【正文】 tion instrument in engineering construction lofting39。近年來隨著全站儀技術(shù)的進(jìn)步與價(jià)格不斷的下調(diào)，它在工程施工建設(shè)方面得到了廣泛的應(yīng)用，在各類建設(shè)中，發(fā)揮了重要的作用。但是, 由于受到經(jīng)緯儀時(shí)代傳統(tǒng)測(cè)量的影響, 加之對(duì)全站儀的功能不甚了解, 因而在很多情況下, 全站儀只是當(dāng)作高價(jià)的經(jīng)緯儀而使用, 并不能對(duì)其靈活運(yùn)用。全站儀的工作原理是一樣的，有些國家總體實(shí)力比較好，儀器先進(jìn)，全站儀使用的方法非常好，運(yùn)用較好的方法，及降低了經(jīng)濟(jì)成本，又滿足了精度要求，但是有些實(shí)力比較落后的國家沒有先進(jìn)的儀器，使用的儀器性能非常不穩(wěn)定，也沒有研究全站儀正確的使用方法，沒有達(dá)到良好的效果，浪費(fèi)了大量的人力物力。1．3 課題研究的目的及應(yīng)用價(jià)值如果能充分發(fā)揮全站儀的功能, 不僅可以提高工作的效率, 而且還能夠避免一些人為錯(cuò)誤的發(fā)生, 起到事半功倍的效果。隨著全站儀的普及使用, 采用全站儀放樣, 靈活、快捷,放樣精度比較高，測(cè)量范圍廣。傳統(tǒng)的測(cè)量工作一般需要幾種測(cè)量?jī)x器配合來承擔(dān)，至少需要兩種測(cè)量?jī)x器才能完成一點(diǎn)的測(cè)量工作，而且需要移動(dòng)站點(diǎn)（轉(zhuǎn)點(diǎn)），費(fèi)時(shí)費(fèi)力；而全站儀在一個(gè)站點(diǎn)就可以完成控點(diǎn)范圍內(nèi)的所有測(cè)量工作。因此,使用全站儀放樣長(zhǎng)度的方法很簡(jiǎn)單。其距離為近似的放樣值S 。 全站儀放樣已知角度在一些建筑工程建設(shè)過程中,經(jīng)常需根據(jù)已知方向放樣出一直角或任意角度,其具體步驟可如下:（1)如圖21 所示安置全站儀于A 點(diǎn),將溫度、濕度、氣壓及各種參數(shù)輸入全站儀中。（3)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部(也使全站儀用跟蹤測(cè)量方式) 瞄準(zhǔn)另一反光鏡(可用單桿棱鏡) ,移動(dòng)這面反光鏡,直到全站儀顯示器顯示角值為放樣的角值(β) ,固定反光鏡,將反光鏡中心投影到地面上定一點(diǎn)P ,則A P 方向即為要放樣的方向（4)若要求放樣的角值精度較高時(shí),在上述放樣后,可認(rèn)為第次放樣的位置為P′(如圖21 所示) 。假設(shè)建筑工程場(chǎng)地附近有一已知高程點(diǎn)A ,其高程為HA ,放樣的高程點(diǎn)高程為HP ,則放樣步驟如下:(1)如圖22 所示安置全站儀于A 點(diǎn),量?jī)x器高,將溫度、濕度、氣壓及各種參數(shù)輸入全站儀中。（5)從P′向上(下) 量取ΔH ,定出的點(diǎn)P ,即為要精確放樣的高程點(diǎn)P。距離差為零就搞定這個(gè)點(diǎn)，然后放樣下個(gè)點(diǎn)。線路中線放樣中運(yùn)用全站儀放樣的主要是平面曲線。該方法的計(jì)算原理及思路為:把由直線段、圓曲線段、緩和曲線段組合而成的曲線歸算到統(tǒng)一的導(dǎo)線測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)中，便于計(jì)算放樣元素。