【正文】 （ coordinate measurement ） （ 1）功能：可測量目標(biāo)點的三維坐標(biāo)（ X ， Y ， H ）。則有： 方位角： 坐標(biāo)： 徐州師范大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 全站儀在公路施工測量中的應(yīng)用 2 若輸入：測站 S 高程 ，測得：儀器高 i ，棱鏡高 v ，平距 ，豎直角 ，則有： 高程： （ 3）方法： 輸入測站 S （ X ， Y ， H ），儀器高 i ，棱鏡高 v —— 瞄準(zhǔn)后視點 B ，將水平度盤讀數(shù)設(shè)置為 —— 瞄準(zhǔn)目標(biāo)棱鏡點 T ，按 “ 測量 ” ，即可顯示點 T 的三維坐標(biāo)。 （ 2）放樣原理 1）在大致位置立棱鏡，測出當(dāng)前位置的坐標(biāo)。 3）根據(jù)顯示的 dD 、 dHR 或 ΔX 、 ΔY ，逐漸找到放樣點的位置。 （ 4）數(shù)據(jù)存儲管理。 利用全站儀進(jìn)行中線測量 中線測量就是根據(jù)中線控制樁和導(dǎo)線控制點將設(shè)計圖紙上的公路中線反映到實地 , 故又稱恢復(fù)中線和中樁放樣。因此利用全站儀進(jìn)行極坐標(biāo)放樣成為中線測量的主要手段。如圖 1, P 為公路上的中線點 , 坐標(biāo)為 ( XP , YP ) , A、 B為導(dǎo)線點坐標(biāo)分別為 ( XA , YA ) 、( XB , YB ) , P 點與 A 點極坐標(biāo)關(guān)系用 A 點到 P 點的距離 , 坐標(biāo)方位角 表示 , 即 全站儀就是根據(jù)極坐標(biāo)法原理設(shè)制了一套放樣模式。傳統(tǒng) 的測量方法是水準(zhǔn)測量，三角高程測量。水準(zhǔn)測量是一種直接測高法，測定高差的精度是較高的，但水準(zhǔn)測量受地形起伏的限制，外業(yè)工作量大，施測速度較慢。但 實際 精度較低，且每次測量都得量取儀器高，棱鏡高，比較麻煩并且增加了誤差來源。這種方法既結(jié)合了水準(zhǔn)測量的任意置站的特點，又減少了三角高程的誤差來源，同時每次測量時還不必量取儀器高、棱鏡高。 如圖 11所示，設(shè) A， B 為地面上高度不同的兩點。 圖中， D 為 A， B 兩點間的水平距離； α 為 A 點觀測 B 點時的垂直角；i為測站點的儀器高， t 為棱鏡高； Ha 為 A 點高程， HB 為 B 點高程；Ｖ為全站儀望遠(yuǎn)鏡和棱鏡之間的高差Ｖ 。 圖 11 現(xiàn)在 我們將全站儀象水準(zhǔn)儀一樣任意置點，而不是將它置在已知高程點上，同時又在不量取儀器高和棱鏡高的情況下，利用三角高程測量原理測出徐州師范大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 全站儀在公路施工測量中的應(yīng)用 5 待測點的高程，那么施測的 效果將更好 。首先由 （ ）式可知 : HA=HB(Dtanα+i t) （ ） 上式除了 Dtanα 即 V 的值可以用儀器直接測出外， i,t 都是未知的。從 （ ）式 可知： HA+it=HBDtanα=W （ ） 由 （ ）式 可知， HA+it在 同 一測站上是固定不變的，而且可以計算出它的值 W。 用儀器照準(zhǔn)已知點，測出 V的值，并算出 W的值。施測前不必設(shè)定。 照準(zhǔn)待測點測出其高程。 徐州師范大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 全站儀在公路施工測量中的應(yīng)用 6 從 （ ） 可知 ,不同待測點的高程隨著測站點到其的水平距離或觀測垂直角的變化而改變。 