1、全站仪在道路施工测量的应用探讨摘要：本文主要探讨了全站仪在公路施工测量中的应用，论述了全站仪在公路施工放样中的具体操作和注意事项。 关键词：全站仪、公路施工测量施工放样 中图分类号：X734 文献标识码：A 在公路工程建设的各个阶段都需要进行测量，而且测量的精度和速度直接影响到整个工程的质量与进度。公路工程施工测量贯穿于公路施工整个过程，是公路施工主旋律的序曲、尾声及和弦。全站仪可以通过机内的微处理机，直接得到地面点的空间坐标，因此在成果处理时可直接采用坐标平差法。这与过去通过边、角平差后求算坐标的方法有所不同。全站仪测定高程是依据三角高程测量的原理,在工程测量中，精度指标都是针对水准测量制定
2、的，全站仪测定高程的精度问题也在探讨之中，但其在道路纵、横断面测量中的应用，给道路施工测量带来了前所未有的变化。 1 公路施工测量存在的问题 1.1 部分公路施工企业没有专职的施工测量人员，这些缺乏专门训练的业余人员，对常规测量仪器的性能、操作及测设方法都一知半解，根本不能胜任施工测量工作，也就无法保证施工测量的质量。 1.2 测量仪器设备落后且数量不足，有相当一部分施工企业没有足够的测量仪器，甚至不少施工企业没有测量仪器。在施工时由于测量仪器落后，严重影响了测量的精度。 1.3 在实际的工程质量监控和工程竣工验收时，都只注重其他施工质量的检查与控制，而忽视施工测量质量的检验。许多工程验收监督
3、部门到现场看看，走走过场，没有做到亲自用仪器进行实测。 2 应用全站仪在道路施工测量中的优越性 2.1 全站仪中线测量就是根据中线控制桩和导线控制点将设计图纸上的公路中线反映到实地，故又称恢复中线和中桩放样。用全站仪测量一测站就能达到几百米，最短有时只有几米，往往用全站仪测一测站就得用水准仪测十几站，用三角高程测量，一般都采用对向观测法，则两水准点间要设两次仪器观测。而采用中间观测法则只需要一次就行了。因此用全站仪测比水准仪、三角高程测量能节省很多时间。 2.2 用全站仪测量的测段距离基为两水准点间的边长，而用水准仪的测段距离一般为两点边长的 152 倍。而当用两种仪器测出的结果同时满足精度要
4、求时，由于用全站仪测量时减少了不必要的测段距离，测段距离在平差计算中代表权，权比较真实，证明平差的结果比较可靠，无形中提高了测量精度。 2.3 传统的三角测量在进行单向观测时，受到大气垂直折光差及地球弯曲差的影响，必须进行两差改正，且 k 值很难测定；用全站仪测量时前后视采用对中杆三角架，不存在扶水准尺过程中人为因素影响，且在转点时对中杆可以直接插紧地面，观测过程中的沉降量远比尺垫沉降量小得多；在测量过程中，读数的数据由仪器显示，减少了人为估读误差。2.4 采用全站仪中间观测法，仪器不设于点位上，不用进行光学对中，只需精平，有利于提高观测者的工作效率，节省体力，也消除了仪器对中误差的影响。由于
5、仪器设在观测点中间，仪器摆设比较机动，比较容易找到视野开阔的地方，避免视线受周围障碍物的影响，从而也提高了观测精度。如果用三角高程测量，则要求两水准点相互要通视，往往就需要通过砍树、除草等方法才能达到，增加了很多不必要的工作。 2.5 用全站仪测量，只需记录前后视距边长及高差，记数少，记录简单清晰；而用水准仪得记录黑红面的上下中丝读数，且记录及计算复核过程很繁琐。用全站仪测量的内业整理、平差计算简单，不容易出错。 2.6 利用全站仪进行高程测量无须受限制。只要两点间通视，就可以进行测量。全站仪利用三角高程的原理设制了一套直接测定两点间高差的模式，将棱镜安在带有刻度的对中杆上架在测点，将仪器照准
