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1、1,全站仪公路路基桥涵放样技术培训,2010.12,赏 云 鹏,张掖公路分局养护维修工程处,养护维修工程处2010年冬季学习培训班,2,培训内容,全站仪的使用方法及应用 路线放样点坐标的计算方法 桥涵放样点坐标的计算方法 现场实际计算、放样操作,3,全站仪的使用方法及应用,全站型电子速测仪简称全站仪，它是一种可以同时进行角度（水平角、竖直角）测量、距离（斜距、平距、高差）测量和数据处理，由机械、光学、电子元件组合而成的测量仪器。由于只需一次安置，仪器便可以完成测站上所有的测量工作，故被称为“全站仪”。,4,全站仪的使用方法及应用,全站仪上半部分包含有测量的四大光电系统，即水平角测量系统、竖直角
2、测量系统、水平补偿系统和测距系统。通过键盘可以输入操作指令、数据和设置参数。以上各系统通过I/O接口接入总线与微处理机联系起来。,5,全站仪的使用方法及应用,微处理机（CPU）是全站仪的核心部件，主要有寄存器系列（缓冲寄存器、数据寄存器、指令寄存器）、运算器和控制器组成。微处理机的主要功能是根据键盘指令启动仪器进行测量工作，执行测量过程中的检核和数据传输、处理、显示、储存等工作，保证整个光电测量工作有条不紊地进行。输入输出设备是与外部设备连接的装置（接口），输入输出设备使全站仪能与磁卡和微机等设备交互通讯、传输数据。 目前，世界上许多著名的测绘仪器生产厂商均生产有各种型号的全站仪。,6,全站仪
3、的使用方法及应用,一）、概况 电磁波测距按测程来分，有短程(3km)、中程(315km)和远程(15km)之分。按测距精度来分，有级(5mm)、级(5mm10mm)和级(10mm)。按载波来分，采用微波段的电磁波作为载波的称为微波测距仪；采用光波作为裁波的称为光电测距仪。光电测距仪所使用的光源有激光光源和红外光源(普通光源已淘汰)，采用红外线波段作为载波的称为红外测距仪。由于红外测距仪是以*稼(GaAs)发光二极管所发的荧光作为载波源，发出的红外线的强度能随注入电信号的强度而变化，因此它兼有载波源和调制器的双重功能。GaAs发光二极管体积小，亮度高，功耗小，寿命长，且能连续发光，所以红外测距仪
4、获得了更为迅速的发展。本节讨论的就是红外光电测距仪。,7,全站仪的使用方法及应用,（二）、测距原理 欲测定A、B两点间的距离D，安置仪器于A点，安置反射镜于B点。仪器发射的光束由A至B，经反射镜反射后又返回到仪器。设光速c为已知，如果光束在待测距离D上往返传播的时间。已知，则距离D可由下式求出 式中cc。n，c。为真空中的光速值，其值为299792458ms,n为大气折射率，它与测距仪所用光源的波长，测线上的气温t,气压P和湿度e有关。,8,全站仪的使用方法及应用,（三）、全站仪的操作与使用 不同型号的全站仪，其具体操作方法会有较大的差异。下面简要介绍全站仪的基本操作与使用方法。 1.全站仪的
5、基本操作与使用方法 1）水平角测量 （1）按角度测量键，使全站仪处于角度测量模式，照准第一个目标A。 （2）设置A方向的水平度盘读数为00000。 （3）照准第二个目标B，此时显示的水平度盘读数即为两方向间的水平夹角。,9,全站仪的使用方法及应用,2）距离测量 （1）设置棱镜常数 测距前须将棱镜常数输入仪器中，仪器会自动对所测距离进行改正。 （2）设置大气改正值或气温、气压值 光在大气中的传播速度会随大气的温度和气压而变化，15和760mmHg是仪器设置的一个标准值，此时的大气改正为0ppm。实测时，可输入温度和气压值，全站仪会自动计算大气改正值（也可直接输入大气改正值），并对测距结果进行改正
6、。 （3）量仪器高、棱镜高并输入全站仪。,10,全站仪的使用方法及应用,4）距离测量 照准目标棱镜中心，按测距键，距离测量开始，测距完成时显示斜距、平距、高差。 全站仪的测距模式有精测模式、跟踪模式、粗测模式三种。精测模式是最常用的测距模式，测量时间约2.5S，最小显示单位1mm；跟踪模式，常用于跟踪移动目标或放样时连续测距，最小显示一般为1cm，每次测距时间约0.3S；粗测模式，测量时间约0.7S，最小显示单位1cm或1mm。在距离测量或坐标测量时，可按测距模式（MODE）键选择不同的测距模式。应注意，有些型号的全站仪在距离测量时不能设定仪器高和棱镜高，显示的高差值是全站仪横轴中心与棱镜中心