在實際測量中，棱鏡高還可以根據(jù)實際情況改變，只要記錄下相對于初值 t 增大或減小的數(shù)值，就可在測量的基礎(chǔ)上計算出待測點的實際高程 。方便、快速、內(nèi)業(yè)計算資料少、效率高。 利用全站儀進(jìn)行結(jié)構(gòu)物 放 樣測量 涵洞、橋梁、隧道等構(gòu)筑物是公路的重要組成部分。 利用全站儀的放樣模式只需算出構(gòu)筑物主要軸線的坐標(biāo)，即可快速，準(zhǔn)確的定出構(gòu)筑物的軸線。如樁基定位、護(hù)筒中心放樣、銅筋籠定位、成型后校核等。 利用全站儀進(jìn)行 縱橫 斷面圖測量 設(shè)計線路中線在實地標(biāo)定后，為進(jìn)行工程施工設(shè)計，土石方計算，需要詳細(xì)了解中線沿線的地貌狀況，而進(jìn)行路線斷面圖測量。遵循由整體到局部，先控制后 碎步，從高級到低級的測量基本原則。一般路線縱橫斷面測量可以結(jié)合在一起一次完成，最后根據(jù)測量資料進(jìn)行斷面圖的測繪。 ① 將全站儀支在已知的導(dǎo)線點上，尋找一個既便于觀測中樁又與水準(zhǔn)點和導(dǎo)線點通視的轉(zhuǎn)點，測出該轉(zhuǎn)點坐標(biāo) (zx ,zy )。 ③ 將全站儀對中桿立于水準(zhǔn)點 (高程為 BM)上，量取全站儀對中桿上的反射棱徐州師范大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 全站儀在公路施工測量中的應(yīng)用 8 鏡中心到水準(zhǔn)點之間高度 (一般情況下可直接在全站儀對中桿上讀取該高度 )h。即可算出全站儀視線高 00H hhBM ???? 。使用全站儀，用極坐標(biāo)法放出 該邊樁。 ⑥ 使用全站儀測出變坡點的坐標(biāo) ( x， y)及全站儀與全站儀對中桿上的反射棱鏡之間的高差 h? ，并量取對中桿的長度 h。x 及 。 圖 12 原理圖 徐州師范大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 全站儀在公路施工測量中的應(yīng)用 9 第二章 全站儀在公路施工放樣中的任務(wù)和依據(jù) 公路工程施工放樣的任務(wù) 和依據(jù) 公路工程施工放樣的主要任務(wù)是利用測量技術(shù)將 設(shè)計圖紙上的工程構(gòu)造物的平面位置和高程在實地標(biāo)定出來，作為施工 依據(jù)。 公路工程施工放樣的依據(jù)是《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》， 各種構(gòu)造物的施工技術(shù)規(guī)范、規(guī)程、測量規(guī)范等以及工程設(shè)計圖紙。 在測量技術(shù)飛速發(fā)展的今天，測距儀或全站儀的使用越來越普遍。采用具有自動跟蹤功能的 測距儀測設(shè)水平距離時，儀器自動進(jìn) 行氣象改正并將傾斜距離改算成水平 距離直接顯示。當(dāng)顯示值等于待測設(shè)的已知水平距離 D 時，即可定出終點。 已知水平角的放樣 1）盤左盤右分中法 徐州師范大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 全站儀在公路施工測量中的應(yīng)用 10 如圖 242 所示，設(shè) OA 為已知方向，要在 O 點以 OA 為起始方向，順時針方向測設(shè)出給定的水平角 ? 。附近（或任意讀數(shù) L）。為了檢核和提高測設(shè)精度，倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡成盤右位置，重復(fù)上述操作，并沿視線方向定出 B? 點，取 B? B? 的中點 B，則 AOB?即為設(shè)計的角值 ? 