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)的發(fā)展，全站儀測(cè)量技術(shù)作為現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)之一，在測(cè)量工程 的各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛。在工程實(shí)踐中，智能型全站儀也成為發(fā)展方向。本文 對(duì)全站儀其三維坐標(biāo)、后方交會(huì)、放樣幾個(gè)方面測(cè)

5、量的使用技巧與應(yīng)用三個(gè)方面 進(jìn)行了一些探討。二、全站儀的基本操作方法及注意事項(xiàng)（一）全站儀的操作步驟（1）摁下開關(guān)按鈕打開儀器（2）安置儀器（對(duì)中、整平）安置儀器：高度適中，使測(cè)點(diǎn)在視場(chǎng)內(nèi)。強(qiáng)制對(duì)中：調(diào)節(jié)腳螺旋，使光學(xué)對(duì)點(diǎn)中心與測(cè)點(diǎn)重合。粗略整平：調(diào)節(jié)腳螺旋，使圓水準(zhǔn)氣泡居中。精確整平：調(diào)節(jié)腳螺旋，使長(zhǎng)水準(zhǔn)氣泡居中。（3）設(shè)置儀器參數(shù)，選擇測(cè)量功能根據(jù)測(cè)量工作的具體內(nèi)容，合理設(shè)置儀器參數(shù)，正確選擇測(cè)量功能（4）瞄準(zhǔn)、觀測(cè)和記錄用望遠(yuǎn)鏡觀察一處明亮背景，調(diào)節(jié)目鏡使十字絲清晰；調(diào)焦使目標(biāo)清晰，十字 絲中心精確對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)中心。按測(cè)量鍵觀測(cè)、記錄。（二）全站儀操作應(yīng)注意的事項(xiàng)開工前需要檢查全站儀背帶及提

6、手是否牢固。在提取全站儀前，要看準(zhǔn)全站儀在箱內(nèi)放置的方式和位置，裝卸時(shí)，需要握 住提手，將其取出或裝入儀器箱時(shí)，要握住儀器提手和底座，不可握住顯示單元 下部。切不可拿儀器的鏡筒，否則會(huì)影響內(nèi)部固定部件從而降低儀器精度。在全 站儀使用完畢后，需要先蓋上物鏡罩，并擦去表面灰塵。需要避免陽光直接照射， 免得影響全站儀的觀測(cè)精度。當(dāng)測(cè)站之間距離較遠(yuǎn)，搬站時(shí)應(yīng)該將全站儀卸下，裝箱后背走。距離較近時(shí) 搬站時(shí)可將儀器連同三腳架一起背在肩上，不過全站儀盡量保持直立。作業(yè)結(jié)束后，需要用軟布擦干全站儀表面的水分及其灰塵后裝箱。三、三維坐標(biāo)測(cè)量（一）平面坐標(biāo)測(cè)量原理坐標(biāo)測(cè)量是根據(jù)已知點(diǎn)的坐標(biāo)已知點(diǎn)的坐標(biāo)方位角，計(jì)算

7、未知點(diǎn)的坐標(biāo)的一 種方法。全站儀坐標(biāo)測(cè)量原理是用極坐標(biāo)法直接測(cè)定待定點(diǎn)坐標(biāo)的，其實(shí)質(zhì)是在 已知點(diǎn)測(cè)站點(diǎn)同時(shí)采集角度和距離經(jīng)未處理器實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，由顯示器輸出 測(cè)量結(jié)果。數(shù)據(jù)處理的數(shù)學(xué)模型為（如圖2-1所示）；式中D所測(cè)的平距，DS，其中為方向AP的垂直角，S為方向啊、AP的斜距；Xp、Yp待定點(diǎn)坐標(biāo)；Xa、Ya已知點(diǎn)坐標(biāo)；ab起始邊AB的坐標(biāo)方位角；所測(cè)方向與起始方向間的左角值。（二）高程坐標(biāo)測(cè)量原理全站儀高程坐標(biāo)測(cè)量原理與三角高程測(cè)量原理相同。計(jì)算待定點(diǎn)的數(shù)字模型 （如圖2-1）Hp=Ha+Ssina+i-v式中Ha已知點(diǎn)高程；Hp待定點(diǎn)高程；S儀器到棱鏡的斜距；i 儀器高；v前視棱鏡高