當(dāng)設(shè)計(jì)給定曲線交點(diǎn)JD的坐標(biāo)()，ZH與交點(diǎn)JD連線的方位角及 ZH 點(diǎn)的里程和曲線單元的左右偏情況(用cc表示，cc=－1表示左偏，cc=+1表示右偏 )，那么只要輸入曲線上任意一點(diǎn)的里程，就可以求出曲線單元任意一點(diǎn)的設(shè)計(jì)坐標(biāo)。設(shè) ，與分別為i點(diǎn)和ZH的里程，則 （32）式中，為自ZH點(diǎn)起的曲線長(zhǎng)。通過坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)公式，求得i 點(diǎn)在路線導(dǎo)線測(cè)量坐標(biāo)系中的坐標(biāo)（）和該點(diǎn)切線的方位角，計(jì)算公式如下： （33）（3）帶緩和曲線的圓曲線單元設(shè)計(jì)坐標(biāo)計(jì)算若i點(diǎn)在HY～YH段時(shí)，按切線支距法求出i點(diǎn)在ZH點(diǎn)切線支距坐標(biāo)系中的坐標(biāo) () 及i點(diǎn)切線的傾角β。 全站儀坐標(biāo)法放樣在道路曲線放樣測(cè)量中的應(yīng)用（1）放樣方法1)根據(jù)所放樣點(diǎn)的里程，計(jì)算出各放樣點(diǎn)的坐標(biāo)。1）直線段：P點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算如下：圖31直線段放樣 line lofting如圖31中：為交點(diǎn)2 的X 坐標(biāo)。為交點(diǎn)2 到交點(diǎn)1的坐標(biāo)方位角。為交點(diǎn)2到圓心O的坐標(biāo)方位角。放樣進(jìn)度慢、精度低。此方法放樣快、精度高,實(shí)用性強(qiáng)。1）路基邊樁與中樁的實(shí)際距離的計(jì)算在實(shí)測(cè)出擬放邊樁的估計(jì)位置G的三維坐標(biāo)()后,可計(jì)算出邊樁的估計(jì)位置G與對(duì)應(yīng)中樁P處的高差。反之, 應(yīng)對(duì)邊樁的估計(jì)位置G點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整, 重新按前述方法進(jìn)行計(jì)算比較, 直至滿足工程精度要求。當(dāng)后視基點(diǎn)為已知坐標(biāo)點(diǎn)時(shí)，通過水平度盤定向(即使水平度盤00方向線與已知坐標(biāo)系的x軸正向平行，設(shè)站點(diǎn)的坐標(biāo)為已知坐標(biāo)系中的坐標(biāo))，使儀器坐標(biāo)系與已知坐標(biāo)系一致，這時(shí)，參考線方法可視為是參考點(diǎn)方法的擴(kuò)展。這一方法也可稱為參考點(diǎn)方法。將參考線測(cè)量放樣方法與傳統(tǒng)的放樣方法相比較，我們可以發(fā)現(xiàn)：①參考線測(cè)量放樣方法只是要求給出待放樣點(diǎn)相對(duì)于已知邊的關(guān)系，在地形比較復(fù)雜的時(shí)候不需要控制點(diǎn)就能放樣；②隨著所給定的放樣條件不同，傳統(tǒng)方法的具體實(shí)現(xiàn)也將不同(參考點(diǎn)法或幾何法)，而參考線方法則是一致的，它不隨起始放樣條件的改變而改變。顯示（輸出）測(cè)量結(jié)果。將點(diǎn)作為測(cè)站點(diǎn)并在此架設(shè)全站儀將點(diǎn)作為目標(biāo)點(diǎn)，把棱鏡架于其上。為占地面積寬廣、體量龐大的建筑物提供起始控制數(shù)據(jù)的城市導(dǎo)線點(diǎn)之間的距離可能較遠(yuǎn)。2）選取兩城市控制網(wǎng)點(diǎn)、其坐標(biāo)己知。