。 2）垂線改正法 當(dāng)測設(shè)精度要求較高時，可采用初放水平角 ?? 與設(shè)計水平角 ? 進(jìn)行差值比較，并沿垂線方向進(jìn)行改正的方法。改正時可根據(jù) AC 的長度和 ?? 計算其垂直距離 CC1： ??? ?????? ACACCC ta n1（ ?? ?????? ,5206 26 單位為秒 ） 然后過 C點作 AC 的垂線，在垂線方向上量出 CC1的長度，定出 C1點，則1BAC? 即為放樣的水平角。為檢查測設(shè)是否正確，還需進(jìn)行檢查測量。 1）水準(zhǔn)測量法 如圖 224 所示， A為已知水準(zhǔn)點，其高程為 AH ， B為待測設(shè)高程點，其設(shè)計高程為 BH 。 例：已知水準(zhǔn)點 A 的高程 mH A ? ，今欲測設(shè) B 點，使其高程mH B ? ，試說明放樣方法。 2）三角高程法 用三角高程測量的方法放樣已知高程的操作步驟基本和水準(zhǔn)測量的方法相同，具體操作如下： （ 1）將儀器（經(jīng)緯儀和測距儀或全站儀）安置于已知高程點 A上，量取儀器高 i ； （ 2）在待測高程點 B 上立棱鏡，量取覘標(biāo)高 ? ； （ 3）測出 A 點與 B 點間的水平距離 D 和儀器視線的傾角 ? ，按公式fiDH B ????? ??ta n 為地球和大氣的改正數(shù)），并于已知高程 BH 比較； （ 4）改變覘標(biāo)高，重復(fù)第（ 3）部，直至 BB HH ?? ，即放樣完成。放樣時，應(yīng)根據(jù)控制網(wǎng)的形式、控制點的分布情況、地形條件以及放樣精度，合理選用適當(dāng)?shù)臏y 設(shè)方法。此方法適用于經(jīng)緯儀配合測距儀或全站儀測設(shè)。放樣時先根據(jù)待測點的坐標(biāo)和已知點的坐標(biāo)，反算待測點到極點的水平距離 D（極徑）和極點到待測點方向的坐標(biāo)方位角，再根據(jù)方位角求算出水平角 ? （極角），然后由 D 和 ? 進(jìn)行點的放樣，在這里 D和 ? 稱為放樣數(shù)據(jù)。則： 22 )()(c o ss in APAPAPAPAPAP yyxxxxyyD ???????? ?? ABAP ??? ?? 其中： ABABABABAB xyxx yy ?????? a r c t a na r c t a n? APAPAPAPAP xyxx yy ?????? a r c t a na r c t a n? 圖 225 測設(shè)時，在 A 點安置經(jīng)緯儀，瞄準(zhǔn) B 點，先測設(shè)出 ? 角，得 AP方向線。 2）直角坐標(biāo)法 直角坐標(biāo)法是根據(jù)直角坐標(biāo)原理測設(shè)地面點的平面位置。 如圖 226 所示 ,OA、 OB 為兩條互相垂直的基線 , 待測的軸線與基線平行。 首先在 O點安置經(jīng)緯儀 ,瞄準(zhǔn) A 點，由 O 點起沿 徐州師范大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 全站儀在公路施工測量中的應(yīng)用 14 視線方向測設(shè)距離 15m 定出 m 點，由 m 點繼續(xù)向前 測設(shè)距離 35m 定出 n 點 。角， 沿此方向從 m 點起測設(shè)距離 25m 定出 M點，再向前測設(shè)距離 20m 定出 P 點。最后應(yīng)檢查構(gòu)造物的四角是否等于 90176。 上述方法計算簡單、施測方便，測設(shè)點位的精度較高，應(yīng)用較為廣泛。它適用于待測設(shè)點離控制點較遠(yuǎn)或量距較為困難的地方。