8、（三）全站儀三維坐標(biāo)測(cè)量觀測(cè)步驟三維坐標(biāo)測(cè)量的觀測(cè)步驟如下；安置儀器（對(duì)中、整平），選擇觀測(cè)點(diǎn)、后視點(diǎn);輸入測(cè)站點(diǎn)的已知坐標(biāo)值、儀器高、棱鏡高；輸入后視點(diǎn)的已知坐標(biāo)值或后視點(diǎn)的放位置；精確瞄準(zhǔn)后視點(diǎn)后，確定；精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)點(diǎn)后，選擇測(cè)量功能；屏幕顯示目標(biāo)點(diǎn)的三維坐標(biāo)值，記錄或存儲(chǔ)；重復(fù)步驟5、6。四、后方交會(huì)測(cè)量全站儀后方交會(huì)測(cè)量是指通過觀測(cè)待定點(diǎn)到兩個(gè)控制點(diǎn)的水平距離來快速確定待定點(diǎn)的平面坐標(biāo)。該方法因不需要已知點(diǎn)之間相互通視，因此在控制、監(jiān) 測(cè)、放樣等實(shí)際測(cè)量工作中得到非常廣泛的應(yīng)用。（一）后方交會(huì)測(cè)量原理如圖（3-1圖）所示，A.B為兩個(gè)已知點(diǎn)，坐標(biāo)分別為（Xa，Ya）、（Xb，Yb），

9、兩點(diǎn)之間的距離為So, P為待定點(diǎn)，在P點(diǎn)設(shè)置全站儀，測(cè)距離S1,S2,即可確 定P點(diǎn)之坐標(biāo)（Xp,Yp）。為討論方便，建立圖3-1所示的坐標(biāo)系統(tǒng)，即以A為坐標(biāo)系原點(diǎn)，AB方 向?yàn)閅軸，與之垂直方向?yàn)閤軸，則交會(huì)點(diǎn)P的坐標(biāo)計(jì)算數(shù)學(xué)模型為：Xp=S1sin B 1Yp=S1sinB圖3-1在PAB中利用余弦定理有:即 S02 = S12 - S22 - 2S1S2COS8（二）后方交會(huì)測(cè)量操作步驟（以SokkiaSET3100s為例）在測(cè)量模式的第3頁菜單下按（RESEC），顯示坐標(biāo)輸入屏幕輸入第一個(gè)已知點(diǎn)的坐標(biāo)按回車鍵。完成第1已知點(diǎn)坐標(biāo)的輸入后按（ok）顯示第2已知坐標(biāo)點(diǎn)輸入屏幕。重復(fù)上述2

10、.3步輸入全部已知各點(diǎn)坐標(biāo)，輸入完畢按（MEAS）開始后方交會(huì) 測(cè)量照準(zhǔn)第1已知點(diǎn)，按（ANGLE） 只進(jìn)行角度測(cè)量，或者按下（SDIST）進(jìn)行角 度距離測(cè)量，照準(zhǔn)第1點(diǎn)后按（MEAS）按（STOP）顯示測(cè)量結(jié)果屏幕。重復(fù)第5步進(jìn)行第2及其他已知點(diǎn)的測(cè)量，完成對(duì)全部已知點(diǎn)的測(cè)量后，按 （YES）儀器自動(dòng)開始坐標(biāo)計(jì)算。按（OK）采用所計(jì)算的結(jié)果，該結(jié)果被作為測(cè)站點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行記錄。五、路基測(cè)量放樣測(cè)量(一)全站儀路塹開挖線放樣所謂開挖線，即幾個(gè)路塹橫斷面的邊坡的塹頂?shù)倪B線。挖掘機(jī)根據(jù)此線向下 開挖作業(yè)。圖4-1是衡棗高速祁東段設(shè)計(jì)單位提供的K1+120挖方路基橫斷面圖。圖中,A是 左坡頂、D是右坡頂

