對工程項目高度測量的闡述

1、對工程項目高度測量的闡述黃大寒 廣西南寧 郵編：530031摘要:隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展, 各種工程項目不斷增多, 施工測量工作越來越重要, 成為保證工程質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。施工測量包括測量儀器的檢校、 資料檢查、 計標檢核, 建筑放樣精度分析、 施工控制網(wǎng)點的復(fù)測檢核, 放樣點的質(zhì)量控制、 位置點的竣工驗收檢核。本文介紹了工程測量中各種高度測量方法，分析了其使用范圍，討論了其測量精度。就其相關(guān)問題進行闡述, 供同行參考。關(guān)鍵詞: 工程測量；施工測量；高度測量；0前言高度測量有鋼尺量高、水準儀配合鋼尺測高、經(jīng)緯儀配合鋼尺測高、全站儀測高、測高儀測高、GPS 測高及多種儀器配合解析法間接量高等多種方法。

2、這些方法要根據(jù)工程性質(zhì)和作業(yè)條件靈活運用,但是很少有文獻專門討論這些問題。這里對工程測量中各種高度測量方法作一簡介。1 鋼尺量高鋼尺量高主要是直接測量建筑物的高度。該方法操作靈活方便,主要應(yīng)用于能夠直接進行高度測量的場合。在高度過高、操作不便時,需利用相似形原理間接測高。如圖1 所示,量測AB,則需選一點立一長度已知的標桿(CD),同時量取AB 和CD 影子長度BP 和DO,則AB=BP(CD/DO)。該法為原始的間接測高方法,要求地面平坦,天氣晴朗,有平行光源。高度測量精度很大程度取決于影子和標桿長度的測量精度,標桿和影子過短、過長或標桿不垂直都會使高度測量失真。而且該方法時間性強,沒有影子

3、則不能作業(yè)。當(dāng)精度要求較高時,鋼尺量高需按精密量距方法作業(yè)并進行相應(yīng)的尺長改正。 圖1 相似原理 圖2 間接求標高示意2 水準儀配合鋼尺測高在高度過高、常規(guī)鋼尺量高操作不便時,可采用水準儀配合長鋼尺測高。豎井施工和隧道開挖所采用的鋼尺導(dǎo)入標高、鋼絲導(dǎo)入標高均是水準儀配合鋼尺測高的例子。精度要求較高時,除用水準儀讀取鋼尺讀數(shù)和傳遞高程外,下放鋼尺或鋼絲時,應(yīng)加大下端垂球重量,同時需進行鋼尺比長改正、溫度改正、拉力改正,必要時還要采取防風(fēng)措施。該方法主要用于隧道開挖、高大建筑施工、豎井施工等場合。其精度主要取決于作業(yè)過程的組織和控制情況。3 經(jīng)緯儀配合鋼尺測高經(jīng)緯儀配合鋼尺測高是直接測出儀器到目標

4、的水平距離和儀器到目標頂、底的垂直角,通過計算間接求出目標高度。如圖2 所示,AB=AC+CB=OC(tan+tan)。該法精度主要取決于垂直角和水平距離的測量精度。4 全站儀測高當(dāng)目標上下均可安置棱鏡時, 則可直接用全站儀測出目標上下的三維坐標,高程差自然就是觀測目標高。也可利用全站儀直接進行高差測量。當(dāng)目標頂不能架設(shè)棱鏡時,可進行懸高測量。使用全站儀進行懸高測量需首先在目標下安置棱鏡,然后應(yīng)用全站儀測出儀器到棱鏡目標的平距和儀器到目標頂端的垂直角,再根據(jù)隨機軟件求出目標高度。當(dāng)目標為懸線,且懸線上、下均不能安置棱鏡時,可以采用懸點高度測量的方法。但是該方法需要在兩塔桿處設(shè)立棱鏡并觀測4 個