測設(shè)時，先根據(jù)P 點的設(shè)計坐標(biāo)及控制點 A、 B、 C 三點的坐標(biāo)反算出交會角β γ β γ 2 。并且分別沿方向線 AP、 BP、 CP ，在 P 點附近各插兩根測釬，并分別用細(xì)線相連，其交點即為 P 點的位置。對于示誤三角形的邊長在允許范圍內(nèi)時，可取其重心作為 P 點的點位。 圖 227 圖 228 徐州師范大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 全站儀在公路施工測量中的應(yīng)用 15 4）距離交會法 距離 交會 法是 根 據(jù)兩 段已 知 的距 離交 會出 地 面點 的平 面 位置。在施工中細(xì)部的測設(shè)常用此法。測設(shè)時，用鋼尺分別從控制點 A、 B 量取距離 D D2后，其交點即為 P點的平面位置。 采用全站儀測設(shè)時，將全站儀置于測設(shè)模式，向全站儀輸入測設(shè)站點坐標(biāo)、后視點坐標(biāo) (或方位角 )，再輸入待測設(shè)點的坐標(biāo)。根據(jù)坐標(biāo)差值，移動棱鏡的位置，直至坐標(biāo)差為零，這時所對應(yīng)的位置就是待測設(shè)點的位置。 路線中線施工放樣是保證施工質(zhì)量的一個重要環(huán)節(jié)。一旦發(fā)生錯誤而又未能及時發(fā)現(xiàn)，就會影響下步工作，影響工作進(jìn)度，甚至造成損失。為確保施工測量質(zhì)量，在施工前必須對導(dǎo)線控制點和路線控制樁進(jìn)行復(fù)測，施工過程中要定期檢查。 路線中線施工放樣又 稱為恢復(fù)中線。 用導(dǎo)線控制點放樣中線，放樣精度能得到充分的保證?，F(xiàn)在，幾乎所有的施工單位都有測距儀或全站儀，因而這種方法得到了廣泛的應(yīng)用，成為恢復(fù)中線的主要手段。實際應(yīng)用中，二級以上的公路勘察設(shè)計，均沿路線建有導(dǎo)線控制點，作為首級控制，故可采用導(dǎo)線控制點放樣中線。 施工放樣測量的精度取決于公路等級和設(shè)計要求以及施工控制測量的精度。 1）熟悉設(shè)計圖紙和施工現(xiàn)場 設(shè)計圖紙主要有路線平面圖、縱、橫斷面圖、橋涵、構(gòu)造物圖及附屬工程圖等。核對圖紙主要尺寸、位置、標(biāo)高有無錯誤。了解工程施工組織計劃，協(xié)調(diào)測量與施工進(jìn)度的關(guān)系，合理安排施工放樣測量工作。路線勘測設(shè)計完成以后，往往要經(jīng)過一段時間才能施工。另外，由于人為或其它原因，導(dǎo)線控制點或路線控制樁丟失、或遭到破壞，要對其進(jìn)行補(bǔ)測；有的導(dǎo)線點在路基范圍以內(nèi)，需將其移至路基范圍以外。 、補(bǔ)測和移位 用導(dǎo)線控制點恢復(fù)公路中線，適用于高等級公路。在恢復(fù)中線之前，首先要對導(dǎo)線控制點進(jìn)行復(fù)測、補(bǔ)測和移位，以保證控制點的精度。檢測方法如圖321所示： 圖 321 第一步：根據(jù)導(dǎo)線點 1～ n的坐標(biāo)反算轉(zhuǎn)角（左角）β 2～β n1和導(dǎo)線邊長S1～ Sn1. 1ii1iii1i XX YYa r c ta n??? ???，? （ 321） 1iX2iX 1iY2iYa r c t a n2i1i ??? ?????? ，? （ 322） i,1i2i1,i1i ?????? ??? （ 323） ? ? ? ?2iY1iY2iX1iXiS ?????? （ 324） 第二步：實地觀測各左角β ′ i+1及導(dǎo)線邊長 S180。角度觀測可取一個測回平均值，邊長測量可取連續(xù)測量 3～ 4次的平均值。39。1i ????? ??? （ 325） 15 00 01iS i39。 另外，還