畢業(yè)設(shè)計（論文）全站儀在高速公路中的應(yīng)用

1、摘要全站儀是集經(jīng)緯儀、電子測距儀等功能為一體的測量儀器，而且具有測設(shè)坐標(biāo)的功能。它能達(dá)到速度快、精度高、方便省時的功效，目前在公路道路工程中廣泛采用。本文就其操作及應(yīng)用進(jìn)行簡單介紹。關(guān)鍵詞：全站儀 操作 控制測量 全站儀在高速公路中的應(yīng)用1全站儀介紹及優(yōu)勢1.1全站儀的定義全站儀作為一種測量用的工具，其已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了經(jīng)緯儀的功能，使我們在測量放樣及設(shè)置控制點時使用特別方便。全站儀是一種測量用的工具，它已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了經(jīng)緯儀的功能，在測量放樣和設(shè)置控制點的時候使用特別方便。1.2全站儀的優(yōu)勢、數(shù)據(jù)處理的快速與值)及相a、ob、oc等各點的x、y坐標(biāo)，同時也可以查出相應(yīng)點的設(shè)計高程(z坐標(biāo)值準(zhǔn)確性。

2、全站儀自身帶有數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，可以快速而準(zhǔn)確地對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，計算出放樣點的方位角與該點到測站點的距離。我們可以在autocad中方便地查出o據(jù)從電腦中通過數(shù)據(jù)線傳輸?shù)饺緝x中(一次最多可輸入16000個點的坐標(biāo)值)，全站儀便能快速而準(zhǔn)確地計算出o、a、b、c等的實際距離(而不是oa、ob、oc等的)，只要把這些數(shù)應(yīng)的a、b、c等點的方位角。由于測距和測角的精度很高，所以完全可以做到精確定點放線。、定方位角的快捷性。全站儀能根據(jù)輸入點的坐標(biāo)值計算出放樣點的方位角，并能顯示目前鏡頭方向與計算方位角的差值，只要將這個差值調(diào)為0，就定下了要放樣點的方向，然后就可進(jìn)行測距定位。、測距的自動與快速性。

3、全站儀能夠自動讀出距離數(shù)值，只要將棱鏡對準(zhǔn)全站儀的鏡頭，全站儀便可很快讀出實測的距離，同時比較它自動計算出的理論上的數(shù)據(jù)，并在屏幕上顯示出兩者的差值，從而可以判斷棱鏡應(yīng)向哪個方向再移動多少距離。到顯示的距離差值為0時，表明那時棱鏡所在的位置就是要放樣點的實際位置。、定完一個點后，可按“下一個（next）”鍵調(diào)出下一個要放樣的點，重復(fù)步驟，便可依次放出其它各點。、由于全站儀體積小重量輕（只有4.9kg）且靈活方便，較少受到地形限制（除非全站儀無法看到棱鏡），且不易受處界因素的影響（只要三角架扎穩(wěn)，一般不會引起儀器的偏移），只要合理保護(hù)全站儀，即使在復(fù)雜的自然條件下也可以照常工作。、由于所有的計算

4、是由全站儀自動完成，所以放線過程中不會受到參與者個人的主觀影響。 2.2儀器的基本操作2.2.1架設(shè)三角架使三角架腿等長，三腳架頭位于測點上切近似平行，三腳架腿牢固地支撐與地面上。 2.2.2架設(shè)儀器將儀器放與三腳架架頭上，一只手握緊儀器，另一只手旋緊中心螺旋。 2.2.3測點調(diào)焦通過光學(xué)對中器目鏡觀測，旋轉(zhuǎn)對中器的目鏡至分劃板十字絲看的最清楚，再旋轉(zhuǎn)對中器調(diào)焦環(huán)至地面測點看的最清楚。 2.2.5使圓水準(zhǔn)氣泡居中 縮短離氣泡最近的三腳架腿，或著伸長離氣泡最遠(yuǎn)的三腳架腿使氣泡居中，此操作一般需要操作人員的重復(fù)進(jìn)行操作才可完成。2.2.6使找準(zhǔn)部水準(zhǔn)氣泡居中松開水平制動扭轉(zhuǎn)動找準(zhǔn)部，使照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器

