全站仪线路纵_横断面测量

第34卷 第5期

2005年 10月贵州工业大学学报(自然科学版)

JOURNAL OF GUIZHOU UNIVERSITY OF T ECH NOLOGY

Vo l.34 N o.5October.2005

(Natural Science Edition)

文章编号:1009 0193(2005)05 0088 03y 全站仪线路纵、横断面测量

杜 宁,王 莉

(贵州大学矿业学院,贵州贵阳550003)

摘 要:运用全站仪放样及对边测量功能,在已知控制点上设站,方便、快捷、精确的进行线路

的纵、横断面测量。

关键词:全站仪;放样功能;对边测量;纵、横断面

中图分类号:P216 文献标识码:B

0 前 言

在线路的勘察设计及施工阶段,均需测出纵、横断面,以提供设计依据和计算土石方量,传统的纵断面测量常采用水准测量的方法,先进行高程控制测量(基平测量),然后在此基础上,逐个测定中桩的地面高程(中平测量),而横断面测量时,需先在中桩上确定出横断面的方向(如仪器法、方向架法等),然后再测出断面上各地形特征点相对与中桩的平距和高差,其方法有水准仪皮尺法、标杆皮尺法、经纬仪视距法等。现在,随着全站仪的广泛使用,上述方法已显得过时、陈旧、工作效率低且不易实现断面测量的自动化,为此,笔者提出了一套采用全站仪在控制点上放样中桩的同时,测量纵、横断面绘制数据,并传输至计算机上,由软件生成纵、横断面的方法。本文主要阐述外业全站仪测量纵横断面数据的原理及方法。

图1 放样测量1 放样功能原理

如图1所示,A 、B 为已知点,P 为放样点,A 、B 、P 三点

的三维坐标均已知,P 1为放样时的立镜点。

在A 点安置仪器,进行建站,即输入测站点A 的三维坐

标(x A ,y A ,H A ),仪器高i,后视点B 的坐标(x B ,y B )或AB

直线的坐标方位角( A B ),并瞄准B 点完成定向工作,同时可

进行温度、气压、棱镜常数、觇标高等的设置;选择放样功能,

输入放样点P 的三维坐标(x p ,y p ,H p );在P 1点竖立反射棱

镜进行观测,即可得到P 1点的三维坐标(x p 1,y p 1,H p 1).此

时,全站仪会自动显示出AP 1线与AP 线间的水平角度d

(水平角差)、P 1点到AP 线的垂距 D (横向偏距)、垂线到P

点的偏距 L (纵向偏距)和P 1的实测高程与放样点P 的放

样高程值之差 H (竖向偏距)以及它们的移动方向。其计算

式如下:

d = A P 1- A P

L =D AP 1cos d

H P 1=D A P 1tan +i -v

D =D A P 1sin d

L =L -D AP H =H P 1-H P

(1)

式中:

y 收稿日期:2005-03-22

d 水平角差,d >0,P 1点偏在AP 线右侧,反之偏在左侧;

D 横向偏距, D >0,P 1点左移,反之右移;

L 纵向偏距, L >0,P 1点前移,反之后移;

H 竖向偏距, H >0,P 1点下移,反之上移;

A P 1、

D AP 1 AP 1直线的方位角与平距,均为实测值; 垂直角观测值;

i 仪器高;

v 觇标高;

A P 、D AP AP 直线的方位角与平距,均为已知坐标的反算值, A P =tan -1y P -y A x P -x A

、D A P =(x P -x A )2+(y P -y A )2。 最后,移动P 1点的反射棱镜直至 D 、

L 为零,即放样出P 点的平面位置,上、下移动反射棱镜直至 H 为零,放样出P 点的高程位置。图2 对边测量2 对边测量原理

对边测量是指间接地测定两测点间的水

平距离、高差和坐标方位角。如图2所示,今

欲测定P 1、P 2两点间的水平距离D 、高差h

和坐标方位角 P 1P 2

,可在与P 1、P 2通视的任意点P 上安置全站仪,观测至P 1、P 2两点的

斜距S 1、S 2和垂直角 1、 2以及PP 1与

PP 2间的水平角!。建立如图2所示测站平

面直角坐标系x -o -y (在已知控制点P 点

上,且瞄准另一已知控制点完成建站、定向

后,x -o -y 坐标系即为控制网坐标系),按

下式即可计算出所求的水平距离、高差和坐标方位角。

D =S 21cos 2 1+S 22cos 2 2-2S 1S 2cos 1cos 2cos !

h =S 2sin 2-S 1sin 1

P 1P 2= PP 1

-∀+180 (2) 式中:

PP 1 PP 1直线在x -o -y 坐标系中的坐标方位角,为实测值;

∀=sin -1(S 2cos 2sin !D

)3 测量方法及步骤

如图3所示,A 、B 为已知控制点,P 1、P 2、!、P 6为某线路上的中桩点,I I ∀为中桩P 3点处的横断面方向,1、2、!、7、8为该横断面上的地形特征点。今欲在A 点处设站,放样中桩并进行纵、横断面测量,其步骤如下:

1)计算欲放样中桩点坐标及横断面方位角,室内可采用计算机编程计算,外业时采用笔记本电脑、PC E500或可编程计算器(如CASIO fx 4800P 等)编程计算。

2)在A 点安置仪器,进行建站,即输入测站点A 的三维坐标(x A ,y A ,H A ),仪器高i ,后视点B 的坐标(x B ,y B )或AB 直线的坐标方位角( AB ),并瞄准B 点完成定向工作,同时可进行温度、

气压、棱镜常数、觇标89第5期杜 宁,等:全站仪线路纵、横断面测量