4）進(jìn)入坐標(biāo)放樣模式，輸入測(cè)站點(diǎn)的坐標(biāo)、儀器高、目標(biāo)高。7）旋轉(zhuǎn)儀器的照準(zhǔn)部，使所顯示的水平角讀數(shù)為零。8）根據(jù)顯示值，指揮持棱鏡的測(cè)量人員，沿照準(zhǔn)方向移動(dòng)帶測(cè)桿的棱鏡，直到觀測(cè)屏幕上的顯示值在誤差范圍之內(nèi)。特別是在施工前期的定位階段，還容易受地形條件的限制。有深基坑的工地和不同樓層，普通水準(zhǔn)測(cè)量很難做到對(duì)其進(jìn)行高程控制，只能采用三角高程測(cè)量或用皮尺測(cè)量。利用全站儀的距離測(cè)量模式進(jìn)行高程控制。(4）若測(cè)桿1 與側(cè)桿2 的高度一致，則所求點(diǎn)A 的計(jì)算式為： (312)如果儀器至測(cè)桿1 測(cè)得為負(fù)高差，則前變符號(hào)為“+”。 全站儀在橋梁工程施工放樣隨著國家建設(shè)投資的發(fā)展，建筑工程的投入進(jìn)一步加大，各類橋梁在建筑工程的應(yīng)用日益廣泛，但是，相應(yīng)暴露出來的問題也越來越多，橋梁工程施工要按照規(guī)劃和設(shè)計(jì)所列出的工程結(jié)構(gòu)、數(shù)量、質(zhì)量等要求進(jìn)行，其中，施工放線是確保建筑工程順利進(jìn)行的基礎(chǔ)，在橋梁測(cè)量工程中是必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。無論是在橋梁工程的勘測(cè)設(shè)計(jì)階段，還是在施工建造階段或運(yùn)營管理階段，相應(yīng)的測(cè)量工作都必不可少。 全站儀在橋梁測(cè)量工程施工放線中的應(yīng)用由于全站儀的功能比其他測(cè)角、測(cè)距儀器更多，也更便于使用操作，因此，目前全站儀已廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域的測(cè)量工作中，大大提高了測(cè)量作業(yè)的工作效率。施工放線常用的測(cè)量?jī)x器有水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、全站儀、激光鉛垂儀、激光指向儀等。人員的配備需要測(cè)量員一名，記錄員一名，跑棱鏡標(biāo)尺2 人，設(shè)備配置為全站儀一臺(tái)，棱鏡標(biāo)尺2套。3） 設(shè)立平面坐標(biāo)系。我們由這個(gè)控制點(diǎn)進(jìn)行碎部測(cè)量，可以先由外向內(nèi)測(cè)量，順序是從背河堤腳、背河堤肩、臨河堤肩、臨河戧臺(tái)臨河堤腳、河口，然后再由內(nèi)向外進(jìn)行。 全站儀在井下下工程中施工放樣的應(yīng)用井下測(cè)量過程中,放樣測(cè)量工作相對(duì)比較少,但在一些比較重要的工程設(shè)備安裝時(shí),各種軸線的放樣標(biāo)定工作,對(duì)測(cè)量提出了較高的要求。去, 以便于指導(dǎo)施工。此方法同樣適用于直線遂道測(cè)量，井下條件如圖35圖35井下條件示意圖 downhole condition diagram（1) 在井內(nèi)控制點(diǎn)作好的前提條件下，首先在井內(nèi)已知導(dǎo)線點(diǎn)C架設(shè)全站儀，以已知導(dǎo)線點(diǎn)B為后視點(diǎn)，用極坐標(biāo)法測(cè)取水平角、CD平距和高差，從而計(jì)算出D點(diǎn)的坐標(biāo)和高程。