[建筑]《工程測量學》課件_6-2坐標法放樣.ppt

6.2 坐標法放樣,設計圖紙所表示的建筑物輪廓或特征點往往是以角點坐標的形式表達的，測量放樣就是要在待建的場地上確定設計坐標相對應的位置，并用標樁表示出來。 目前，坐標法放樣主要采用兩種方式：一種是常用的極坐標法，也就是采用經(jīng)緯儀加測距儀或全站儀來放樣；另一種是直接采用GPS RTK法放樣。,6.2 坐標法放樣,一、角度放樣 放樣角度實際上是從一個已知方向出發(fā)放樣 出另一個方向，使它與已知方向間的夾角等于 預定角值的工作。,將經(jīng)緯儀安置在A點，用盤左瞄 準B點，讀取度盤讀數(shù)； 松開照準部向右旋轉(zhuǎn)，當度盤讀數(shù)增加角值后，在視線方向上定出P1； 倒轉(zhuǎn)望遠鏡（盤右），用同上步驟再在視線方向上定出另一點P2； 取P1、P2的中點P，則BAP就是要放樣的角。,6.2 坐標法放樣,一、角度放樣 角度歸化改正,用適當?shù)臏y回數(shù)較精密地測出BAP=； 量取AP的距離為S； 將與設計值的比較，求得角度差：； 計算歸化改正值： 從P點出發(fā)在AP的垂直方向上歸化PP，即可求得待定點P。,6.2 坐標法放樣,二、距離放樣 距離放樣是將圖上設計的已知距離在實地上標定出來，即按給定的一個起點和方向標定出另一個端點。 當用鋼尺放樣時，則必須先對設計長度進行尺長Sl、溫度St、傾斜Sh這三項改正，然后再用改正后的長度S在現(xiàn)場均標定。其改正過程正好與測量距離時相反，即SSSlStSh 當然也可以采用測距儀或全站儀進行距離放樣。,6.2 坐標法放樣,三、點位放樣 工程建筑物的形狀和大小，常通過其特征點在實地表示出來。如矩形建筑的四個角點、線形建筑的轉(zhuǎn)折點等等。因此點位放樣是建筑物放樣的基礎。 放樣點位時應有兩個以上的控制點，且已知待定點坐標，通過距離和角度來放樣待定點。 經(jīng)緯儀+鋼尺（或測距儀）放樣法 全站儀坐標放樣法 GPS RTK放樣法,6.2 坐標法放樣,三、點位放樣 （一）經(jīng)緯儀+鋼尺（或測距儀）放樣法 角度放樣(水平角) + 距離放樣(水平距離) “坐標反算”求放樣元素：,6.2 坐標法放樣,三、點位放樣 （一）經(jīng)緯儀+鋼尺（或測距儀）放樣法 工程測量工作中常要作誤差分析，而誤差橢圓是分析點位誤差的好工具。 以觀測值中誤差為基礎做出的誤差橢圓稱為基本誤差橢圓，以k倍中誤差為基礎做得的誤差橢圓稱為k倍誤差橢圓。 點位落在不同誤差橢圓中的概率P與k的關系如下：,6.2 坐標法放樣,三、點位放樣 （一）經(jīng)緯儀+鋼尺（或測距儀）放樣法 利用誤差橢圓可以方便地求出點位在任意方向上的誤差大小，它等于誤差橢圓在該方向上投影長度的一半；誤差橢圓在坐標軸上投影，可得到mx和my。 根據(jù)解析幾何定理“橢圓的任一對共軛半徑平方之和是常數(shù)”，則點位精度可寫為： 式中，a、b分別為橢圓的長半軸和短半軸。,6.2 坐標法放樣,三、點位放樣 （一）經(jīng)緯儀+鋼尺（或測距儀）放樣法,共軛半徑：,則點位誤差：,共軛半徑間的夾角,6.2 坐標法放樣,三、點位放樣 （一）經(jīng)緯儀+鋼尺（或測距儀）放樣法,對于極坐標法放樣，,則點位放樣誤差：,角度放樣精度,距離放樣精度,6.2 坐標法放樣,三、點位放樣 （二）全站儀坐標放樣法 以上極坐標法放樣，需要事先根據(jù)坐標計算放樣元素，而放樣元素的計算是要根據(jù)儀器架設位置而定的，有時現(xiàn)場儀器的架設位置會有變化，又要重新計算放樣元素。 而用全站儀坐標放樣法，就不需要事先 計算放樣元素，只要提供坐標就行，而且操 作十分方便。,6.2 坐標法放樣,三、點位放樣 （二）全站儀坐標放樣法 全站儀架設在已知點A上，只要輸入測站點A、后視點B以及待放樣點P的三點坐標，瞄準后視點定向，按下反算方位角的定向鍵，則儀器自動將測站與后視的方位角設置在該方向上。 