关于全站仪和CAD在工程施工测量中的结合应用

关于全站仪和CAD在工程施工测量中的结合应用
摘要：工程测量在工程建设中技术含量相当高的一项工作，需要专业性人才，
特别在地势、环境等较复杂情况下尤为重要。

工程测量工作分为内业和外业，即
计算与操作，其中计算是工程测量特别关键的一项工作，计算质量的好坏决定着
工程质量的好坏。

随着科学技术的进步，由测量仪器本身导致的测量失误率降低
了许多，而且现行测量仪器在操作上更加程序、简单化。

因此，测量质量的好坏，关键在计算成果的好坏；而在现实情况下，为减少成本，测量计算工作基本是一
个人完成。

而判定一个好的测量工程人员，就是在无多人校核情况下的出错率。

而作为测量工程人员拥有AutoCAD技能+全站仪的测量支持，两者之间的完美结合，在高速铁路、公路测量施工中，大大的降低了出错率。

关键词：全站仪；CAD；工程施工测量；结合应用
1、全站仪和Auto CAD的概述
随着电子技术和计算机技术日新月异的发展及其在测绘领域的广泛应用，集
电子测角、电子测距、数据采集与存储的全站仪已经取代了常规的光学经纬仪和
S3光学水准仪。

各测绘仪器厂商生产出各种型号的全站仪，出现了大内存、多功能、防水型、防爆型、电脑型等，全站仪正朝着功能全、效率高、全自动、易操作、体积小、重量轻的方向发展，使野外测绘作业的劳动强度逐渐地减轻，工作
效率得到不断提高，测绘技术水平也相应地得到了提升，从根本上更新了测量的
观念和理论。

传统的测量方式正逐步被不断涌现的新仪器、新技术、新方法所取代。

目前在建筑工程测量经常采用的仪器就是全站仪。

全站仪是全站型电子速测
仪的简称，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，又被称为“电子全站仪”是指由电子经纬仪、光电测距仪电子记录器组成。

它
除了能自动测距和测角外，还能快速完成一个测站所需完成的各种工作，包括平距、高差、高程、坐标以及放样等方面功能的计算，并且可实现自动测距、自动
计算和自动记录的多功能的地面测量仪器。

电子全站仪还可以进行空间数据采集
与更新来实现测绘的数字化，它的出现使得测量工作的自动化，全能化变为现实。

而随着电脑的广泛普及和应用，全站仪和CAD在建筑工程测量上也得到了广泛的
应用，二者的合二为一减少了大量的人力去计算，这也是工程技术和电脑结合的
一个典范。

Auto CAD是一款优秀的计算机辅助设计绘图软件，也是目前世界上最受欢迎
的制图软件之一。

因具有丰富的命令、强大的功能及人性化的用户界面，其在高
速铁路、高速公路等工程设计领域中有着广泛的应用，并承担着极其重要的功能
与任务。

AutoCAD具有强大的图形编辑和图形修改功能，它是工程技术人员特别
是测量工程师必不可少的运用技术软件。

2、全站仪的组成
从总体上看全站仪分两大部分组成：
（1）为采集数据而设置的专用设备，主要有电子测量系统、电子测距系统、数据存储系统，还有自动补偿设备。

（2）过程控制机。

主要用于有序的实现上述每一专用设备的功能。

过程控制机包括与测量相连接的外传设备及进行计算，产生指令的微机处理。

3、全站仪与CAD结合的优势
3.1数据处理的快速与准确性
全站仪自身带有数据处理系统，可以快速而准确地为空间数据进行处理，计
算出放样点的方位角与该点到测站点的距离。

3.2定方位角的快捷性
全站仪能根据输入点的坐标值计算出放样点的方位角，并能显示目前镜头方
向与计算方位角的差值，只要将这个产值调为0，就定下了要放样点的方向，然
后就可以进行测距定位。

3.3测距的自动与快速性
全站仪能够自动读出距离数值，只要将棱镜对准全站仪的镜头，全站仪便可
很快读出实测的距离，同时比较它自动计算出的理论上的数据，并在屏幕上显示
出两者的差值，从而可以判断棱镜应向哪个方向在移动多少距离。