6、棱镜，只需按下测距键，即可测出棱镜和仪器的高差，利用这种方法，可以测出任意点的高程。 3.1 全站仪测量操作过程中要注意的关键点 3.1 设站时尽量选择稳固地面，要使仪器始终处于精平状态，有阳光照射时要打伞，观测后也要检查仪器水泡状态。因为观测时不直接观测竖直角，而是观测通过由斜距与竖直角计算出的平距和高差，没有检核竖直角的过程，所以要尽量使仪器处于测量的最佳状态，尽量避免对仪器不利的因素。 3.2 每次照准棱镜时应以横丝为主切准同一参照点，一般以觇标的三角形端部，不能以棱镜中丝点，因为在几百米外一般仪器看不清棱镜中丝点。 4 全站仪使用中主要的应用方法 4.1 三维坐标导线测量的方法。目前，
7、一些先进的全站仪均可直接测算导线点的三维坐标。 为了与传统的导线测量相区别，将此称为坐标导线测量。虽然不同型号的全站仪都有直接测坐标的功能，但在操作上却不尽相同。全站仪测量时,每个点的坐标都是根据测站点坐标计算得到的，因此,测站需要设置平面坐标(x,y),高程（z）可根据需要确定是否需要设置，不进行高程测量时，可不输入仪器高和 z 值。 4.2 坐标导线测量近似平差计算。全站仪导线测量中的许多计算工作已由仪器机内软件完成。由于全站仪直接测定各点的坐标值，因此平差计算就不能象传统的导线测量那样，先进行角度闭合差和坐标增量闭合差的调整，再计算坐标。在这种情况下，直接按坐标平差计算，更为简便。 4.
8、3 简单实用的小程序。在实际的工作中，在计算机中利用平差程序进行计算，野外作业可以利用便于携带的 CASIO FX-4500P（或 CASIO FX-4800P）计算器编程进行计算。 4.4 全站仪三角高程测量原理。全站仪是依据高程测量的原理测定高程(Z)。由于它同时可测定直角和距离并直接测出高程,使用起来十分方便,从经济指标方面比较,是水准测量无法比拟的,因此已在施工测量中广泛采用。 4.5 全站仪三角高程测量的精度分析。 在实际的观测过程中，由于大气折光的影响的复杂性，要注意控制视线长度，边长在 12km 内为宜；掌握有利观测时间进行竖直角观测，一般在 10 至 16 时之间进行；必需进行
9、往返观测竖直角，而且往返测的时间间隔应尽量短暂。有条件时应该用两台仪器作对向观测，以缩短往返观测的时间间隔；各控制点的高程观测应该连成闭合环以增加平差条件；e 竖直角观测和仪器水平轴的置平及觇标至中心标石高度的量取等作业都要严格按规范要求进行。 4.6 全站仪三角高程测量，如果采用对向观测，竖直角观测精度m2“，测距精度不低于（5+510-6Dmm，边长在 2km 范围内可以达到四等水准的限差要求。如果边长控制在 700m 之内，可满足三等水准测量的限差要求。所以在观测过程中应采取适当的措施提高竖直角观测精度,如采用觇牌代替棱镜作为照准目标,适当增加测回数等。 五、结语 总之，利用全站仪进行公
10、路施工测量，操作简单、方便、灵活。而且受地形条件限制少、精度高。同时业内计算资料少，需要配备人员少、效率高。因此利用全站仪进行公路施工测量，节约了大量的人力、物力，实现了过去无法达到的精度和速度；优化了放样测量方法和操作步骤，是目前公路施工测量行之有效的好途径。 参考文献： 1 张玉堂;全站仪水准法高程测量及其精度浅析J;地理空间信息;2006 年 01 期 2 李波;全站仪在高程测量中的应用J;北方交通;2010 年 06 期 3 奚魏征;全站仪在公路隧道变形量测中的应用研究D;长安大学;2011 年 4 张越、张旭.浅谈工程测量之若干问题及对策.j.中国科技博览.2009(27):187 5 杨林、刘妍秀.工程测量中常用放样方法及问题处理.j.建筑与预算.2010(2):89
