全站儀在建筑工程測(cè)量中的運(yùn)用

1、全站儀在建筑工程測(cè)量中的運(yùn)用59161828-7157-11ec-9700-7cb59b590d7d摘要：文章結(jié)合一些工作中的實(shí)例闡述了全站儀在建筑軸放樣、三角高程測(cè)量具體運(yùn) 用，并提出了在運(yùn)用過程中應(yīng)注意的問題。關(guān)鍵詞：全站儀建筑軸線放樣三角高程測(cè)量隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)日新月異的發(fā)展及其在測(cè)繪領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，集電子測(cè)角、 電子測(cè)距、數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)的全站儀已經(jīng)取代了常規(guī)的光學(xué)經(jīng)緯儀和s3光學(xué)水準(zhǔn)儀。各 測(cè)繪儀器廠商生產(chǎn)出各種型號(hào)的全站儀，出現(xiàn)了大內(nèi)存、多功能、防水型、防爆型、電腦 型等，全站儀正朝著功能全、效率高、全自動(dòng)、易操作、體積小、重量輕的方向發(fā)展，使 野外測(cè)繪作業(yè)的勞動(dòng)強(qiáng)度逐漸地減

2、輕，工作效率得到不斷提高，測(cè)繪技術(shù)水平也相應(yīng)地得 到了提升，從根本上更新了測(cè)量的觀念和理論。傳統(tǒng)的測(cè)量方法正逐漸被新儀器、新技術(shù)、新方法所取代。目前，建筑工程測(cè)量中常 用的儀器是全站儀。結(jié)合工程實(shí)例，闡述全站儀在建筑工程測(cè)量中的應(yīng)用。2建筑軸線放樣在建筑工程中，主軸是一切工作的重要施工基礎(chǔ)。針對(duì)深圳萬科第五公園12期V樓 的基礎(chǔ)施工階段，場(chǎng)地地形復(fù)雜，通透障礙較多，加大了勘測(cè)施工難度和強(qiáng)度。用傳統(tǒng)的 方法測(cè)量主軸是很困難的。更重要的是，12號(hào)樓是一個(gè)半預(yù)制和半現(xiàn)澆裝配結(jié)構(gòu)，對(duì)主軸 的測(cè)量要求高精度。因此，我們使用全站儀對(duì)主軸進(jìn)行放樣。具體方法如下：1）如圖1所示，p1,p2,p3均為在坐標(biāo)放樣

3、中測(cè)設(shè)出的坐標(biāo)點(diǎn)。將全站儀架設(shè)在p1點(diǎn) 上，將儀器對(duì)中，整平；2）由于全站儀以北面和東面為正方向，因此必須確定原點(diǎn)位置。按測(cè)量模式第一頁 菜單下的坐標(biāo)，進(jìn)入坐標(biāo)測(cè)量屏幕。選擇“樁號(hào)坐標(biāo)”并按編輯鍵輸入樁號(hào)坐標(biāo)P1（n0:0.000、e0:0.000、Z0:任意值）。儀器高度和目標(biāo)高度可應(yīng)用于儀器默認(rèn)值，因?yàn)?軸測(cè)量是在二維空間中進(jìn)行的；3）后視站點(diǎn)的選取，軸網(wǎng)圖2中能作為后視點(diǎn)的有p1,p3點(diǎn)，但是一般選離測(cè)站點(diǎn) 較遠(yuǎn)的一點(diǎn)作為后視點(diǎn)；4）后視臺(tái)的坐標(biāo)輸入？3（n:85.170，E； 32.345，Z:任意值），以便在二維空間中 建立X-Y坐標(biāo)系，如圖2所示；5）司鏡員將棱鏡架在p3點(diǎn)處整平，

4、全站儀對(duì)準(zhǔn)棱鏡中心，進(jìn)行后視定向。若觀測(cè)結(jié) 果為（n:85.170，e:32.345，z:任意值）可以進(jìn)行軸線測(cè)設(shè)；6）在墊層a上放樣7軸和G軸時(shí)，首先通過網(wǎng)格圖2計(jì)算P1點(diǎn)到7軸的垂直距離 25.665m； P1點(diǎn)至G軸的垂直距離為3.150m；7）司鏡員在墊層a上，大概估測(cè)下7軸線的位置，在墊層上用紅藍(lán)鉛筆畫出兩條相較 的直線，將棱鏡架設(shè)在兩直線相較的交點(diǎn)上，整平并將棱鏡鏡頭對(duì)準(zhǔn)全站儀；8）使用全站儀對(duì)準(zhǔn)棱鏡并單擊觀察按鈕。結(jié)果是（n:25673，e:any值，Z:any 值）。如下圖2所示圖2儀器顯示N=25.673m，要求的目標(biāo)值為：N=25.665m。理論目標(biāo)測(cè)量值與實(shí)際測(cè)量值之差：