到显示的距离
差值为0时，表明那时棱镜所在的位置就是要放样点的实际位置。

3.4受限制少，灵活方便。

由于全站仪体积小重量轻且灵活方便，较少受到地形限制，且不易受处界因
素的影响，只要合理保护全站仪，即使在复杂的自然条件下也可以照常工作。

3.5计算准确，人为影响小。

由于所有的计算是由全站仪自动完成，所以放线过程中不会受到参与者个人
的主观影响。

3.6全站仪与CAD结合，还原结构物精确轮廓。

现场拟定坐标测量出现有建筑物的轮廓和具体位置：在高速公路、铁路等改
造或扩建前，需要对原有结构物轮廓等位置进行准确测量，可以利用全站仪，在
现场拟定坐标利用无棱镜精确测量原有结构物各个部位的点，利用 AUTOCAD可
以准确绘画出原有建筑物。

4、全站仪和CAD在工程施工测量中的结合应用
比方说在公路工程施工过程中，常常涉及到高程测量，传统的方法是使用水
准仪进行水准测量，这是一种直接测高法。

它的特点是精度高、速度快。

但水谁
测量受地形起伏限制，而且当前、后视距离差较大时，也影响测量精度，再者，
水准测量前后视距也不能太大，一般应在100米以内。

否则读数困难，也影响精度。

因此在大比例尺地形图测绘、公路工程工程施工测量中，特别是当地形起伏
较大时，常常也使用三角高程法。

但传统的三角高程测量，必须每站量取仪器高（i）及觇标高（v），又麻烦又增加了误差来源，且普通经纬仪进行视距测量的
误差也比较大，因此很少使用。

而使用全站仪配合跟踪杆进行三角高程测量，较
之传统的三角高程测量，速度快、精度高、效果好。

施工中进行高程测量，在工程的施工过程中，常常涉及到高程测量。

传统的
测量方法是水准测量、三角高程测量。

两种方法虽然各有特色，但都存在着不足。

水准测量是一种直接测高法，测定高差的精度是较高的，但水准测量受地形起伏
的限制，外业工作量大，实测速度较慢。

三角高程测量是一种间接测高法，它不
受地形起伏的限制，且实测速度较快，在大比例地形图测绘、线型工程、管网工
程等工程测量中广泛应用，但其精度较低，且每次测量都得两区一起搞、棱镜高，麻烦而且增加了误差来源。

随着传统的三角高程测量方法已经显示出了它的局限性。

经过人们长期摸索，总结出一种新的方法经行三角高程测量。

这种方法既结
合了水准测量的任一置站的特点，又减少了三角高程的误差来源，同时每次测量
时还不必量取仪器高、棱镜高。

使三角高程测量精度进一步提高，施测速度更快。

一些高速公路地处平原微丘，虽地势较平坦，但一些GPS高程共指点离路线较远，高差较大，这些都加大水准点复测以及施工过程中的水准点加密的工作量。

如采
用上述新的全站仪测量高程不但提高了施测速度及精度，且满足了工程进度的需要。

4.1控制测量应用
控制测量是施工测量的基础，其成果必须经过严格审核程序批准后实施，并
根据地区、工程特点每3个月、半年度或年度复测，其控制点需进行妥善的保护，控制测量是测量工作中的专业课题，本文就不在赘述。

当控制点（包括原始点、
加密点）成果获得批准后，即可进行相关的施工测量工作了，而作为施工测量，
我们运用得最多的AutoCAD功能就是平面位置图形化的校核。

4.2控制点、导线、方位角的CAD图形化
控制点是布置于路线两侧控制设计路中心线走向的基点，有基础控制点和加
密控制点，基础控制点是由设计勘察单位埋设基于国家要求的一系列点，而加密
控制点是施工单位根据基础控制点满足施工需要而埋设的一系列控制点，对应于
路线中心线有一定的位置关系：如桩号、距离等，作为平面位置关系，其图形化
可以直观地呈现出控制点的平面布置，用于现场施工中，施工测量人员可以根据
控制点平面布置图很快决定采用哪些基点，并随着测量进程可以随时附合临近控
制点，校核测量质量。

5、结束语
全站仪和CAD在工程施工测量中的结合应用，大大降低了由测量仪器本身导
致的测量失误率，同时采用CAD进行复核，提高了高速公路、铁路测量施工的效
率和准确率。

参考文献：
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