■席寒軍

（湖南省地質(zhì)測(cè)繪院湖南衡陽(yáng)421001）

全站儀在道路工程斷面測(cè)量中的應(yīng)用研究

■席寒軍

（湖南省地質(zhì)測(cè)繪院湖南衡陽(yáng)421001）

一般情況下，全站儀的合理應(yīng)用是通過(guò)從多個(gè)角度、距離等來(lái)進(jìn)行測(cè)量，其主要組成結(jié)構(gòu)有光學(xué)、機(jī)械和電子元件等，在完成所有測(cè)量任務(wù)上發(fā)揮著重要作用。通常全站儀的實(shí)際應(yīng)用，需要與計(jì)算機(jī)和相關(guān)設(shè)備相連，才能確保測(cè)量數(shù)據(jù)和測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性與科學(xué)性。本文就全站儀在道路工程斷面測(cè)量中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行全面分析，提出全站儀在道路工程斷面測(cè)量中應(yīng)用需注意的問(wèn)題，以保障測(cè)量結(jié)果的可靠性和真實(shí)性。

全站儀道路工程斷面測(cè)量應(yīng)用

在我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展新形勢(shì)下，交通領(lǐng)域的發(fā)展速度變得越來(lái)越快，給道路工程施工提出了更高要求。因此，全站儀設(shè)備的推廣與應(yīng)用，是提高道路工程施工質(zhì)量的重要保障之一，在保證道路工程斷面測(cè)量的準(zhǔn)確性上有著重要影響。

1 全站儀在道路工程斷面測(cè)量中的應(yīng)用方法

目前，全站儀設(shè)備的核心部分是CPU，通過(guò)依靠微機(jī)、控制器和存儲(chǔ)器等，道路工程斷面的測(cè)量任務(wù)可以有效完成，對(duì)于實(shí)現(xiàn)各種測(cè)量數(shù)據(jù)的及時(shí)處理有著極大作用。在實(shí)踐過(guò)程中，全站儀在道路工程斷面測(cè)量中的應(yīng)用方法主要包括如下幾個(gè)方面：

1.1 控制測(cè)量方面

在實(shí)際進(jìn)行道路工程斷面的測(cè)量時(shí)，需要先進(jìn)行控制測(cè)量，一般平面控制點(diǎn)的鋪設(shè)必須沿著線(xiàn)路，并使用電磁波來(lái)測(cè)距導(dǎo)線(xiàn)，或者是用GPS來(lái)測(cè)量。同時(shí)，水準(zhǔn)點(diǎn)也要沿著線(xiàn)路鋪設(shè)，確保其與平面控制點(diǎn)的位置相同，才能確?？刂泣c(diǎn)三維坐標(biāo)的準(zhǔn)確測(cè)量。其中，控制點(diǎn)的等級(jí)通常是由長(zhǎng)度、工程性質(zhì)等來(lái)確定的。

1.2 數(shù)據(jù)采集方面

在進(jìn)行道路工程斷面測(cè)量數(shù)據(jù)的采集時(shí)，需要將所有數(shù)據(jù)存放在全站儀的一個(gè)文件中，并采用極坐標(biāo)法從沿線(xiàn)的起始端開(kāi)始測(cè)量，才能保證斷面測(cè)量數(shù)據(jù)的完整性。一般情況下，采取道路縱斷面、橫斷面特征點(diǎn)的數(shù)據(jù)，需要按照一定順序進(jìn)行，才能將測(cè)量所得的數(shù)據(jù)作為坐標(biāo)數(shù)據(jù)確定的參考文件。在實(shí)際進(jìn)行道路工程斷面的測(cè)量時(shí)，需要將各個(gè)橫斷面的中線(xiàn)樁編號(hào)記錄下，其格式是：一點(diǎn)的點(diǎn)名、Y的坐標(biāo)、X的坐標(biāo)、Z的坐標(biāo)；二點(diǎn)的點(diǎn)名、Y的坐標(biāo)、X的坐標(biāo)、Z的坐標(biāo)；三點(diǎn)的點(diǎn)名、Y的坐標(biāo)、X的坐標(biāo)、Z的坐標(biāo)；N點(diǎn)的點(diǎn)名、Y的坐標(biāo)、X的坐標(biāo)、Z的坐標(biāo)。在結(jié)束完所有的測(cè)量以后，需要將坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件從全站儀上下載下來(lái)，以生成某個(gè)公司的坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件，其格式是：一點(diǎn)的點(diǎn)名、Y的坐標(biāo)、X的坐標(biāo)、Z的坐標(biāo)；二點(diǎn)的點(diǎn)名、Y的坐標(biāo)、X的坐標(biāo)、Z的坐標(biāo)；三點(diǎn)的點(diǎn)名、Y的坐標(biāo)、X的坐標(biāo)、Z的坐標(biāo)；N點(diǎn)的點(diǎn)名、Y的坐標(biāo)、X的坐標(biāo)、Z的坐標(biāo)。