然后按下放樣鍵，儀器自動在屏幕上用左右箭頭提示，應該將儀器往左或右旋轉(zhuǎn)，這樣就可使儀器到達設計的方向線上。 接著通過測距離，儀器自動提示棱鏡前后移動，直到放樣出設計的距離，這樣就能方便地完成點位的放樣。,6.2 坐標法放樣,三、點位放樣 （二）全站儀坐標放樣法 若需要放樣下一個點位，只要重新輸入或調(diào)用待放樣點的坐標即可，按下放樣鍵后，儀器會自動提示旋轉(zhuǎn)的角度和移動的距離。 用全站儀放樣點位，可事先輸入氣象元素即現(xiàn)場的溫度和氣壓，儀器會自動進行氣象改正。 因此用全站儀放樣點位既能保證精度，同時 操作十分方便，無須做任何手工計算。,6.2 坐標法放樣,三、點位放樣 （二）全站儀坐標放樣法 全站儀放樣點位的功能是：根據(jù)輸入的已知點數(shù)據(jù)和照準目標時的觀測數(shù)據(jù)，自動計算并顯示出照準點和待放樣點的方位角差和距離差，同時也可顯 示其高差。據(jù)此移動目標 棱鏡，使三項差值為零或 在容許范圍之內(nèi)。,6.2 坐標法放樣,三、點位放樣 （二）全站儀坐標放樣法,S-O,在測量“Meas.”模式下，按S-O鍵， 進入放樣測量模式,選擇“3. Stn data”（測站數(shù)據(jù)）選項后按回車鍵，進入測站數(shù)據(jù)設置屏幕，,6.2 坐標法放樣,三、點位放樣 （二）全站儀坐標放樣法,測站數(shù)據(jù)設置：輸入測站點的三維坐標每輸完一項數(shù)據(jù)按回車鍵，輸完全部數(shù)據(jù)按OK鍵，回到放樣測量菜單屏幕； 選擇“4. Set h angle”選項，進入后視點方位角設置屏幕，用輸入后視點坐標和照準后視點的方法，進行方位角設置，其方法同測站點坐標輸入； 輸入完畢，按OK鍵進入“后視點照準”屏幕，儀器瞄準后視點后按YES鍵， 回到方位角設置屏幕，此時，HAR一行顯示測站到后視點的方位角， 至此，完成測站的定位和定向；然后回到放樣測量菜單屏幕圖。,選擇“2. S-O data”選項按回車鍵，進入“放樣數(shù)據(jù)設置”屏幕。,6.2 坐標法放樣,三、點位放樣 （二）全站儀坐標放樣法,輸入待放樣點的三維坐標，每項輸入后按回車鍵，輸完后顯示放樣數(shù)據(jù)“SO dist”（放樣距離）和“SO h angle”（放樣方位角）； 按OK鍵進入“放樣觀測”屏幕，,按“”鍵，進入“平面（方位角和距離）放樣引導”屏幕,6.2 坐標法放樣,三、點位放樣 （二）全站儀坐標放樣法,方位角引導，箭頭及其后面的角度值指示目標棱鏡移動的方向及角度，直至左右雙箭頭出現(xiàn).,此時的棱鏡位置即為待放樣點的平面位置.,距離引導，指示目標棱鏡在此方向上前后移動的方向和距離，箭頭向上為遠離測站，箭頭向下為靠近測站，直至上下雙箭頭出現(xiàn)；,導向光,6.2 坐標法放樣,三、點位放樣 （三）GPS RTK放樣法 GPS RTK是一種全天候、全方位的新型測量系統(tǒng)，是目前實時、準確地確定待測點位置的最佳方式。它需要一臺基準站接收機和一臺或多臺流動站接收機，以及用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾娕_。,6.2 坐標法放樣,6.2 坐標法放樣,三、點位放樣 （三）GPS RTK放樣法 RTK定位技術，是將基準站的相位觀測數(shù)據(jù)及坐標信息通過數(shù)據(jù)鏈方式及時傳送給動態(tài)用戶，動態(tài)用戶將收到的數(shù)據(jù)鏈連同自采集的相位觀測數(shù)據(jù) 進行實時差分處理，從 而獲得動態(tài)用戶的實時 三維位置。動態(tài)用戶再 將實時位置與設計值相 比較，進而指導放樣。