道路測量中全站儀的使用技巧與應(yīng)用

1、道路測量中全站儀的使用技巧與應(yīng)用道路測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，既全站儀在道路測量中要用到的程序的使用及操作方法。在日常測量工作中使用 最多的儀器就是全站儀，在道路測量中最主要的又是路基放樣測量，本文主要闡 述了全站儀在道路測量中三維坐標(biāo)、后方交會、路基放樣幾個方面測量的使用技 巧與應(yīng)用。關(guān)鍵詞：全站儀；自由設(shè)站；坐標(biāo)測量；放樣；測量原理目錄 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 3 HYPERLINK l bookmark39 o Current Document 三、三維坐標(biāo)測量3 HYPERLINK l bookmark43 o Current Document （一）平面坐標(biāo)測量原理4 HYPERLINK l bookmark47 o Current Document （二）高程坐標(biāo)測量原理4 HYPERLINK l bookmark51 o Current Document （三）全站儀三維坐標(biāo)

3、測量觀測步驟4 HYPERLINK l bookmark62 o Current Document 四、后方交會測量4 HYPERLINK l bookmark66 o Current Document （一）后方交會測量原理5（二）后方交會測量操作步驟（以SokkiaSET3100s為例）.5 HYPERLINK l bookmark82 o Current Document 五、路基測量放樣測量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)和計算機的發(fā)展，全站儀測量技術(shù)作為現(xiàn)代測繪技術(shù)之一，在測量工程 的各個領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛。在工程實踐中，智能型全站儀也成為發(fā)展方向。本文 對全站儀其三維坐標(biāo)、后方交會、放樣幾個方面測

5、量的使用技巧與應(yīng)用三個方面 進(jìn)行了一些探討。二、全站儀的基本操作方法及注意事項（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（對中、整平）安置儀器：高度適中，使測點在視場內(nèi)。強制對中：調(diào)節(jié)腳螺旋，使光學(xué)對點中心與測點重合。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，使長水準(zhǔn)氣泡居中。（3）設(shè)置儀器參數(shù)，選擇測量功能根據(jù)測量工作的具體內(nèi)容，合理設(shè)置儀器參數(shù)，正確選擇測量功能（4）瞄準(zhǔn)、觀測和記錄用望遠(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 絲中心精確對準(zhǔn)目標(biāo)中心。按測量鍵觀測、記錄。（二）全站儀操作應(yīng)注意的事項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，需要握 住提手，將其取出或裝入儀器箱時，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精度。當(dāng)測站之間距離較遠(yuǎn)，搬站時應(yīng)該將全站儀卸下，裝箱后背走。距離較近時 搬站時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)測量（一）平面坐標(biāo)測量原理坐標(biāo)測量是根據(jù)已知點的坐標(biāo)已知點的坐標(biāo)方位角，計算

7、未知點的坐標(biāo)的一 種方法。全站儀坐標(biāo)測量原理是用極坐標(biāo)法直接測定待定點坐標(biāo)的，其實質(zhì)是在 已知點測站點同時采集角度和距離經(jīng)未處理器實時進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，由顯示器輸出 測量結(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待定點坐標(biāo)；Xa、Ya已知點坐標(biāo)；ab起始邊AB的坐標(biāo)方位角；所測方向與起始方向間的左角值。（二）高程坐標(biāo)測量原理全站儀高程坐標(biāo)測量原理與三角高程測量原理相同。計算待定點的數(shù)字模型 （如圖2-1）Hp=Ha+Ssina+i-v式中Ha已知點高程；Hp待定點高程；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)測量觀測步驟三維坐標(biāo)測量的觀測步驟如下；安置儀器（對中、整平），選擇觀測點、后視點;輸入測站點的已知坐標(biāo)值、儀器高、棱鏡高；輸入后視點的已知坐標(biāo)值或后視點的放位置；精確瞄準(zhǔn)后視點后，確定；精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)點后，選擇測量功能；屏幕顯示目標(biāo)點的三維坐標(biāo)值，記錄或存儲；重復(fù)步驟5、6。四、后方交會測量全站儀后方交會測量是指通過觀測待定點到兩個控制點的水平距離來快速確定待定點的平面坐標(biāo)。該方法因不需要已知點之間相互通視，因此在控制、監(jiān) 測、放樣等實際測量工作中得到非常廣泛的應(yīng)用。（一）后方交會測量原理如圖（3-1圖）所示，A.B為兩個已知點，坐標(biāo)分別為（Xa，Ya）、（Xb，Yb），