通常情況下，全站儀在道路工程斷面測(cè)量中的應(yīng)用，可以通過(guò)人工或電腦自動(dòng)生成兩種方式進(jìn)行坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件的編輯，從而生成另外一個(gè)簡(jiǎn)碼數(shù)據(jù)文件，其格式是：總點(diǎn)數(shù)；點(diǎn)號(hào)、M1、Y的坐標(biāo)、X的坐標(biāo)、Z的坐標(biāo)；點(diǎn)號(hào)、1、Y的坐標(biāo)、X的坐標(biāo)、Z的坐標(biāo)；點(diǎn)號(hào)、Mi、Y的坐標(biāo)、X的坐標(biāo)、Z的坐標(biāo)；點(diǎn)號(hào)、i、Y的坐標(biāo)、X的坐標(biāo)、Z的坐標(biāo)。上述內(nèi)容中的M1、M2、和Mi等涉及的數(shù)字是道路中線(xiàn)樁沿起始方向的編號(hào)，并且，是從0號(hào)樁開(kāi)始編號(hào)的。

1.3 數(shù)據(jù)處理方面

在編寫(xiě)好簡(jiǎn)碼數(shù)據(jù)文件以后，數(shù)據(jù)的處理一般是通過(guò)CASS7、0來(lái)完成的。在實(shí)際進(jìn)行操作時(shí)，應(yīng)先將“工程應(yīng)用”這個(gè)菜單打開(kāi)，在下拉菜單中選定“生成里程文件”這個(gè)子菜單；然后在子菜單中選定“由坐標(biāo)文件生成”這個(gè)選項(xiàng)，并從對(duì)話(huà)框里選出“由坐標(biāo)文件生成里程文件”這個(gè)選項(xiàng)，以從這個(gè)對(duì)話(huà)框中選出“簡(jiǎn)碼數(shù)據(jù)文件名”，從而確保簡(jiǎn)碼數(shù)據(jù)文件的合理性；最后在“斷面里程數(shù)據(jù)文件名”這個(gè)選項(xiàng)中選定里程文件保存的路徑、里程數(shù)據(jù)文件名等。所以，在實(shí)際進(jìn)行縱橫斷面的自動(dòng)生成時(shí)，將“工程應(yīng)用”這個(gè)菜單打開(kāi)，并在下拉菜單中選出“斷面法圖方計(jì)算”這個(gè)項(xiàng)目，然后選擇子菜單中的“道路斷面”這個(gè)選項(xiàng)，以在“斷面設(shè)計(jì)參數(shù)”這個(gè)對(duì)話(huà)框中，選出已經(jīng)寫(xiě)好的里程文件。如果想要對(duì)道路工程的橫斷面進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以選擇“橫斷面設(shè)計(jì)文建”這個(gè)選項(xiàng)，在確定以后會(huì)出現(xiàn)“繪制縱斷面圖”這個(gè)對(duì)話(huà)框，以設(shè)置橫斷面的橫向、縱向比例等多個(gè)參數(shù)，從而在屏幕繪圖區(qū)設(shè)計(jì)這個(gè)位置上自動(dòng)生成縱斷面圖。

2 全站儀在道路工程斷面測(cè)量中應(yīng)用需注意的問(wèn)題

目前，全站儀在道路工程中的應(yīng)用已經(jīng)變得越來(lái)越普遍，在提高各種測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性等方面有著極大作用。根據(jù)全站儀的應(yīng)用情況來(lái)看，其在道路工程斷面測(cè)量中應(yīng)用需注意的問(wèn)題有如下幾個(gè)方面：