5、 =n, -n=25.665-25.673=-0.008m9）=-0.008m0，棱鏡向大致平行于x軸，向x軸負(fù)方向移動(dòng)8 mm，此處可以用卷 尺量；若0，棱鏡就要向x軸正方向移動(dòng)的絕對(duì)值；10）將棱鏡移動(dòng)到一個(gè)新點(diǎn)，調(diào)平鏡框，并用整個(gè)測(cè)站測(cè)量n值。當(dāng)值在3mm 范圍內(nèi)，可在7軸上設(shè)置一個(gè)點(diǎn)Q1；11）重復(fù)（7）-（10）工作，定出7軸線上的另一點(diǎn)q2，連接q1和q2兩點(diǎn)彈線，這樣就 定出了 7軸線在墊層a上的位置；12）g軸放樣方法與7軸放樣方法基本相同。不同之處在于，在（8）上工作時(shí)，測(cè) 量結(jié)果只需e=3.150m；13）用此方法進(jìn)行軸線放樣應(yīng)注意：定坐標(biāo)原點(diǎn)，將全站儀架設(shè)在圖2中p1點(diǎn)上

6、，對(duì) 中整平，進(jìn)入站點(diǎn)坐標(biāo)的輸入:p1（n0:0.000,e0:0.000,z:0.000或任意值）定后視點(diǎn)坐標(biāo)是 整個(gè)工作成功的關(guān)鍵所在，因?yàn)楹笠朁c(diǎn)坐標(biāo)輸入決定者x軸與y軸的正放向。例如：若后 視點(diǎn)定為p3，后視點(diǎn)坐標(biāo)輸入？3 （n:85.170,e:32.345,z:任意值）那么坐標(biāo)系如下圖3-1 所示圖3-1x-y坐標(biāo)系若后視點(diǎn)坐標(biāo)輸入為p3（n:32.345,e:85.170,z:任意值）那么坐標(biāo)系如下圖3-2圖3-2y-x坐標(biāo)系由上面例子可見定后視點(diǎn)以及后視點(diǎn)坐標(biāo)輸入是此工法關(guān)鍵所在。3新方法高程測(cè)量在工程的施工過程中，常常涉及到高程測(cè)量。傳統(tǒng)的測(cè)量方法是水準(zhǔn)測(cè)量、三角高程 測(cè)量。兩

7、種方法雖然各有特色，但都存在著不足。水準(zhǔn)測(cè)量是一種直接測(cè)高法，測(cè)定高差 的精度是較高的，但水準(zhǔn)測(cè)量受地形起伏的限制，外業(yè)工作量大，施測(cè)速度較慢。三角高 程測(cè)量是一種間接測(cè)高法，它不受地形起伏的限制，且施測(cè)速度較快，在大比例地形圖測(cè) 繪、線型工程、管網(wǎng)工程等工程測(cè)量中廣泛應(yīng)用。但精度較低，且每次測(cè)量都得量取儀器 高、棱鏡高，麻煩而且增加了誤差來源。隨著全站儀的廣泛使用，使用對(duì)中桿配合全站儀 測(cè)量高程的方法越來越普及，使用傳統(tǒng)的三角高程測(cè)量方法已經(jīng)顯示出了它的局限性。經(jīng) 過長(zhǎng)期摸索，總結(jié)出一種新的方法進(jìn)行三角高程測(cè)量。這種方法既結(jié)合了水準(zhǔn)測(cè)量的任一 置站的特點(diǎn)，又減少了三角高程的誤差來源，同時(shí)每次

8、測(cè)量時(shí)還不必量取儀器高、棱鏡高。 使三角高程測(cè)量精度進(jìn)一步提高，施測(cè)速度更快。3.1采用新方法進(jìn)行高程測(cè)量萬科第五園公路二合同段地處平原微丘，雖地勢(shì)較平坦，但一些gps高程控制點(diǎn)距離線路較遠(yuǎn)，高差較大，增加了施工過程中水準(zhǔn)點(diǎn)復(fù)測(cè)和水準(zhǔn)點(diǎn)加密的工作 量。由于工期緊，測(cè)量人員少，采用新的全站儀進(jìn)行高程測(cè)量，提高了測(cè)量速度和精度， 滿足了工程進(jìn)度的需要。ha=ho + d1Xtga1 + i t hb=ho + d1Xtga2 + i t 圖4新三角高程測(cè)量示意圖在任意點(diǎn)Ho設(shè)置全站儀，固定棱鏡跟蹤桿的高度，并將其設(shè)置在已知的高程基準(zhǔn)a 上。根據(jù)三角高程的基本原理：全站儀的視線高度為：w=ha+t