9、兩點之間的距離為So, P為待定點，在P點設(shè)置全站儀，測距離S1,S2,即可確 定P點之坐標(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，AB方 向為Y軸，與之垂直方向為x軸，則交會點P的坐標(biāo)計算數(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）后方交會測量操作步驟（以SokkiaSET3100s為例）在測量模式的第3頁菜單下按（RESEC），顯示坐標(biāo)輸入屏幕輸入第一個已知點的坐標(biāo)按回車鍵。完成第1已知點坐標(biāo)的輸入后按（ok）顯示第2已知坐標(biāo)點輸入屏幕。重復(fù)上述2

10、.3步輸入全部已知各點坐標(biāo)，輸入完畢按（MEAS）開始后方交會 測量照準(zhǔn)第1已知點，按（ANGLE） 只進(jìn)行角度測量，或者按下（SDIST）進(jìn)行角 度距離測量，照準(zhǔn)第1點后按（MEAS）按（STOP）顯示測量結(jié)果屏幕。重復(fù)第5步進(jìn)行第2及其他已知點的測量，完成對全部已知點的測量后，按 （YES）儀器自動開始坐標(biāo)計算。按（OK）采用所計算的結(jié)果，該結(jié)果被作為測站點坐標(biāo)進(jìn)行記錄。五、路基測量放樣測量(一)全站儀路塹開挖線放樣所謂開挖線，即幾個路塹橫斷面的邊坡的塹頂?shù)倪B線。挖掘機根據(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、。只要在實地放出挖線段每個橫斷面的左、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)場要先算坡頂樁的坐標(biāo)。下面介紹計算 坡頂點位坐標(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。選用可編程計算機，程序計算坡頂點坐標(biāo)。只要能計算出坡頂點A、D的坐標(biāo)就可以用全站儀坐標(biāo)法將左、右坡頂點放 到實地。圖4-1路塹橫斷面示意圖由于設(shè)計繪制的路基橫斷面圖與實地橫斷面有誤差，所以放出的坡頂 點不可能一

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，用全站儀測高功能，測出A及 D的實地高程Ha、Hd。用下式計算A及D的實際平距：Da=(Ha-H左坡腳)M+B/2+S+K式中：Ha全站儀測出的A坡頂點的實地高程：H左坡腳一一A邊坡的坡腳 設(shè)計高程；M挖方邊坡比分母；B/2路面半幅寬度；S路塹邊溝寬與 碎落臺寬之和；K邊坡平臺。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實地調(diào)整坡頂A的位置。將實測計算的Da與圖量Da比較，實測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。將幾個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的坡腳，就是路堤最低處的原地面與路堤邊坡的交點。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)開工時的坡腳是-一一連線；路堤右側(cè)開時的坡腳是-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。計算路基中樁至坡腳點的距離：計算公式：D=(H邊-H坡腳)X M+B/2式中:H邊一一路基邊樁設(shè)計高程；H坡腳一一路基最下層坡腳樁實測高程；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，選用交點法計算坐標(biāo)起算要素。選用編程計算機計算坡腳樁XY坐標(biāo)值采用全站儀坐標(biāo)法實地放出坡腳樁同法計算其余各坡腳樁至中樁距離，計算出個坡腳樁坐標(biāo)，用全站儀坐標(biāo) 法實地放出各坡腳點，然后將相鄰坡腳點串連起來，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)計高程，填方高度為零時，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。實踐中，常采用全站儀坐標(biāo)測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，用全站儀測高功能測 出填筑面中樁和左、右邊樁實地高程(見圖4-3中Ha Ho Hb).用下式計算中樁至坡腳樁的平距；D=(H 邊設(shè)-H 邊測)XM+B/2式中：H邊設(shè)路基邊樁設(shè)計高程；H邊測同一邊樁實測高程；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，中樁至坡腳樁平距。，夾角90度，用編程計算 器計算現(xiàn)場計算坡腳樁坐標(biāo)。用全站儀坐標(biāo)法放出左、右坡腳樁E、F。當(dāng)把整個正在填的每個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)全站儀是測量工作中主要的測量儀器，本文對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，為初入測量行 業(yè)人員提供了很好的學(xué)習(xí)機會，這對提高全站儀的認(rèn)識，操作有了明顯的提高。 實踐證明，精確的測量放樣能準(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，測量學(xué)，中國鐵路出版社2、劉培文主編，公路施工測量技術(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、全站儀三角高程測量在道路施工測量中的應(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。謝謝你們對我的關(guān)心與照顧，從你們身上，我學(xué)會了如 何學(xué)習(xí)，如何工作，如何做人。在畢業(yè)前最后的時光，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