5、軸平行與任意兩腳螺旋的連線，同時向里或向外旋轉(zhuǎn)，使氣泡居中。這時氣泡應(yīng)該向順時針的方向移動。 2.2.7旋轉(zhuǎn)90使氣泡居中 將照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)90，使照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器軸垂直與步驟6中的兩腳螺旋的連線，旋轉(zhuǎn)另一腳螺旋使氣泡居中。 2.2.8再旋轉(zhuǎn)90檢查氣泡位置 再將照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)90并檢查氣泡是否居中。 2.2.9檢查氣泡再任何方向上是否都位于同一位置檢查氣泡在任何方向上是否都位于同一位置上，如果不應(yīng)按上述步驟進(jìn)行整平。 2.2.10使儀器對準(zhǔn)測點 稍許松開中心螺旋，通過光學(xué)對中器目鏡觀測，同時小心的將儀器在三角架架頭上滑動，致使測點位于十字絲中心后旋緊中心螺旋。 2.2.11再次檢查確認(rèn)照準(zhǔn)部水準(zhǔn)氣泡保持

6、居中 如果不居中重復(fù)第3部以后的操作。3全站儀的實際應(yīng)用 全站儀作為現(xiàn)代高科技產(chǎn)物，其已經(jīng)應(yīng)用到各種測量事業(yè)的個個時期。3.1工程控制測量中的應(yīng)用3.1.1平面控制測量在以前的平面控制測量中測角一般采用經(jīng)緯儀進(jìn)行角度測量，其有很大的局限性，容易受到地形的影響，測站需要進(jìn)行多次架設(shè)才可完成工作，誤差比較大。而應(yīng)用全站儀則可以較好的完成工作。測設(shè)步驟如下，根據(jù)測量工作需要，在測區(qū)內(nèi)選擇一系列控制點，在各控制點上建立地面標(biāo)志和測全部邊長的網(wǎng)稱三邊測量網(wǎng)（或稱測邊網(wǎng)）;邊、角均測的稱邊角網(wǎng)；以折線形為基本圖形,既測角又測邊的網(wǎng)稱為導(dǎo)線網(wǎng)；單一折線形則稱導(dǎo)線。工程控制網(wǎng)的布設(shè)，一般應(yīng)遵循從整體到局部、分

7、級布網(wǎng)、逐級控制的原則。亦可根據(jù)工程需要與現(xiàn)場條件布設(shè)全面網(wǎng)或越級布網(wǎng)。它們可以采用三角測量網(wǎng)，三邊測量網(wǎng)或?qū)Ь€網(wǎng)的形式來布設(shè)，亦可布設(shè)為邊角網(wǎng)。3.1.2高程控制測量高程控制測量中在現(xiàn)在工程中采用水準(zhǔn)儀較為廣泛，主要是其應(yīng)用方便，快捷和價格較便宜。這是全站的主要缺點：攜帶不方便，附屬構(gòu)件較多以及價格比較昂貴。3.1.3地形測圖控制測量地形測圖控制測量為測繪地形圖而建立平面和高程控制網(wǎng)的測量工作，內(nèi)容分為基本控制（又稱等級控制）和圖根控制?；究刂剖钦麄€測區(qū)控制測量的基礎(chǔ)。圖根控制是直接為地形測圖服務(wù)的控制網(wǎng)。基本控制網(wǎng)的建立要根據(jù)測區(qū)面積的大小,以滿足當(dāng)前需要為主,兼顧遠(yuǎn)景發(fā)展。一般先建立控

