全站仪在高速公路施工中的应用

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[摘要]全站仪是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，是集水平角、垂直角、距离（斜距、平距）、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。因其一次安置仪器就可完成该测站上全部测量工作，所以称之为全站仪。广泛用于地上大型建筑和地下隧道施工等精密工程测量或变形监测领域。本文介绍了全站仪在高速公路施工中的应用

[关键词]全站仪；全站仪坐标法；边线放样

中图分类号：U45文献标识码：A 文章编号：

1 全站仪坐标法进行中线详细测设

以往测量工作者在道路中线测设和施工放样时，常采用切线支距法、中央纵距法等方法，尤其在高等级公路遇到长曲线测设和施工放样时很不方便，而且精度不能达到要求，现在新的测量仪器，即电子全站仪被广泛应用。采用全站仪坐标法进行道路中线详细测设和施工放样，既简单又能提高速度，且满足精度要求。在高等级道路工程设计中，要求编制中桩逐桩坐标表，施工单位大多采用极坐标法进行路线详细测设。现在采用全站仪坐标法进行路线详细测设更为准确方便 。 测设时，在瞄准近似点处的棱镜并观测距离和水平角后，全站仪根椐指令要求自动计算出近似点与准确点之问的位置偏差，观察者根据偏差值指挥持镜者将棱镜移动到正确位置上并得到准确点。

1.1 全站仪坐标法原理

1.2 全站仪坐标法进行中桩详细测设

全站仪安置于C点，将所有导线点和中桩点的坐标输入全站仪的存储器中，供测设过程中随时调用，照准后视点D，持镜者沿路中线靠近中线选近似点P，仪器转角照准P点，此时仪器自动计算显示U纵和U横数值。观测者指挥持镜者，按U纵值前后微动，按U横值作左右微动，最后准确定出中线P点的位置。

2 全站仪在边线放样中的应用

在道路施工中，由于地形复杂，特别在山区，地形起伏变化较大，使测量放样工作，难度大，工作效率低，而且误差相对较大。全站仪的应用，提高了工作效率。本文就全站仪在道路施工边线放样中的应用作一介绍。

2.1 道路直线段放样

用已知控制点把所需的中线里程桩实地定位（至少需要2个中桩，设为A、）。仪器在道路直线段任一里程桩架设，如安置在A上，照准道路前进方向上的桩，将方位角Hz设置为0?00?O0??（若 为后退方向，则HZ为180?00?00??），将测站点的坐标Ⅳ设置为A桩的里程值，E设置为0，H设置为A桩的高程。仪器按以上方法初始化后所测得的任一镜站的坐标中，Ⅳ值就是该镜站所对应的道路里程，E值所对应的就是该镜站距路中心线的距离，这样通过移动镜站即可放样出路边线。正值是道路的右边宽，负值是道路的左边宽。E等于0时，该点就是里程为Ⅳ的中线上的点。特别需要说明的是，高填或大挖时，E等于一半路宽加上镜站高程与道路的相应里程的设计高程之差乘以路堤或路堑的坡比所得，此时的E为施工到某一阶段时的挖方边界或填方边界。在通视的情况下，直线段架设一次仪器就可完成该段的边线放样任务，大大地提高了工作效率。

2.2 道路曲线段放样

用已知导线点和线路方位、距离，首先把曲线A、B、C、D、E，等各点换算成绝对坐标，并在实地精确放样，各点一般相距20m。以上各点连线可以近似为圆弧长，仪器可在其中的适当点上架设。

2.3 放样实例

现以B点为例放样，如图2，仪器在ZY点O架设（A、B点坐标高程均为已知）， ，可用AB和OB的方位角推算， 设路宽为d，B点路边高程h，仪器先照准B点，拨一角度 后照准H（放C点时拔 ，依次类推）。也可以后视已知方向，把仪器转到OH方位，OH方位等于 ，即使OH与AB平行，把仪器水平固定，给定仪器方位角Hz为 均为O，高程为已知点实际高程，测点N（X ）值应为X =OH。当仪器E（Y）显示为正值时，此点距路中心B为L=Y+BH；当仪器E（Y）值为负时，并且 ，此点距路中心为L=BH-IYI，当IYI>BH，此点在路左边并距路中心 。说明距离L=d/2+测点高程与路边设计高程之差乘以路堤或路堑的坡比，符合此条件时此点为路边开挖界或回填界。放C点时，使视线OH与BC平行，依次类推，在一个测站上放完D、E、F等全部曲线上的中线点所对应的边线。

文中所应用的方法与其它测量方法有明显的优点。在通视的情况下，选择至高点架设仪器，分别应用上述方法，一次就可完成直线段或曲线段上所有边线的放样工作，较传统的分段放样减少了工作量，节省了时间，提高了工作效率。完全利用坐标和高程值与所放样的里程值相对应，显示更直观。

3全站仪在公路施工中的应用

在高等级公路的施工测量放样中，应用最广泛的是全站仪。全站仪在公路外业测量中的应用，相对传统的水准仪进行基平、中平测量、经纬仪定向等手段来说，是一项重大变革，不仅减轻了测量人员的劳动强度，还提高了放样精度和速度，促进了公路事业的发展。因为全站仪具有测距仪和经纬仪的全部功能.不但可以测定竖直角和水平角等.还可测定两点问的斜距.水平距及相对高差，可通过方位角的输入能计算出坐标的增量，来推算大地坐标。测距的方法可以选择跟踪测量.多次取平均测量.单次测量等.以实现特定的放样要求。

全站仪在测量放样中是非常简捷的，而且.采用全站仪测设的精度很高.完全能满足高速公路甚至特大桥的施工测量精度要求了。

全站仪广泛应用于导线测量、地籍测量及各种工程测量，包括建筑施工放样、道路放线、桥梁放样等，适用于基础建设、石油、交通、化工、地质、林业、水电等与测量有关的行业。在施工测量中解决了很多难题，方便操作，提高工效。

4 结语

全站仪的发展现状及前景正朝着全自动，多功能，开放性，智能型，标准化方向发展，这一最常规的测量仪器将越来越满足各项测绘工作的需求，将会在地形测量，工程测量，工业测量，建筑施工测量和合变形观测等领域中发挥越来越重要的作用。

作者简介：

[1] 杨少伟.朱照宏.道路勘测设计[M].北京：人民交通出版社.2004

[2] 钟孝顺.聂让. 测量学 [M].北京： 人民交通出版社. 1997 .

[3] 西安公路学院公路系.公路测量[M].北京：人民交通出版杜.1979

作者简介：郑成（1969.8-），1991年毕业于阳泉煤炭专科学校采矿工程专业，现就职于临汾市尧都区晶豪建材有限公司，研究方向，地质测量。