再用D點(diǎn)的底板設(shè)計(jì)高程與D點(diǎn)的實(shí)測(cè)高程比較，將D點(diǎn)的設(shè)計(jì)高程提高1米，該位置就是斜井的腰線（腰線距底板的垂距通常為1米）,升降測(cè)點(diǎn)位置就可以放出腰線點(diǎn)。應(yīng)用中注意問題:全站儀要認(rèn)真檢校，保證各項(xiàng)參數(shù)設(shè)置正確，2c 差和指標(biāo)差校正在5 秒內(nèi)。儀器高和前視棱鏡高應(yīng)在觀測(cè)開始前和結(jié)束后各量一次(以減少垂球線荷重后的漸變影響) , 兩次丈量的互差不得大于4 mm ,取平均值最為丈量結(jié)果。??（1）全站儀在井下三角測(cè)量中的應(yīng)用全站儀三角高程測(cè)量的應(yīng)用實(shí)踐證明, 用全站儀進(jìn)行三角高程測(cè)量的精度是較高的??對(duì)于分段水平來說, 水準(zhǔn)基點(diǎn)一般都布設(shè)在分段道內(nèi),通過三角高程測(cè)量, 把主要大巷內(nèi)的高程通過分層聯(lián)絡(luò)巷傳遞到各采場(chǎng),實(shí)現(xiàn)采區(qū)高程控制為了了解全站儀三角高程測(cè)量的誤差積累程度,在本礦+725m 水平首采區(qū)15工作面進(jìn)行了驗(yàn)證,煤層底板掘進(jìn), 工作面巷道坡度起伏較大, 專門進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量, 工作量大,效率低,而且造成精度浪費(fèi)為此,在工作面進(jìn)行全站儀導(dǎo)線測(cè)量的同時(shí), 利用全站儀進(jìn)行了高程測(cè)量??經(jīng)過1860m 的膠帶巷道和180m 的切眼傳遞后,倒掘與軌道巷道貫通,導(dǎo)線全長(zhǎng)210余米,達(dá)到井下I級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量的精度要求??因此,在分段巷道之間進(jìn)行高程測(cè)量時(shí),應(yīng)考慮應(yīng)用該方法。文件建立完成。(多為已知點(diǎn)建站)具體方法：按“建站”一l一面版提示輸入信息輸入ST站點(diǎn)名(如1號(hào)點(diǎn))一回車一輸入站點(diǎn)坐標(biāo)一回車一輸入儀器高一回車一輸CD代碼(可不輸)一回車一面版提示輸入后視資料：，angle角度，多數(shù)情況下為坐標(biāo)，選擇l一輸入后視點(diǎn)點(diǎn)號(hào)(BS)一回車一輸入后視點(diǎn)坐標(biāo)一回車一輸入代碼CD～回車。（3）放樣操作：建站之后，開始放樣。 數(shù)據(jù)管理全站儀中可以建立多個(gè)文件，用于存放不同地塊的數(shù)據(jù)。帶表示控制文件，只能設(shè)置一個(gè)?；謴?fù)中線的方法和手段很多，利用全站儀進(jìn)行極坐標(biāo)放樣成為中線測(cè)量的主要手段。因此利用全站儀放樣中樁操作簡(jiǎn)單，需要設(shè)備人員少、效率高、精度高。測(cè)量結(jié)果每公里高差中數(shù)的偶然中誤差^以和傘中誤差M。將全站儀安置于A點(diǎn)，量?jī)x器高,將棱鏡置于B點(diǎn)，量棱鏡高為。對(duì)于(318)式中的敝和K扳分別是往返時(shí)的大氣折光系數(shù)，一般是不相等的，但是：如果用全站儀在相同的氣象條件下進(jìn)行對(duì)向觀測(cè)時(shí)，特別是在同一時(shí)間進(jìn)行對(duì)向觀測(cè)時(shí)，可認(rèn)為他們是相等的。本著便于測(cè)量、地質(zhì)條件好、施工時(shí)不被干擾和破壞，滿足測(cè)量精度要求等原則布設(shè)點(diǎn)位。