11、。只要在實(shí)地放出挖線段每個(gè)橫斷面的左、右坡頂樁，這些 坡頂樁的連線就是開挖線?，F(xiàn)代公路挖方施工中，多是采用先進(jìn)的全站儀坐標(biāo)法 放出坡頂樁。采用這種方法，關(guān)鍵是在現(xiàn)場(chǎng)要先算坡頂樁的坐標(biāo)。下面介紹計(jì)算 坡頂點(diǎn)位坐標(biāo)的一種方法：在挖方橫斷面圖上，用比例尺量出坡頂至中樁的距離。圖4-1中虛線是圖量平距和高差的方法。圖中，左坡頂至中樁平距圖量高差是31.38m，右坡頂至中樁平距圖量是 19.0m。選用可編程計(jì)算機(jī)，程序計(jì)算坡頂點(diǎn)坐標(biāo)。只要能計(jì)算出坡頂點(diǎn)A、D的坐標(biāo)就可以用全站儀坐標(biāo)法將左、右坡頂點(diǎn)放 到實(shí)地。圖4-1路塹橫斷面示意圖由于設(shè)計(jì)繪制的路基橫斷面圖與實(shí)地橫斷面有誤差，所以放出的坡頂 點(diǎn)不可能一

12、次到位，這就需要調(diào)整。在全站儀坐標(biāo)法放出坡頂A、D樁的同時(shí)，用全站儀測(cè)高功能，測(cè)出A及 D的實(shí)地高程Ha、Hd。用下式計(jì)算A及D的實(shí)際平距：Da=(Ha-H左坡腳)M+B/2+S+K式中：Ha全站儀測(cè)出的A坡頂點(diǎn)的實(shí)地高程：H左坡腳一一A邊坡的坡腳 設(shè)計(jì)高程；M挖方邊坡比分母；B/2路面半幅寬度；S路塹邊溝寬與 碎落臺(tái)寬之和；K邊坡平臺(tái)。本例中，Ha=128.40, H左坡腳二116.67則Da= (128.4-116.67)X 1.25+13.00+2+2=31.66實(shí)地調(diào)整坡頂A的位置。將實(shí)測(cè)計(jì)算的Da與圖量Da比較，實(shí)測(cè)D圖量D，在中樁至邊樁方向線上內(nèi)移， 反之，向外移。(二)、全站儀路

13、堤坡腳線放樣路堤坡腳，就是路堤的邊坡與原地面的交點(diǎn)。將幾個(gè)路堤的坡腳串連起來， 就是路堤坡腳線。路堤開工坡腳放樣技術(shù)操作步驟路堤開工時(shí)的坡腳，就是路堤最低處的原地面與路堤邊坡的交點(diǎn)。圖4-2是衡棗 高速公路B2合同段內(nèi)一段部分填方橫斷面。在圖K32+100至32+160中，路堤左 側(cè)開工時(shí)的坡腳是-一一連線；路堤右側(cè)開時(shí)的坡腳是-連線。 路堤開工填土?xí)r，只要將左、右坡腳線示以醒目標(biāo)志，現(xiàn)場(chǎng)施工員就可以指揮填 土。下面介紹路堤開工坡腳放樣操作方法步驟。計(jì)算路基中樁至坡腳點(diǎn)的距離：計(jì)算公式：D=(H邊-H坡腳)X M+B/2式中:H邊一一路基邊樁設(shè)計(jì)高程；H坡腳一一路基最下層坡腳樁實(shí)測(cè)高程；M路堤

