全站儀三角高程測(cè)量在道路施工中的應(yīng)用.doc

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1、全站儀三角高程測(cè)量在道路施工中的應(yīng)用在傳統(tǒng)的道路施工測(cè)量中，全站儀主要用于平面測(cè)量而高程主要靠水準(zhǔn)儀幾何水準(zhǔn)測(cè)量，近年來(lái)隨著全站儀精度的提高，三角高程已經(jīng)可以取代三、四等水準(zhǔn)測(cè)量，工程實(shí)踐和文獻(xiàn)介紹表明，三角高程甚至有取代二等水準(zhǔn)測(cè)量的趨勢(shì)。這證明道路施工中完全可以用全站儀代替水準(zhǔn)儀進(jìn)行高程測(cè)量。目前有些道路專用全站儀只要輸入測(cè)站、后視坐標(biāo)、橋涵幾何尺寸、曲線元素等，自動(dòng)計(jì)算放樣數(shù)據(jù)，大大提高了工作效率和測(cè)量精度，如果還沿用水準(zhǔn)儀測(cè)量高程顯然各方面都不配套了。1三角高程控制測(cè)量施工單位進(jìn)場(chǎng)之后首先要復(fù)測(cè)已知點(diǎn)、加密施工測(cè)量導(dǎo)線，傳統(tǒng)的方法是導(dǎo)線、水準(zhǔn)測(cè)量分別進(jìn)行，根據(jù)筆者經(jīng)驗(yàn)完全可以用全

2、站儀進(jìn)行三角高程導(dǎo)線測(cè)量。1.1全站儀安置在測(cè)站的三角高程測(cè)量一般來(lái)說(shuō)為了選線、測(cè)帶狀地形圖及施工測(cè)量方便，導(dǎo)線邊長(zhǎng)在1～200m屬正常，但是設(shè)計(jì)、施工之間有一定時(shí)間間隔，控制點(diǎn)難免有損壞，而且有些線路設(shè)計(jì)單位本身布網(wǎng)點(diǎn)間距就較大，筆者在某高速路所見(jiàn)導(dǎo)線平均邊長(zhǎng)500～600m，個(gè)別達(dá)到千米。當(dāng)導(dǎo)線邊較長(zhǎng)、傾角較大，應(yīng)將斜長(zhǎng)化為平距并將水平長(zhǎng)度歸化到投影水準(zhǔn)面上。設(shè)斜長(zhǎng)為L(zhǎng)，斜長(zhǎng)L投影在水準(zhǔn)面上的長(zhǎng)度S，地球曲率影響的角度γ為S所對(duì)應(yīng)地球圓心角，天頂距а，折光角γ1。儀器高i,棱鏡高v?？紤]到cos(γ/2)≈1，cos(γ/2-γ1)≈1h=Lcosа+Lsinаsin(γ/2-γ1)

3、+i-v設(shè)近似高差h′=Lcosа近似高差的改正值Δh=Lsinаsin(γ/2-γ1)h=h′+Δh+i-v往返測(cè)量高差的差值：dh=h′AB+h′BA+2Lsinаsin(γ/2-γ1)+(iA+iB)-(vA+vB)取往返測(cè)量的高差平均值進(jìn)行平差得到最終高程。1.2全站儀安置在任意點(diǎn)的三角高程測(cè)量如果我們能將全站儀象水準(zhǔn)儀一樣任意置點(diǎn)，而不是將它置在已知高程點(diǎn)上，同時(shí)又在不量取儀器高和棱鏡高的情況下，利用三角高程測(cè)量原理測(cè)出待測(cè)點(diǎn)的高程，那么施測(cè)的速度將更快、精度更高。假設(shè)A、B點(diǎn)的高程已知，這里要通過(guò)全站儀測(cè)定其它任意待測(cè)點(diǎn)的高程。Hi=HA（或HB）+(Lcosа+i-v)上式