一般是為了便于施工放樣的工作順利進(jìn)行，簡(jiǎn)化繁雜的數(shù)學(xué)計(jì)算，需將獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為壩軸唑標(biāo)系統(tǒng)，即將水壩軸線作為施工坐標(biāo)體系的一個(gè)坐標(biāo)軸；同時(shí)，壩軸往往不一定是一條直線，會(huì)存在一個(gè)或若干個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，這時(shí)就需要利用畢標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系式重新轉(zhuǎn)換坐標(biāo)體系。本文介紹全站儀在堤防施工中的主要應(yīng)用以及在使用中應(yīng)注意些什么問題，以使全站儀在堤防工程中發(fā)揮最大的功效。二是微處理器：微處理器是全站儀的核心裝置，主要由中央處理器，隨機(jī)儲(chǔ)存器和只讀存儲(chǔ)器等構(gòu)成，測(cè)量時(shí)，微處理器根據(jù)鍵盤或程序的指令控制各分系統(tǒng)的測(cè)量工作，進(jìn)行必要的邏輯和數(shù)值運(yùn)算以及數(shù)字存儲(chǔ)、處理、管理、傳輸、顯示等。2)確定已知控制網(wǎng)、拐點(diǎn)等，利用圖紙已給點(diǎn)在CAD上采用內(nèi)插法確定整樁號(hào)點(diǎn)如0+000，0+050，0+100等。5)使用有內(nèi)存的全站儀時(shí)，可以提前將控制點(diǎn)（包括擬用的測(cè)站點(diǎn)、檢查點(diǎn)）和放樣點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)輸入全站儀內(nèi)存并命名，記錄好每個(gè)點(diǎn)的名稱，這樣可以極大的減少操作時(shí)間，提高測(cè)量效率。如果要進(jìn)行加密控制，則需要采用前方交匯或后方交匯的辦法。（3）堤線放樣：堤線放樣是將堤防由圖紙變成現(xiàn)實(shí)的第一步，所以堤線放樣尤為重要。在堤線放樣中經(jīng)常會(huì)遇到加樁的情況，一般加樁包括：堤線轉(zhuǎn)彎曲線的起點(diǎn)、終點(diǎn)以及必要的曲線樁；堤線內(nèi)擬新建或已建建筑物的位置；堤線的地勢(shì)、地貌較為復(fù)雜的地段；地形穿越鐵路、公路的高程點(diǎn)；堤線由平地進(jìn)入山地或峽谷處；堤線設(shè)計(jì)斷面變化的過渡段兩端。 全站儀使用時(shí)應(yīng)注意主要事項(xiàng)（1）全站儀日常使用時(shí)應(yīng)注意事項(xiàng)1）全站儀應(yīng)由專人使用、保管。2）測(cè)量時(shí)不要將望遠(yuǎn)鏡正對(duì)太陽，否則會(huì)損壞全站儀內(nèi)部電子元件。5）全站儀在潮濕環(huán)境和塵土環(huán)境中工作時(shí)，作業(yè)結(jié)束清潔鏡頭時(shí)先用毛刷刷去鏡頭上的塵土，然后用潔凈的浸有無水酒精(乙醚)的棉布擦拭鏡頭。9）電池剩余容量顯示級(jí)別與當(dāng)前的測(cè)量模式有關(guān)，在角度測(cè)量的模式下，電池剩余容量夠用，并不能夠保證電池在距離測(cè)量模式下也能用，因?yàn)榫嚯x測(cè)量模式耗電高于角度測(cè)量模式，當(dāng)從角度模式轉(zhuǎn)換為距離模式時(shí)，由于電池容量不足，不時(shí)會(huì)中止測(cè)距。2）檢查全站儀的豎盤指標(biāo)差，指標(biāo)差越小越好。