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摘 要:随着社会经济的大力发展,交通设施不断的完善,公路的需求越来越大。近几年,我国大力修建公路,而公路施工放样在 公路建设中至关重要。本文介绍了全站仪的对边测量放样功能进行了精度分析以及应用阐述,依具体情况进行取舍,以最大限度 解决施工放样中精度、通视、效率等问题。 关键词:公路放样 中线放样 对边测量 绪 论 目前测绘科学技术的进步和发展非常迅速,先进测绘仪器的改良,使得人类测量外业工作效率大大提高,特别是随着GPS技术进步和发展,测绘行业发生了巨大变革,公路施工放样中仪器、方法的可选余地也越来越大。选择的合理性在很大程度上影响着放样精度及工作效率等问题。 1 施工放样过程中定位技术的选择 在施工放样过程中,通常选择的仪器有:全站仪和GPS定位仪等。不同的仪器在施工放样中具有的不同的特点,我们可以根据实际的情况和需要选择最佳的仪器,来完成工程任务。 1.1 全站仪在公路施工放样作业中的特点 (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,可以快速而准确地对空间数据进行处理,计算出放样点的方位角与该点到测站点的距离。测距和测角的精度很高。 (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,只要将这个差值调为0,就定下了要放样点的方向,然后就可进行测距定位。 (3)测距的自动与快速性。全站仪能够自动读出距离数值,同时比较它自动计算出的理论数据,并在屏幕上显示出两者的差值,从而智能、快速的进行放样。 (4)灵活轻巧,携带方便。 (5)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。 (6)技术比较成熟。 2 公路施工放样作业过程中对边测量的应用与精度分析 在工程测量中,由于各种原因经常会遇到不通视两点距离的测量问题,应用全站仪的对边测量功能可以解决这个问题。全站仪对边测量是指利用全站仪对边测量功能程序间接地测定远处两测点间的水平距离.如图2 -1所示,A,B为离站点一定距离互不通视的两测点,为了测量AB的水平距离 s,可在与A、B通视的任意点P上安置全站仪,瞄准A,B两点上的反射棱镜现测PA,PB的水平距离a,b,以及PA与PB间的水平夹角γ,依余弦定理可得AB的水平距离s: 实际上,全站仪显示出来的AB的水平距离s,就是利用其自身具有的内存和计算功能按公式(2 -1)计算出来的。 2.1 对边观测在直线道路放样中的应用 在实际工作中,直线测设是经常要进行的一项测量工作。当遇到障碍物时,传统的直线测设方法有矩形移轴法、三点移轴法、直角移轴法、平行四边形法以及等腰三角形和等腰梯形法等等。这些方法因需要多次安置仪器,操作起来比较麻烦,且直线测设的精度也较低。而利用全站仪对边测量功能进行遇障碍物直线的测设就能得到较好的结果,操作过程如下 (参见图2 -2): (1)在一适当位置(对所要定位的点要通视)O点安置全 站仪; (2)在已测直线上取A、B两点,并竖立反射棱镜; (3)在障碍物的另一侧AB延长线的大致方向C′点竖立 反射棱镜; (4)选定对边测量功能的作业模式,依次照准A、B、C′、A点上的反射棱镜,连续测定A点与B点、B点与C′点、C′点与A点间的平距DAB、DBC′和DC′A; (5)若DAB+DBC′=DC′A成立,则C′点即已位于直线AB的延长线上;否则,指挥C′点上的反射棱镜沿OC′方向前后移动,重复(4)、(5)两步直至满足DAB+DBC′=DC′A。 由此可见,利用全站仪对边测量功能进行遇障碍物的直线测设十分方便和快捷,精度也较高。同时,由于对边测量对全站仪的安置没有什么特别的要求,不需要仪器对中,只需要对仪器整平就行,大大提高了观测的速度,所以此方法在实际应用中具有很大的灵活性,特别适合不能够很好安置仪器的地方,能适应复杂情况的直线测设。 另外,此方法除可用于延长直线外,同样可方便地用于直线的内插。如图2 -3所示,判别C′点是否在AB直线上的条件为DAC′+DC′B=DAB。 2.2 对边测量的精度 由于在测量放样中比较注重放样的成果的精度,我们无论采用何种方法来放样,最终都是要保证成果的精度,所以我们要对所采用的放样方法进行必要的精度理论评定。来分析此方法在理论上是否可行。将式(2 -1)两边平方,可得: s2=a2+b2-2abcosγ (2 -2) 对式(2 -2)全微分并略加整理,可得对边测量中误差计算公式为: m2s=m2αcos2a+m2βcos2β+ssinαsinβρsin(α+β) 2m2γ(2 -3) 2.3 分析与讨论 TOPCON GTS -332的精度指标为,mD=2+2X10-6D,mγ=2″,故ma=2+2X10-6a,mb=2+2X10-6b(没有顾及棱镜对中误差等其它误差对测距精度的影响).现以s=300m为例,按式(2 -3)分别计算ms,计算结果如表2 -1所示: 表2 -1 s=300m,不同α和β值条件下的对边测量中误差(ms) 分析表2 -1数据可以得出以下几点结论: (1)当a、β、γ分别约为90°,10°,80°,AB的水平距离s约 为300m时,其绝对中误差ms=2.6mm,即全站仪安置在如图 2 -4所示的P点及附近,ms值最小.此时应用全站仪对边测 量功能测量AB的水平距离s精度最高.也就是说,当a、β、γ 分别约为90°,10°,80°时是对边测量的最佳图形,图形强度最 大.此图形特别适用于A、B两点不通视、障碍物靠近AB两端 点的情况,一方面可以有效地跨越障碍物,另一方面可以得到 最好的对边测量精度。此时全站仪应安置在有障碍物这一 端。 (2)当a、β、γ分别约为60°、60°、60°时,AB的水平距离s 约为300m时,利用式(3)计算,ms=3.1mm,即全站仪安置在△PAB为等边三角形的P点附近,ms值却较大.我们习惯认为等边三角形或者接近等边的三角形图形条件最好,图形强度最大。但事实上在对边测量时并非如此,而是如图2 -4所示的图形条件最好。 (3)当a、β、γ分别为约90°,70°,20°时,AB的水平距离s约为300m时,ms=8.1mm,全站仪安置左如图2 -5所示的P点附近,ms取得最大值.从表1还可以发现,在△PAB中,γ≤30°时,ms值较大,图形条件较差,测量AB水平距离s的精度较低.实地作业时应回避这种情况。 (4)在对边测量测站的选择时,可以先利用大比例尺的地形图绘制草图,确定图形强度较大的大致范围,然后在现场试测并调整,使得△PAB中三内角分别约为α=90°,β=10°,γ=80°.即△PAB对边测量图形强度较大 我们在实际的工作中应该尽量保证放样点与已知点能够构成最佳图形条件,避免出现最差图形条件,以保证放样精度。同时也要注意测角精度对对边测量的影响。 通过分析,对边测量数据精度可以满足公路施工放样测量规范要求。在实际作业中,可用对边测量在直线上(主要是点不能直接通视的情况)进行点位放样,尤其是在山区,地形条件比较复杂的地方有着灵活的运用。运用此法可以基本解决公路上直线段桩位点(尤其是直线上两相邻点之间不能通视的情形)的定位。 结束语 本文主要对公路施工放样方法的选择,中线的确定以及放样中对边测量方法进行了分析和探讨。 版权声明： 本微信内容来自互联网，由本平台编辑辛苦整理发布，其他任何媒体转载请注明转自黑龙江市政公路测量及造价“HLJSZGL”，否则必将追究侵权责任！
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