14、邊坡坡度比的分母；B/2路基半幅寬根據(jù)路堤橫斷面圖里程樁號(hào)，選用交點(diǎn)法計(jì)算坐標(biāo)起算要素。選用編程計(jì)算機(jī)計(jì)算坡腳樁XY坐標(biāo)值采用全站儀坐標(biāo)法實(shí)地放出坡腳樁同法計(jì)算其余各坡腳樁至中樁距離，計(jì)算出個(gè)坡腳樁坐標(biāo)，用全站儀坐標(biāo) 法實(shí)地放出各坡腳點(diǎn)，然后將相鄰坡腳點(diǎn)串連起來，示意醒目標(biāo)志指導(dǎo)填土作業(yè) 進(jìn)行。路堤上填過程中的坡腳全站儀放樣技術(shù)操作步驟填方路堤的坡腳，隨著填土工程進(jìn)度，填土高度逐漸降低而路堤寬向內(nèi)收緊。當(dāng) 填至路基設(shè)計(jì)高程，填方高度為零時(shí)，坡腳亦為零。因此，在填方施工中應(yīng)隨著 工程進(jìn)度而控制填方的坡腳。實(shí)踐中，常采用全站儀坐標(biāo)測(cè)高法控制填方施工中的坡腳。下面介紹這種方法的 操作步驟:當(dāng)最底層坡

15、腳放樣后，每填高2-3m，用全站儀坐標(biāo)法復(fù)放路堤中樁和左、 右邊樁。在全站儀坐標(biāo)法復(fù)放路堤中樁和左、右邊樁的同時(shí)，用全站儀測(cè)高功能測(cè) 出填筑面中樁和左、右邊樁實(shí)地高程(見圖4-3中Ha Ho Hb).用下式計(jì)算中樁至坡腳樁的平距；D=(H 邊設(shè)-H 邊測(cè))XM+B/2式中：H邊設(shè)路基邊樁設(shè)計(jì)高程；H邊測(cè)同一邊樁實(shí)測(cè)高程；M路堤邊坡坡度比的分母；B/2路基中樁至邊樁的距離。根據(jù)路基橫斷面里程樁號(hào)，中樁至坡腳樁平距。，夾角90度，用編程計(jì)算 器計(jì)算現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算坡腳樁坐標(biāo)。用全站儀坐標(biāo)法放出左、右坡腳樁E、F。當(dāng)把整個(gè)正在填的每個(gè)橫斷面邊坡的坡腳都放出后，用醒目的標(biāo)志將其串 連起來，方便現(xiàn)場(chǎng)施工員指揮填

16、土。圖4-2路堤開工坡腳放樣示意圖產(chǎn)日位AAflH 5.9746,8921aI 1二H中件部z 53.149TK32-1?Co球左螂圖4-3路堤上填中坡腳放樣示意圖醐再右蝴 廠-.43,425 1:1.5六、總結(jié)全站儀是測(cè)量工作中主要的測(cè)量?jī)x器，本文對(duì)全站儀主要功能及其原理 進(jìn)行了全面的操作介紹，全面解析了全站儀施工放樣的來龍去脈，為初入測(cè)量行 業(yè)人員提供了很好的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，這對(duì)提高全站儀的認(rèn)識(shí)，操作有了明顯的提高。 實(shí)踐證明，精確的測(cè)量放樣能準(zhǔn)確控制施工質(zhì)量和節(jié)約工程成本。因此，全站儀 放樣是工程施工過程中的重要一節(jié)。七、參考文獻(xiàn)1、楊松林主編，測(cè)量學(xué)，中國鐵路出版社2、劉培文主編，公路施工測(cè)量技術(shù)，北京：人民交通出版社3、全站儀自由設(shè)站法在工程建設(shè)中的應(yīng)用及精度分析，張高興4、全站儀三角高程測(cè)量在道路施工測(cè)量中的應(yīng)用，李哲名八、致謝首先，我要衷心感謝一直以來給予我無私幫助和關(guān)愛的老師們，特別是班主任劉 老師，論文指導(dǎo)喻老師。謝謝你們對(duì)我的關(guān)心與照顧，從你們身上，我學(xué)會(huì)了如 何學(xué)習(xí)，如何工作，如何做人。在畢業(yè)前最后的時(shí)光，我要認(rèn)真的感謝我生命中出現(xiàn)的那些十分重要的師姐