7、的高差。,11,全站仪的使用方法及应用,四，坐标测量 （1）设定测站点度盘读数为其方位角。当设定后视点的坐标时，全站仪会自动计算后视方向的方位角，并设定后视方向的水平度盘读数为其方位角。 （3）设置棱镜常数。 （4）设置大气改正值或气温、气压值。 （5）量仪器高、棱镜高并输入全站仪。 （6）照准目标棱镜，按坐标测量键，全站仪开始测距并计算显示测点的三维坐标。,12,全站仪的使用方法及应用,五，坐标放样 （1）设定测站点度盘读数为其方位角。当设定后视点的坐标时，全站仪会自动计算后视方向的方位角，并设定后视方向的水平度盘读数为其方位角。 （3）设置棱镜常数。 （4）设置大气改正值或气温、气压值。
8、（5）量仪器高、棱镜高并输入全站仪。 （6）输入需要放样的坐标值，在不同的放样模式下，全站仪开始计算并显示棱镜需要移动的位置，指挥棱镜移动至合适位置即找到放样点。,13,全站仪的使用方法及应用,TOPCON GTS-312 全站仪外观及各部件名称,全站仪公路坐标放样的有关计算,目前，公路工程施工放样广泛采用全站仪进行， 利用全站仪进行放样的关键在于放样点的坐标计算，下面我们就公路中桩及中线以外各点的坐标计算进行探讨。,随着全站仪的日益普及，坐标放样的方法因其准确、迅速的优点而在施工中得到了越来越多的使用。而利用全站仪进行坐标放样，关键的问题就在于如何计算出需放样点的坐标。在公路施工过程中，需要
9、进行放样的点位，不外乎两种情况：一是该点位于公路中线上，即公路中桩；另一类则是点位在中线以外，位于某个中桩的横断方向上。这样无论哪种情况，需要放样的点的桩号首先是已知的。以下就这两种情况，分别讨论一下其坐标的计算方法。,1. 公路中线上点的坐标计算 当需放样的点位于公路中线上时，如图 1 ，各 JDi 的坐标 (Xi ， Yi) 在控制测量阶段就已经测定 ( 或由施工图文件中直线、曲线及转角表中查出 ) ，相邻 JD 连线的坐标方位角 Ai-1,i 可由同样方法查出，或利用 JD 坐标反算推出。各曲线主点坐标可由直线、曲线及转角表查出。,1.1 直线上各中桩坐标计算 当需要放样的 P 点位于直
10、线上时，有两种情况：位于 YZ （ HZ ）之间和 ZY （ ZH ）之间，或者位于公路 QD 和 ZH （ ZY ）之间，其计算方法相同，公式如下：,1.2 单圆曲线上各中桩坐标计算 当需要放样 P 点位于单圆曲线上时，其坐标计算如下：,1.3 带缓和曲线的圆曲线上各中桩坐标计算 当 P 点位于带缓和曲线的圆曲线时，又分为以下三种情况： 1.3.1 ZH 到 HY 段,1.3.2 HY 到 YH 段,1.3.3 YH 到 HZ 段,2. 公路横断面上各点坐标计算 当要放样的点 P 位于中线以外时，则应位于某中桩的横断方向上，此时 P 点所对应中桩的坐标可由前述方法计算，此处视为已知，记作 。
11、 P 点到其所对应中装的距离 D 也应为已知，同时 P 点位于左幅或是右幅也应已知。下面分别学习需放样的点位于直线、圆曲线及缓和曲线上的情况,2.1 P 点对应的中桩位于直线上时：,2.2 P 点对应的中桩位于单圆曲线上时,2.3 P 点对应的中桩位于带缓和曲线的圆曲线上时，分三种情况： 2.3.1 ZH 到 HY 段,2.3.2 HY 到 YH 段,2.3.3 YH 到 HZ 段,4.结束语 综上所述， 在施工中不管是路基还是桥涵构造物放样点的坐标计算问题 是实际工程中的最基本问题，最重要的是两点：即一是搞清楚放样点所对应的桩号；二是搞清楚放样点在对应桩号的那个位置，只要搞清楚以上两点，再套用上面所讲述的计算公式，一定能够计算出正确的坐标，再配合熟练的全站仪操作，定能满足施工放样精度的需要。,5.心得交流 1.坐标计算尽量用编程的计算器或电脑小程序； 2.对计算结果换人复核； 3.全站仪放样时对中后视要瞄准花杆底部，对完后视后在进行一次后视点的放样以确认定向准确； 4.输入时多复核，确保输入无误； 5.尽量用原始导线点（GPS点），尤其是桥涵构造物的放样。,谢谢大家！,
