全站仪在公路施工测量中的应用与探讨.doc

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1、全站仪在公路施工测量中的应用与探讨 摘要：全站仪是把电子经纬仪、测距仪和微型计算机组成一台仪器，其主要特点；自动测距、自动计算、自动进行气象和地球曲率改正并进行自动观测和记录等。文章探讨了全站仪在公路施工测量中的应用。一、利用全站仪进行中线测量　　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。恢复中线的方法和手段很多，但随着高等级公路(特别是高速公路)建设的兴起，对测量的精度提出了更高的要求。因此利用全站仪进行极坐标放样成为中线测量的主要手段。极坐标法就是利

2、用中线点与导线点之间的坐标关系放样中线点。如图1，P为公路上的中线点，坐标为(XP，YP)，A、B为导线点坐标分别为(XA，YA)、(XB，YB)，P点与A点极坐标关系用A点到P点的距离SAP，坐标方位角αAP表示，即：   　SAP=■   　AAP=tan-1[(YP-YA)÷(XP-XA)]　　全站仪就是根据极坐标法原理设制了一套放样模式。只要输入后视点测站点及待定中线点坐标，仪器就自动给出到该待定中线点的角度偏差值和距离偏差值，迅速定出中线点。其点位误差为：M=■式中：mα——测角误差；ms——测距误

3、差。　　因此利用全站仪放样中桩操作简单，需要设备人员少、效率高、精度高。二、利用全站仪进行高程测量　　水准测量是公路高程测量的主要手段。但水准测量受地形条件影响很大。特别是在山区高差起伏很大的情况下，水准测量就受到一定的限制。而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，如图2所示：　　也就是说，将棱镜安在带有刻度的对中杆上架在测点，将仪器照准棱镜，只需按下测距键，即可测出棱镜和仪器的高差△h，利用这种方法，可以测出任意点的高程

4、。如图3所示，已知A点高程，将仪器照准棱镜，测出△h1，然后将对中杆架设在待测点B上测出△h2，那么，B点高程为HB=HA+V1-△h1+h2-V2。　　在实际施测中，为了减少计算快速测量设高程，将对中杆的高度保持不变，即V1=V2，这样HB=HA-△h1+△h2因此利用全站仪测高程方便、简捷、快速。  图3三、中间观测法的原理和方法　　利用水准测量和三角高程相结合的原理:将全站仪置于两观测点中间(观测点可以是水准点，也可以是转点)，前后视距大致相等，视距不宜过长，一般不超过500m(以便于能清晰对准觇标)，

5、直接读取前后视高差及视距，如图4所示：  图4全站仪水准测量和高程测量示意图　　在测量操作过程中要注意的关键点：　　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。　　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m外一般仪器看不清棱镜中丝点。 四、

6、应用全站仪中间法测量的优越性（一）与用水准仪测量相比较的优点1．速度快。用全站仪测量一测站就能达到几百米，而水准仪最远一测站最长100多米，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，因此用全站仪测比水准仪能节省很多时间。2．两水准点间测段距离短。用全站仪测量的测段距离基本为两水准点间的边长，而用水准仪的测段距离一般为2点边长的1.5～2倍。而当用2种仪器测出的结果同时满足精度要求时，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，证明平差的结果客比较可靠，无

7、形中提高了测量精度。3．受仪器、人为因素误差影响小。由于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，减少了水准仪的人为估读误差。4．外业、内业计算工作量小。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。（二）与传统的三角高程测量相比较优点1．

8、不需进行两差改正。由于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；而采用中间法测量，虽然也受到两差改正系数的影响，但因为全站仪是置于两棱镜中间，两边距离大致相等，且在同一时间段、同一环境下观测时两边的两差改正系数也大致一样，由两差改正公式：c×S2，其中c=（1-k）/（2R），可以看出：两边的两差改正数也大致相等，差值很小，可以忽略不计。