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浅议全站仪在工程施工测量中的应用

  近年来,随着科学技术的进步与发展,人类劳动不仅在深度和广度上拓展很快,而且也更加简捷而高效。光电测距仪的出现使测量范围和测量速度大大提高;电子经纬仪的出现不仅使测角精度有所提高,其可视化也给测量工作带来了极大便利。所谓全站仪,是指能完成一个测站上全部测量工作的仪器。全站仪实际上是一种将红外测距仪和电子经纬仪合为一体的仪器,并在内部装有微型电子处理器。
  1全站仪的主要特点
  全站仪可与电子计算机配合使用,以实现工作的高效性。其优越性主要表现在:訩作业面相对高差限制大大缩小,一般高差在150m以内(要正确设置大气常数),其水准测量能满足四等水准精度,这一高差基本上能满足各种大中型工程的要求;訪其粗略放样半径可达2000m以上(根据仪器的不同,其视距将有所不同);訫无需钢尺量距;訬测距速度快(测距2000m只需2s,在其测距范围内也只需2s);設内业计算简单;訮尤其在采用坐标放样时,更显其优越性,其角差和放样边长都会显示在仪器屏幕上,操作尤为方便。
  传统的测量工作一般需要几种测量仪器配合来承担,至少需要两种测量仪器才能完成一点的测量工作,而且需要移动站点(转点),费时费力;而全站仪在一个站点就可以完成控点范围内的所有测量工作。尤其在高程测量上,全站仪的一站可以完成传统水准仪10站乃至50站的工作,且避免了因转点而引起的误差累积。因此,对放样同样任务的工作,“全站仪”比“传统测量仪器”可节省2/3时间,人力可节省1/2。
  2全站仪在导线测量中的应用
  设站点于O点,A点为后视点(或OA为起始边、A点为高级导线点),输入站点坐标(并设置为站点),瞄准后视点A,输入后视点坐标(并确认)。这时方位α1角已自动计算出并寄存于仪器中,转动仪器并瞄准B点(此时方位角α2已寄存于仪器中)按下“坐标键”,即显示B点测量坐标。然后以B点为站点后视O点(方法同上),便可得下一点测量坐标。依此类推,便可得终点(应为高级导线点)测量坐标。这样实测终点坐标与设计坐标就一个差值,即ΔX和ΔY。在验算精度满足规范要求时,即可进行坐标平差。直接用坐标进行导线测量(复测),不仅外业测量快,而且内业计算也比传统边角平差简便得多,真可谓省时省力。
  3全站仪在工程放样中的应用
  测量的中心工作是确定地面点的位置,由于地面点的空间性,我们常以三维空间直角坐标来表示,即地面点投影在大地水准面的位置或投影在水平面上的平面位置,以及该点到大地水准面的铅垂距离,也就是地面点的坐标和高程。而工程放样是将设计的点位施放到实际地面上,它同样包括点的坐标和高程。确定点的坐标和高程是通过点位的三个基本要素——距离、角度和高差——来实现的。
  首先在系统中选择坐标放样模式。O为站点,HS为后视点,N为指北方向。当输入站点坐标和后视点坐标瞄准后视点并确认后,方位角α0已寄存于仪器中,当输入放样点A的坐标并确认后,仪器将直接显示××°××′××″,即水平角差⊿α1(其由方位角α1与α0之差得来的,只是这一过程是在仪器中是自动运算的),转动仪器,直到水平角差为0,在该方向的目测距离上放置棱镜,按下“距离”测量键,仪器将显示实测距离值与设计值之差,当显示的结果为“+”(或为“-”)时,则在该方向上前移(或后移)棱镜,直到水平距差值为0,此时应再次检查放样点是否在放样方位上,若方位和距离都正确,则A点放样完毕。如接着放样B点,则直接输入B点坐标并确认,这时仪器显示角差⊿α(方位角2α2与α1之差)。如放过A点后直接放C点(方法同上),则仪器显示角差⊿α5(方位角α3与α1之差)。依此类推,可以放出该控点范围内的所有放样点。顺便指出,如放样高程,则需要输入(设置)仪器高和棱镜高。
  4全站仪放样的要点
  先进的科学仪器,其操作都很简单,但简单不等于随便都可以操作,在这里操作方法至关重要。现结合笔者近几年的现场工作实践,浅谈一下全站仪在施工放样中的一些要点。
  4.1放样前检查与准备
  检查的主要内容包括:訩内业计算是否正确无误,这是保证放样工作有效的前提;訪仪器的各种参数设置是否正确;訫棱镜与仪器是否匹配(不匹配时要重新设置棱镜常数);訬仪器和对讲机的充电情况如何;設支架和角架的连接固定情况如何。检查工作的充分与否将直接决定一次测量工作的成败,因此一定要做好测量前的检查与准备工作。
  4.2“控制点”布设
  “控制点”布设的基本原则是“通视良好,易于保护”,另外还有一原则是“控制点不宜多”。“控制点”以设计提供的点为主,不足时再增设。“控制点”的数量以一点控制半径300~500m为宜,直线1000m范围内尽量不多于3点。顺便指出,不要以为设计提供的点都能用作“控制点”。
  4.3测站点固定,后视远
  “测站点固定”是指在某一控点的控制区域内要始终如一地使用该测站点;“后视远”是指后视点距测站点要适当地远,一般不小于250m(这一后视距能保证在角误差2″、放样距离1000m时,其平面位移差小于10mm。在施工放样时尽可能地使用“大边放小边”的原则。另外,在某一控制区域内,测站点和后视点一经选定,切勿随意改变,千万不要为了方便而“舍远求近”。
  4.4始终三如一
  控制点布设、测量放样、检测校核,所引用的“测站点”和“后视点”要始终同一。这一点是检验放样正确性和保证放样质量不可忽视的。
  5结语
  工程施工中采用全站仪这类先进的测量仪器,使测量工作变得轻松,不再像以往使用传统仪器那样,需要在测量前后处理大量的数据,但测量工作是工程施工的前提,测量工作的成功与否直接决定和影响着整个工程施工的成败。因此,必须重视和加强测量工作。这就要求在测量时要更加耐心和细致,不能马虎,更不能偷懒图省事,对引用的原始数据一定要复核其正确性,并在放样过程中相互检验和校核,才能使工程放样工作正确而高效。