9、d1Xtga1=ho+i然后將棱鏡桿安裝到未知高程點(diǎn)B，因?yàn)閮x器安裝后I值保持不變。棱鏡桿安裝到B 點(diǎn)后，高度不變，T值不變。hb=ho + d2Xtga2 + i t =had1Xtga1 i + t+d2Xtga2+it=had1Xtga1 + d2Xtga2因此 HB=ha-d1Xtga1 + d2Xtga21）由此可知ho對(duì)b點(diǎn)高程沒有關(guān)系，影響b點(diǎn)高程測(cè)量精度的只有d1、d2和a1、 a2及棱鏡頭的瞄準(zhǔn)誤差。全站儀的測(cè)距精度可達(dá)到md=1.33，距離不會(huì)有問題。考慮 地球曲率對(duì)距離的影響，全站儀曲率改正設(shè)為：0.142。在瞄準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)，我們?cè)诶忡R頭的 砧板上，貼上2mm寬黑色反光條，在

10、對(duì)準(zhǔn)a點(diǎn)時(shí)與b點(diǎn)時(shí)瞄準(zhǔn)同一個(gè)位置，抵消跟蹤桿的 高差，在天氣晴好時(shí)，前后視距距離可以達(dá)300800m。2）可用數(shù)據(jù)：（1）計(jì)算待測(cè)點(diǎn)的高程：HB=haV1+V2；（2）儀器視線高程：w=hav1；（3）將數(shù)據(jù)可輸入坐標(biāo)測(cè)量的測(cè)量站高程，并連接儀器高和棱鏡高設(shè)為0,進(jìn)入坐標(biāo)測(cè)量界面，則測(cè)得的高距離將直接顯示在坐標(biāo)測(cè)量的Z值中，并通過移動(dòng)跟蹤桿獲得待測(cè)各點(diǎn)的高程數(shù)據(jù)。3.2工程實(shí)例現(xiàn)在以深圳市萬科第五園四期展示樓為例，利用新方法高程測(cè)量。如圖5所示，已知a點(diǎn)高程ha為83.30m，測(cè)量B點(diǎn)高程Hb；圖5控制點(diǎn)高程及坐標(biāo)1）儀器在任何一點(diǎn)架設(shè)，用已知的高程點(diǎn)透視，觀察瞄準(zhǔn)邊緣透鏡的橫向標(biāo)記線， 測(cè)量

11、距離顯示高差：V1=D1Xtga 1=-3.496 （全站儀直接顯示讀數(shù)，并保留“ + ”和“-” 標(biāo)志）；2）將棱鏡桿架設(shè)到待測(cè)高程點(diǎn)位，測(cè)得：v2=d2Xtga2=1.65（全站儀用“ + ”、-”）直接顯示讀數(shù)；3）移動(dòng)棱鏡桿測(cè)得其它待測(cè)點(diǎn)v2，計(jì)算出高程；4）待測(cè)點(diǎn)的計(jì)算高程：HB=haV1+V2=83.30- （-3.496） +1.65=88.446m另外可計(jì)算出儀器視線高ww=hav1=86.796m將數(shù)據(jù)可輸入坐標(biāo)測(cè)量的測(cè)站高程，并將儀器高和棱鏡高設(shè)置為0，進(jìn)入坐標(biāo)測(cè)量界 面，則測(cè)得的高程將直接顯示在坐標(biāo)測(cè)量的z值中，移動(dòng)棱鏡得到待測(cè)每個(gè)點(diǎn)的高程數(shù)據(jù)。3.3運(yùn)用三角高程測(cè)量新方

12、法的優(yōu)點(diǎn)通過分析可以看出，這種新的三角高程法具有以下優(yōu)點(diǎn)：1）觀測(cè)過程中不需要量測(cè)儀器和棱鏡的高度，減少了誤差來源，提高了精度。2）在觀測(cè)過程中，將全站儀置于中間，使前后視圖盡可能相等，從而有效地減弱或 消除地球曲率和大氣折射對(duì)高差測(cè)量的影響，進(jìn)一步提高精度。該方法既有幾何水準(zhǔn)測(cè)量任意置站的特點(diǎn)，又同時(shí)不受觀測(cè)地形的限制，特別適合 在丘陵、山區(qū)測(cè)繪。在一定條件下可以代替三、四等幾何水準(zhǔn)測(cè)量，提高了外業(yè)作業(yè)效率。如果使用本工程常用的全站儀(標(biāo)稱精度：角度測(cè)量為2,測(cè)距為 22ppmX10Xd) Mm,在一定條件下，根據(jù)儀器操作規(guī)程操作，可使高差測(cè)量精度滿足 三、四等幾何水準(zhǔn)精度要求。“工欲善其事,必先利其器，全站儀還有很多功能例如：后方交會(huì)測(cè)量、點(diǎn)投影、 懸高測(cè)量與放樣、偏心測(cè)量、面積測(cè)量、體積測(cè)量、對(duì)邊測(cè)量等等?？梢娙緝x的功能是 十分龐大的，合理地運(yùn)用這些功能可以給工作帶來巨大的幫助。本人在深圳萬科第五園實(shí) 習(xí)時(shí)發(fā)現(xiàn)很多高檔的全站儀被