4、除了Lcosа即h′的值可以用儀器直接測(cè)出外，i,v都是未知的。但有一點(diǎn)可以確定即儀器一旦置好，i值也將隨之不變，同時(shí)選取跟蹤桿作為反射棱鏡，假定v值也固定不變。基于上面的假設(shè)，W=HA（或HB）+（i-v）在任一測(cè)站上也是固定不變的.而且可以用A、B點(diǎn)的高程計(jì)算出它的值W。根據(jù)W，測(cè)量任意點(diǎn)得到的Lcosа，不用測(cè)量?jī)x器高i,棱鏡高v?？梢酝ㄟ^(guò)觀測(cè)、計(jì)算任意點(diǎn)高程Hi=W+Lcosа。1.3精度估算【2】采用加工精度較高的架腿，儀器高、棱鏡高的誤差很小，可不考慮；而且在上述2中已不存在儀器高、棱鏡高的誤差，設(shè)測(cè)站到A點(diǎn)斜距為L(zhǎng)，天頂距為а，則高程Hi=HA+Lcosа+i-v，根據(jù)誤差

5、傳播定律Hi的精度為M2Hi=(Lsinа)2(ma/ρ)2+(cosа)2(mL)2測(cè)邊誤差對(duì)高程的影響隨著傾角的增大而變大，傾角誤差的影響隨著傾角增大而變小，取全站儀測(cè)角精度±0.5″，測(cè)距精度±(0.3+1×10-6）mm,導(dǎo)線點(diǎn)距離100m時(shí)，測(cè)距誤差±0.4mm,а=0時(shí)MHi=0.001mm。不管是用DS1、DS3水準(zhǔn)儀進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量，這樣的三角高程測(cè)量精度比他們一點(diǎn)不遜色，當(dāng)然全站儀廠家不同，型號(hào)各異，精度不同。但考慮水準(zhǔn)儀測(cè)量誤差及在山地測(cè)量的不便，大力推廣全站儀三角高程測(cè)量仍很必要。比如通州某工地?cái)?shù)次進(jìn)行跨河水準(zhǔn)測(cè)量閉合差均超限，后來(lái)改用全站儀三角高程測(cè)量解決了這個(gè)問(wèn)題。

6、2全站儀在線路高程測(cè)量中的應(yīng)用【1】2.1控制測(cè)量如前面介紹，要求往返測(cè)取均值，并按規(guī)范要求平差。2.2懸高測(cè)量如需測(cè)量高壓線到路線的高度、河水面到便橋的高度。無(wú)法在其上立棱鏡需要進(jìn)行懸高測(cè)量，以索佳（SOKKIA）電子全站儀為例（下同）。（1）將棱鏡設(shè)在待測(cè)物上（下）方讀取棱鏡高；（2）輸入棱鏡高后照準(zhǔn)棱鏡，測(cè)量距離；（3）在菜單中選取懸高測(cè)量；（4）照準(zhǔn)待測(cè)物，屏幕顯示地面點(diǎn)到待測(cè)物高度。2.3后方交會(huì)高程測(cè)量筆者在某橋梁工地0#臺(tái)已施工蓋梁，5#墩剛完成樁基，加密的點(diǎn)被破壞，如果重新引點(diǎn)不可能和已施工部分完全吻合，那么以已知點(diǎn)和已完工的墩臺(tái)做為后視進(jìn)行后方高程交會(huì)恢復(fù)測(cè)站高程是最好

7、的辦法了，既能保證和控制點(diǎn)吻合又能和已完工部分吻合。（1）在菜單中選取后方交會(huì)；（2）選取交會(huì)高程并輸入所有已知點(diǎn)高程；（3）照準(zhǔn)各已知點(diǎn)觀測(cè)；（4）當(dāng)觀測(cè)量足以計(jì)算測(cè)站高程時(shí)屏幕提示（計(jì)算）；（5）觀測(cè)完全部點(diǎn)后按（計(jì)算），屏幕顯示計(jì)算結(jié)果。2.4高程放樣測(cè)量橋涵的墩臺(tái)頂面及基礎(chǔ)一般與地面已知控制點(diǎn)高差較大，個(gè)別的高架橋高數(shù)十、數(shù)百米，直接用幾何水準(zhǔn)測(cè)量困難，一般輔以懸掛長(zhǎng)鋼尺，用兩臺(tái)水準(zhǔn)儀進(jìn)行，該方法勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低、精度差。