2.1 合理確定橫斷面的方向

在進(jìn)行道路工程斷面的測(cè)量時(shí)，通過(guò)全站儀來(lái)采集縱橫斷面特征點(diǎn)三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，需要合理確定橫斷面的方向。通常情況下，道路工程斷面測(cè)量在精度方面的要求不是很高，可以通過(guò)方向架來(lái)確定方向，如在直線(xiàn)段進(jìn)行測(cè)量，可以在中樁上放置方向架，并讓方向架的一個(gè)方向與準(zhǔn)路線(xiàn)的前方相對(duì)，或者是后方的某一個(gè)中樁，以將另一個(gè)方面作為橫斷面測(cè)量的方向。例如：進(jìn)行圓曲線(xiàn)形狀的道路工程斷面測(cè)量，可以將能轉(zhuǎn)向的定向桿A安裝在方向架上，以在方向架被放置在某個(gè)點(diǎn)（如B）的基礎(chǔ)上，用C桿瞄準(zhǔn)焦點(diǎn)D，即這個(gè)圓曲線(xiàn)的切線(xiàn)方向，并且，與其保持垂直的桿E，其方向是指向圓心的，從而將其看作是過(guò)B點(diǎn)的橫斷面方向。在道路工程橫斷面比較寬或地面起伏較大的情況下，橫斷面上的變坡點(diǎn)、中樁上的方向架等通常很難被發(fā)現(xiàn)或看清楚，因此，采用全站儀中的極坐標(biāo)放樣法來(lái)進(jìn)行測(cè)量，可以使橫斷面上的兩點(diǎn)保持一定距離，以便在某個(gè)點(diǎn)上定位的進(jìn)行另一個(gè)點(diǎn)的定向，從而確保道路工程斷面測(cè)量的準(zhǔn)確性。

2.2 將站設(shè)在已知三維坐標(biāo)點(diǎn)上

在已有的三維坐標(biāo)點(diǎn)上設(shè)立測(cè)站的時(shí)候，需要瞄準(zhǔn)這個(gè)點(diǎn)來(lái)進(jìn)行定向，并在檢核高差、距離等的基礎(chǔ)上完成定向。如果發(fā)現(xiàn)有第三個(gè)三維控制點(diǎn)，則需要測(cè)量出其三維坐標(biāo)，從而在與已有坐標(biāo)值進(jìn)行對(duì)比和滿(mǎn)足限差條件以后，確保碎部點(diǎn)的有效采集。

2.3 測(cè)站點(diǎn)的科學(xué)增設(shè)

如果出現(xiàn)斷面距離現(xiàn)有控制點(diǎn)無(wú)法清除看見(jiàn)或距離太遠(yuǎn)的情況，則需要注重測(cè)站點(diǎn)的科學(xué)增設(shè)，通過(guò)全站儀來(lái)進(jìn)行測(cè)距導(dǎo)線(xiàn)，才能確保測(cè)量結(jié)果的合理性。在實(shí)際進(jìn)行測(cè)站點(diǎn)的科學(xué)增設(shè)時(shí)，需要注意的是其三維坐標(biāo)的精度有著一定差異性，其中，高程精度通常要低一些。通常情況下，測(cè)站點(diǎn)的增設(shè)，需要充分利用附近的中樁點(diǎn)，以便檢核測(cè)站的合理性。在實(shí)踐過(guò)程中，通過(guò)全站儀后方交會(huì)方法來(lái)進(jìn)行平面位置的檢驗(yàn)，并使用光電測(cè)距三角高程的方式測(cè)量，以檢驗(yàn)高程點(diǎn)，從而在其合格后進(jìn)行使用，以便對(duì)其進(jìn)行及時(shí)修改。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，全站儀在我國(guó)道路工程斷面測(cè)量中的應(yīng)用，可以大大提高測(cè)量效率和速度，并使測(cè)量工作更加輕松、精確，對(duì)于保障測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性等有著重要影響。因此，在我國(guó)交通領(lǐng)域快速發(fā)展的情況下，充分利用全站儀有利于提高道路工程斷面測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)度，是減少誤差、提高道路工程施工質(zhì)量的重要途徑。

[1]宗慶,陳敏.現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)在高架道路測(cè)繪工程中的應(yīng)用 [J].現(xiàn)代測(cè)繪,2012,01:33-36.

[2]詹家民,周金山,樊小美.RTK與全站儀聯(lián)合作業(yè)在道路網(wǎng)線(xiàn)測(cè)量中的應(yīng)用 [J].全球定位系統(tǒng),2012,01:39-43.

[3]凃剛.無(wú)反射棱鏡全站儀及其在工程測(cè)量中的應(yīng)用 [J].武漢勘察設(shè)計(jì),2012,06:69-71.

[4]王杰,姜景鑫.RTK配合全站儀在潮白河斷面測(cè)量中的應(yīng)用 [J].價(jià)值工程,2014,31: 97-98.

[5]陳偉康.一種斷面測(cè)量數(shù)據(jù)的自動(dòng)處理方法 [J].測(cè)繪科學(xué),2015,01:113-116.

F407.1[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-6-283-1

席寒軍（），測(cè)量工程師，研究方向?yàn)橥恋卣眄?xiàng)目和道路建設(shè)的縱橫斷面放樣及地型圖測(cè)量及清華三維在測(cè)量中的應(yīng)用。