8、制全局的首級網(wǎng)，然后再根據(jù)需要加密，也可一次建立足夠密度的全面網(wǎng)。平面控制網(wǎng)可采用測角網(wǎng)、測邊網(wǎng)或邊角網(wǎng)，建成區(qū)多采用導(dǎo)線網(wǎng)。在已建有國家或當(dāng)?shù)仄矫婵刂凭W(wǎng)點的測區(qū)內(nèi)進(jìn)行測量時，應(yīng)與之進(jìn)行聯(lián)結(jié)。當(dāng)已建網(wǎng)精度能滿足需要時，直接利用加密或進(jìn)行必要改算后加密；當(dāng)精度不能滿足需要時，可選用一點的坐標(biāo)及一條邊的方位角作為起算數(shù)據(jù)建立獨3.2全站儀應(yīng)用基本功能3.2.1水平角測量、按角度測量鍵。使全站儀處于角度測量模式。照準(zhǔn)第一個目標(biāo)a設(shè)置a方向的水平度數(shù)為0 00 00。、照準(zhǔn)第二個目標(biāo)此時顯示的水平度數(shù)既為兩個方向間的水平度數(shù)。如需要應(yīng)做好紀(jì)錄。3.2.2距離測量、設(shè)置棱鏡常數(shù)，測量距離前須將棱鏡常數(shù)輸

9、入儀器中，儀器會自動對所側(cè)距離進(jìn)行改正。儀器設(shè)置的一個標(biāo)準(zhǔn)值，此時的大氣改正為0ppm，實測時可輸入溫度和氣壓值（也可直接輸入大氣改正值）并對測量距結(jié)果進(jìn)行改正。、量儀器高、棱鏡高并輸入全站儀。、距離測量 照準(zhǔn)目標(biāo)棱鏡中心按測距鍵，距離測量開始測距完成時顯示斜距、平距和高差。全站儀的測距模式有精測模式、跟蹤模式、粗測模式三種。 精測模式是最常用的測距模式測量時間約為2.5s，最小顯示單位1mm。跟蹤模式常用與跟蹤移動目標(biāo)或放樣時連續(xù)測距，最小顯示一般位1cm，每次測距時間約為0.3s。粗測模式測量時間約0.7s，最小顯示單位為1cm或1mm。在距離測量或坐標(biāo)測量時可按測距模式（mode）鍵選擇

10、不同的測距模式。應(yīng)注意，我這里介紹的是索佳型號的全站儀，而有些型號的全站儀在距離測量時不能設(shè)定儀器高和棱鏡高，顯示的高差值是全站儀橫軸中心與棱鏡中心的高差。3.2.3坐標(biāo)測量、設(shè)定測站點的三維坐標(biāo)、設(shè)定后視點的坐標(biāo)或設(shè)定后視方向的水平度盤度數(shù)為其方位角。當(dāng)設(shè)定后視點的坐標(biāo)時全站儀會自動計算后視方向的方位角并設(shè)定后視方向的水平度盤度數(shù)為其方位角。、設(shè)置棱鏡常其中全站儀的坐標(biāo)系統(tǒng)平面一般采用北京54坐標(biāo)系3度帶坐標(biāo)，投影帶中央子午線經(jīng)度為117度。高程基準(zhǔn)：黃海高程系3.3施工放樣測量的工作原理施工放樣測量整體原則是指兼顧工程的全局性和技術(shù)要求的完整性。施工控制測量作為施工放樣測量的工作基礎(chǔ)，必須

11、從整體原則出發(fā)，盡量實現(xiàn)多用性和有效性。多用性既施工控制測量應(yīng)滿足工程設(shè)計及施工放養(yǎng)測量所確定的要求，盡量避免重復(fù)控制測量。有效性既施工控制測量所建立的控制點點位應(yīng)明顯、無損、可靠，便于應(yīng)用，點位參數(shù)準(zhǔn)確，符合應(yīng)用要求。3.4施工放樣測量工作的基本要求3.4.1緊密結(jié)合施工為緊密結(jié)合施工的需要，測量技術(shù)人員應(yīng)作好下列工作： 熟悉設(shè)計圖紙，理解有關(guān)圖紙的設(shè)計思路。 檢查圖紙，核實圖紙的有關(guān)數(shù)據(jù)，做好施工測量的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。了解施工工作計劃和安排，協(xié)調(diào)測量和施工進(jìn)度的關(guān)系，落實施工測量工藝。，應(yīng)按照原控制等級進(jìn)行恢復(fù)，并滿足精度要求。了解施工現(xiàn)場的地貌形態(tài)和地物分布情況。做好控制點的復(fù)測工作。3.4.