,6.2 坐標法放樣,三、點位放樣 （三）GPS RTK放樣法 GPS RTK的作業(yè)方法和作業(yè)流程為： 收集測區(qū)的控制點資料； 求定測區(qū)轉(zhuǎn)換參數(shù)； 工程項目參數(shù)設置； 野外作業(yè)。,Trimble 4700 流動站作業(yè),6.2 坐標法放樣,三、點位放樣 （三）GPS RTK放樣法 1、收集測區(qū)的控制點資料 任何測量工程進入測區(qū)， 首先一定要收集測區(qū)的控制 點坐標資料，包括控制點的 坐標、等級、中央子午線、 坐標系等。,6.2 坐標法放樣,三、點位放樣 （三）GPS RTK放樣法 2、求定測區(qū)轉(zhuǎn)換參數(shù) GPS RTK測量是在WGS 84坐標系中進行的，而各種工程測量和定位是在當?shù)刈鴺嘶蛭覈谋本?4坐標上進行的，這之間存在坐標轉(zhuǎn)換的問題。 GPS靜態(tài)測量中，坐標轉(zhuǎn)換是在事后處理時進行的，而GPS RTK是用于實時測量的，要求立即給出當?shù)氐淖鴺?，因此坐標轉(zhuǎn)換工作更顯重要。,6.2 坐標法放樣,三、點位放樣 （三）GPS RTK放樣法 2、求定測區(qū)轉(zhuǎn)換參數(shù) 坐標轉(zhuǎn)換的必要條件是：至少3個以上的大地點分別有GPS 84地心坐標、北京54坐標或當?shù)刈鴺恕?利用步爾莎（Bursa）模型解求7個轉(zhuǎn)換參數(shù)。當兩個坐標系間的旋轉(zhuǎn)角較小時，可采用Bursa模型,6.2 坐標法放樣,三、點位放樣 （三）GPS RTK放樣法 2、求定測區(qū)轉(zhuǎn)換參數(shù) 在計算轉(zhuǎn)換參數(shù)時，要注意下面兩點： 已知點最好選在測區(qū)四周及中心，均勻分布，能有效地控制測區(qū)。如果選在測區(qū)的一端，應計算出滿足給定的精度和控制的范圍，切忌從一端無限制地向另一端外推。 為了提高精度，可利用最小二乘法選3個以上的點求解轉(zhuǎn)換參數(shù)。為了檢驗轉(zhuǎn)換參數(shù)的精度和正確性，還可以選用幾個點不參加計算，而代入公式起檢驗作用，經(jīng)過檢驗滿足要求的轉(zhuǎn)換參數(shù)認為是可靠的。,6.2 坐標法放樣,三、點位放樣 （三）GPS RTK放樣法 3、工程項目參數(shù)設置 根據(jù)GPS實時動態(tài)差分軟件的要求，應輸入下列參數(shù)： 當?shù)刈鴺讼?如北京54坐標系)的橢球參數(shù)：長軸和偏心率； 中央子午線； 測區(qū)西南角和東北角的大致經(jīng)緯度； 測區(qū)坐標系間的轉(zhuǎn)換參數(shù)； 根據(jù)測量工程的要求，可輸入放樣點的設計坐標，以便野外實時放樣。,6.2 坐標法放樣,三、點位放樣 （三）GPS RTK放樣法 4、野外作業(yè) 將基準站GPS接收機安置在參考點上，打開接收機，除了將設置的參數(shù)讀入GPS接收機，輸入?yún)⒖键c的當?shù)厥┕ぷ鴺撕吞炀€高，基準站GPS接收機通過轉(zhuǎn)換參數(shù)將參考點的當?shù)厥┕ぷ鴺嘶癁閃GS 84坐標，同時連續(xù)接收所有可視GPS衛(wèi)星信號，并通過數(shù)據(jù)發(fā)射電臺將其測站坐標、觀測值、 衛(wèi)星跟蹤狀態(tài)及接收機工作 狀態(tài)發(fā)送出去。,6.2 坐標法放樣,三、點位放樣 （三）GPS RTK放樣法 4、野外作業(yè) 流動站接收機在跟蹤GPS衛(wèi)星信號的同時，接收來自基準站的數(shù)據(jù)，進行處理后獲得流動站的三維WGS 84坐標，再通過與基準站相同的坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)將WGS 84轉(zhuǎn)換為當?shù)厥┕?坐標，并在流動站的手控器上實時顯示。接收機 可將實時位置與設計值相比較，指導放