5、觀測量,還需要進行較為復(fù)雜的計算。若采用無反射棱鏡的全站儀瞄準目標最高處和最低處就可完成高度測量,作業(yè)效率可大大提高。該法精度主要取決于全站儀測量垂直角和傾斜距離的精度。進行懸高測量時,棱鏡是否精確安置在懸線垂直下方對測高結(jié)果精度有重大影響,采用簡易懸點對中器對提高結(jié)果精度有一定作用。5 使用測高儀測高測高儀是將激光測距裝置和垂直角度傳感器合二為一的手持快速測量儀器,測高儀輕巧便攜,操作簡單。根據(jù)目標尺寸和反射性的不同,手持激光測高儀量程可達1000m。利用內(nèi)置的電子傾斜傳感器,傾斜補償激光測距儀可對傾斜角度進行測量(傾斜度達0.1)。進而可得出目標物體的高度值。激光測高儀發(fā)出的激光束是不可見

6、的帶狀垂直光束,這使它測量細小的垂直物體的能力提高。激光測高儀具有一種特有的鎖定目標功能以降低光束偏離與背景環(huán)境相近的待測物體的可能,只需按住“range”按鈕并在探物鏡中保證紅色指示光點對準待測物即可,激光束會在松開按鈕之后從測距儀中發(fā)出,這就保證使用者有足夠的時間來通過探物鏡內(nèi)的紅色指示光斑來鎖定目標。為提高測量精度,測高儀的每次測量實際上都是由多次重復(fù)測量組成的,當(dāng)獲得足夠的測量信息后,揚聲器會發(fā)出聲音提醒操作者,并將測量結(jié)果顯示在液晶面板上。激光測高儀所能測量的最大量程取決于待測目標的形狀、大小、反射性、所處方向以及空氣條件,目標的顏色和表面的涂漆色彩同樣也會對量程產(chǎn)生影響。對于淺色的

7、,反射面積較大的非光滑物體具有最佳的測量效果。垂直物體比水平物體更容易瞄準,白色物體的量程大于黑色物體,反射表面與光束方向垂直的物體要比表面方向偏離的物體更容易測量,對于那些對反射性予以特別設(shè)計的物體,能夠獲得最大的測量范圍。需要特別注意的是,窗戶和玻璃這樣的光滑物體并不像想象的那樣是理想的待測目標,恰恰相反,由于它們會將反激光反射到光源以外的方向,反而會極大地增大測量的難度。激光測高儀測高的精度與目標的反射性能有關(guān),一般在457mm。對于過暗或過亮的物體誤差可達0.9m。手持測高儀適用于對精度要求不高,而對儀器成本有所限制的測量領(lǐng)域。在樹高測量、建筑施工、地質(zhì)勘測、地產(chǎn)評估等多種應(yīng)用領(lǐng)域可采

8、用。6 GPS、RTK 測高GPS 測高一般使用RTK(實時動態(tài)測量系統(tǒng))技術(shù)分別測出待測目標頂、底點的高程,繼而求出目標高。這除了要求目標頂、底都能安置流動站外還要求:能接收5 個以上的GPS 衛(wèi)星;遷站過程中不能關(guān)機、不能失鎖;必須能同時接收到GPS 衛(wèi)星的信號和基地站播發(fā)的差分信號。星數(shù)問題限制了RTK 技術(shù)的應(yīng)用范圍。在城鎮(zhèn)、林蔭、山地等地區(qū)凡所測星數(shù)少于5 個時RTK 測量就會遇到困難,在建筑物底部無疑會遇到這些限制,這就需要在旁邊選擇過渡點,使用其他儀器輔助完成測高工作。遷站過程中不能關(guān)機容易做到,不能失鎖則很難。當(dāng)遷站過程中通過樹下、立交橋、隧道等地物時,都會引起失鎖。失鎖后,必須重新初始化,即重新確定整周模糊值。隨著陀螺慣性導(dǎo)航系統(tǒng)與RTK 系統(tǒng)的集成,該困難有望解決。因此,GPS 測高的應(yīng)用目前還受到較大限制。RTK 測高的精度取決于GPS 系統(tǒng)本身、RTK 設(shè)備、測量環(huán)境、用戶專業(yè)水平、測量方法等五大因素, 目前主流RTK 系統(tǒng)的測高精度已達厘米級。7 結(jié)束語高度測量有多種方法,就測量方便程度而言,以手持測高儀測高最為方便,其次為無反射棱鏡的全站儀測高,再次為普通全站儀測高,但鋼尺量高在直接測量就可完成任務(wù)的情況下也和手持測高儀測高一樣方便;就測量精度而言,普通全