12、3加強(qiáng)測量標(biāo)志的管理、保護(hù)，注意受損測量標(biāo)志的恢復(fù)。測量標(biāo)志包括控制點標(biāo)志和放樣點標(biāo)志。3.5高等級公路中線恢復(fù)測量要進(jìn)行高等級公路的放樣測量，首先必須了解高等級公路的測設(shè)過程。高等級公路測設(shè)時要采用兩階段設(shè)計定路線導(dǎo)線的位置，而是通過選擇三維控制點來控制路線中線的位置。控制點的位置確定后進(jìn)行三維坐標(biāo)測量獲得控制點的三維坐標(biāo)。在施工圖上盡管標(biāo)路線導(dǎo)線的交點，但是在實地并沒有這些點的標(biāo)志。所以中線放養(yǎng)是根據(jù)三維控制點在實地的位置及其坐標(biāo)和設(shè)計文件提供的中樁坐標(biāo)進(jìn)行的。3.5.1三維控制點的恢復(fù)在進(jìn)行中線恢復(fù)測量以前應(yīng)首先恢復(fù)三維控制點。按照設(shè)計文件提供的三維控制點的標(biāo)記和固定樁資料到實地核查控制

13、點的實地位置并設(shè)立標(biāo)志進(jìn)行加固。對于丟失的控制點可根據(jù)與其相鄰的控制點的位置，進(jìn)行控制點的加密。3.5.2利用三維控制點恢復(fù)中線對于高等級公路由于在實地沒有定設(shè)交點和轉(zhuǎn)點，所有中樁位置的確定都是依據(jù)三維控制點和中樁坐標(biāo)。為減少放樣測量誤差，放樣時應(yīng)邊放邊校核。先放曲線段的主點樁、曲線起終點和直線段的起終點進(jìn)行閉合檢查。3.5.3在采用坐標(biāo)法放樣中線樁時特殊情況的處理測站點與放樣點不通視填筑過高或路塹開挖過深時，導(dǎo)線點和中線點之間不通視。遇到這種情況，通常采用的方法是選擇通視條件好的地勢建立任意的測站點。全站儀具體操作方法如下：、對未知點坐標(biāo)測量前的準(zhǔn)備工作，儀器已經(jīng)正確地安置在測點上，電池電量

14、充足，儀器參數(shù)已按觀測條件設(shè)置好，度盤定標(biāo)已完成，并且適宜進(jìn)行測量工作。、輸入儀器高，儀器高度是指儀器的橫軸中心（一般儀器上設(shè)有標(biāo)志標(biāo)明位置）至測站點的垂直高度。一般用2m鋼卷尺量出，測前通過操作鍵盤進(jìn)行輸入。、輸入棱鏡高，棱鏡高是指棱鏡中心至測站點的垂直高度，測前通過操作鍵盤輸入。、輸入測站點數(shù)據(jù)，在進(jìn)行坐標(biāo)測量前需將測站點坐標(biāo)n。e。z通過操作鍵盤輸入。、輸入后視點的坐標(biāo)。、設(shè)置起始方向坐標(biāo)方位角，在輸入測站點和后視點坐標(biāo)后，照準(zhǔn)后視點，通過鍵盤操作，水平度盤度數(shù)所顯示點坐標(biāo)和后視點坐標(biāo)反算得到）此時一起可先照準(zhǔn)后視點，然后直接輸入后視方向坐標(biāo)方位角數(shù)值，在此情況下，就無須輸入后視點坐標(biāo)。

15、、設(shè)置氣象改正數(shù)；在進(jìn)行坐標(biāo)測量前應(yīng)輸入當(dāng)時的大氣溫度和氣壓。、未知點的三維坐標(biāo)測量：精確照準(zhǔn)立于待測點的棱鏡中心，按坐標(biāo)測量鍵，短暫時間后，坐標(biāo)測量完成，屏幕顯示出待測點（未知點）的坐標(biāo)值。注：測得未知點的設(shè)置，在選定好的地面上挖一深50cm左右的坑將準(zhǔn)備好的木樁或粗鋼筋打如坑中，并用水泥混凝土進(jìn)行填實處理。3.6橋梁施工中的全站儀測量應(yīng)用3.6.1橋梁中線測量橋位中線（橋軸線）及其長度是用來作為設(shè)計與測量墩臺位置的依據(jù)，所以測量橋位中線的目的，引上塔架。近年來全站儀測量得到廣泛應(yīng)用，因其精度高、操作快、計算簡便、在通視方面不受地形限制，成為測定橋軸線比較好的一種儀器。全站儀測距時應(yīng)在氣象比