6）測(cè)量時(shí)應(yīng)進(jìn)行正倒鏡的觀測(cè)以提高精度。已知曲線轉(zhuǎn)角=34176。31″。(2)繼續(xù)在操作界面上選取“設(shè)置作業(yè)”，則按照提輸入，新建一個(gè)作業(yè)。(6)通過對(duì)講機(jī)向立鏡者傳達(dá)全站儀提示的信息，指導(dǎo)其調(diào)整鏡位，從而放樣出符合精度要求的點(diǎn)位，然后在放樣出的點(diǎn)上做上標(biāo)記。如果在P點(diǎn)處通視條件好，即可轉(zhuǎn)入?yún)⒖季€放樣模式。這在安裝管道的時(shí)候，施工單位可以用這個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)來控制和檢測(cè)管道安裝的質(zhì)量。例如在圖1中，如果的彎頭和AE這條管是預(yù)制好的，在放F點(diǎn)時(shí)，把F點(diǎn)向正南方向移動(dòng)一定的距離到(如圖42)，當(dāng)要放樣GH這條管線時(shí)，用同樣的方法放出這條管線的中心線和偏移的特征點(diǎn)，只是在放中心線的時(shí)候，會(huì)把F點(diǎn)向正東方向移動(dòng)一定的距離到位置(如圖42)。采用全站儀參考線法放樣這些點(diǎn)時(shí)因設(shè)計(jì)的偏距比較大，這樣對(duì)施工單位來說就難以控制安裝的質(zhì)量。施工單位在安裝管道時(shí)，有了和這2個(gè)點(diǎn)作檢驗(yàn)，就能保證管道的安裝質(zhì)量。解決問題的方法是在樓板上預(yù)留一個(gè)直徑10cm的孔洞，暫不澆搗水泥（后澆帶處理）,作為上下樓層站點(diǎn)對(duì)中的通視孔,使下層的已知點(diǎn)坐標(biāo)順利傳遞到上層樓板。本例用全站儀用簡(jiǎn)單的快速準(zhǔn)確敢樣出橋梁墩、臺(tái)。先根據(jù)控制樁里程和設(shè)計(jì)墩、臺(tái)的中心里程計(jì)算出AC、AE、AF、AD的距離，將全站儀安置在A點(diǎn)經(jīng)對(duì)中、整平后照準(zhǔn)B點(diǎn)然后用棱鏡沿AB視線測(cè)出AC、AE、AF、AD各段距離，并釘下木樁作為橋梁墩、臺(tái)的中心標(biāo)志，即C、E、F、D點(diǎn)。然后用計(jì)算式計(jì)算出兩直角三角形中斜邊長(zhǎng)AG和AH，偏角和，并將A點(diǎn)的全站儀對(duì)中、整平后照準(zhǔn)B點(diǎn)，然后撥角，并用棱鏡沿視線測(cè)出AG 距離定出G點(diǎn)，G點(diǎn)定出后，再將全站儀照準(zhǔn)B點(diǎn)然后撥角，并用棱鏡器視線測(cè)出AH距離定出H 點(diǎn)，故GH 即為橋墩E的中心線，依次類推C、F、D墩、臺(tái)中心線可用全站儀在A 點(diǎn)一次放樣成功。根據(jù)工程實(shí)際進(jìn)度, 將在工作面上巷進(jìn)行貫通。(3) 按 F1鍵選擇水平距離放樣模式。 本章小結(jié) 本章結(jié)合實(shí)例說明了全站儀在工程中的具體應(yīng)用，將第三章的理論應(yīng)用到現(xiàn)踐中，使步驟更加明確，同時(shí)也給出了使用全站儀時(shí)應(yīng)注意的問題。簡(jiǎn)要說明了與傳統(tǒng)的施工放樣相比而具有的有省時(shí)、省工、省錢的有點(diǎn)。恩師高尚的人格魅力將永遠(yuǎn)成為我人生旅途的指南針，他嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的態(tài)度和艱苦創(chuàng)業(yè)的精神也將是我今后學(xué)習(xí)和