16、較穩(wěn)定，大氣透明度好，附近沒有干擾的情況下進(jìn)行，且應(yīng)在不同的時間進(jìn)行往返觀測。觀測時間的選擇，應(yīng)注意不要使反光鏡鏡面正對太陽的方向。當(dāng)照準(zhǔn)方向時，待顯示度數(shù)變化穩(wěn)定后，測3、4次，取平均值，我們應(yīng)用全站儀可直接得到平距，如果往返觀測值之差在容許范圍內(nèi)，則取往返觀測值的平均值作為該邊的距離觀測值。3.6.2直線橋梁的通視，則用此法是迅速方便的。但測設(shè)時應(yīng)根據(jù)當(dāng)時測出的氣壓、溫度和測設(shè)距離，通過氣象改正，得出測設(shè)的顯示平距。根據(jù)屏幕上的差值前后移動棱鏡，直至兩者相符，則棱鏡處既為要測設(shè)的墩位。當(dāng)然我們?nèi)绻卸瘴蛔鴺?biāo)的話，則用坐標(biāo)法放出橋墩中心位置，更為精確和方便。其精確度一般為2mm。3.6.3橋

17、梁墩臺竣工測量全橋墩臺竣工以后,為了查明墩臺的各主要部分的平面位置和高程是否符合設(shè)計要求,需要進(jìn)行竣工測量,如實地將墩臺完工部分的實際位置和尺寸測繪出來.為下一階段橋梁上部構(gòu)造的定位和安裝提供可靠的原始數(shù)據(jù).竣工測量的主要內(nèi)容有:測定各墩臺中心的實際坐標(biāo)及其間距,進(jìn)行檢查性的水準(zhǔn)測量,檢查墊石及墩帽各處的高程、丈量墩臺各部分的尺寸。當(dāng)布有橋梁三角網(wǎng)時，式中：=實際距離與設(shè)計距離之差； n=間隔數(shù)目如果用前方交會法放樣橋墩中心的中誤差為1.5cm，則兩橋墩間距離的中誤差應(yīng)不超過1.5*1.414=2cm4全站儀測量產(chǎn)生的誤差分析按照全站儀測距的原理，分析測距過程全站儀測距誤差可分為兩類：一類是與

18、測距離遠(yuǎn)近無關(guān)的誤差稱為固定和儀器加常數(shù)誤差，另一類是與測距離成正比例的誤差，稱為比例誤差。4.1固定誤差4.1.1測相誤差測相誤差就是測定相位差的誤差，測相精度是影響測距精度的 因素之一，因此應(yīng)盡量減小次相誤差。4.1.2儀器加常數(shù)誤差儀器加常數(shù)在出廠前都經(jīng)過檢測，已預(yù)置于儀器中，對所測距離自動進(jìn)行改正。但儀器在搬運(yùn)和使用過程中，加常數(shù)可能發(fā)生變化，因此應(yīng)定期進(jìn)行檢測，將所測加常數(shù)的新值置于儀器中，以取代原先的值。4.1.3儀器和棱鏡的對中誤差精密測距時，測前應(yīng)對光學(xué)對中器進(jìn)行4.1.4周期誤差周期誤差是由于儀器內(nèi)部電信號的串?dāng)_而產(chǎn)生的，周期誤差在儀器的使用過程中也可能發(fā)生變化，所以應(yīng)定期進(jìn)行測定，必要時可對測距結(jié)果進(jìn)行改正，如果周期誤差過大須送廠檢修。4.2比例誤差4.2.1真空光速值的測定誤差現(xiàn)在真空光速值的測定精度已相當(dāng)高，一般可忽略不計。4.2.2頻率誤差調(diào)制