全站儀自由設(shè)站法在游泳池長度測量中的應(yīng)用

張興國，楊學(xué)峰，檀繼猛

(濟南市勘察測繪研究院，山東濟南250013)

一、引 言

為舉辦2010年中國水上運動會，日照市在奧林匹克水上公園內(nèi)興建了游泳館，該館位于青島路東、山東路北，主要由游泳館、跳水館、訓(xùn)練館、露天泳池等組成。日照游泳館按照世界錦標(biāo)賽比賽標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計，其規(guī)模和功能既能滿足水運會比賽要求，同時還能滿足賽后全民健身、群眾體育及水上健身娛樂等活動的需要。為確保游泳館長度滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，日照市游泳館工程建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室委托濟南市勘察測繪研究院對游泳館進(jìn)行了長度測量。

傳統(tǒng)游泳池長度測量采用鋼尺或手持測距儀量距，該方法操作簡單，但精度難以控制。近年來廣泛利用的內(nèi)外控制網(wǎng)法精度高，但受游泳池周邊項目施工影響較大，受作業(yè)空間限制，日照游泳館無法采用此方法。全站儀自由設(shè)站法不需要布設(shè)控制點，測量工作在游泳池內(nèi)完成，不需要在周邊開辟工作面，對周邊項目施工基本沒有影響，易于操作。

二、標(biāo)準(zhǔn)游泳池工藝要求

根據(jù)TY-T 1003—2005《游泳、跳水、水球和花樣游泳場館使用要求及檢驗方法》規(guī)定：標(biāo)準(zhǔn)比賽游泳池尺寸為50m×25m或50m×21m，兩端池壁自水面上30 cm至水面下80 cm范圍內(nèi)的長度誤差應(yīng)為[0．00，0．01]m。安裝自動計時觸板后，誤差也不得超出此范圍。

施工過程中工藝要求為：面磚鋪貼完成后檢測長度要求：50．025m ±0．002 m(允許精度極限誤差為±0．005m)。自動計時觸板厚度為確定值，一般在計時觸板安裝前測量游泳池長度，達(dá)到最終控制游泳池長度的目的。

三、測量方案

1．儀器設(shè)備

本項目投入的設(shè)備有全站儀、溫度計、濕度計、氣壓計等。全站儀標(biāo)稱精度為：一測回水平方向標(biāo)準(zhǔn)偏差0．5″，測距綜合標(biāo)準(zhǔn)差為1mm+1ppm。

2．施測方法

游泳池池壁為一豎直面，其上無法放置棱鏡，而反射片的測距精度隨激光入射角的變化而變化。通過制作“十”字觀測標(biāo)志，用A4復(fù)印紙打印，并用透明膠粘貼到池壁上，應(yīng)保證紙張緊貼池壁，由于紙張薄，可認(rèn)為觀測標(biāo)志與池壁在同一豎直面上。

在游泳池兩個短邊池壁上，隨機抽取5對測量檢測點(見圖1)，檢測點應(yīng)對稱，粘貼測量標(biāo)志。在長邊池壁中心連線上且靠近池壁處的A和B處設(shè)站，A和B點的選擇應(yīng)滿足基本的測量空間，設(shè)站應(yīng)嚴(yán)格置平，不用對中，腳架踩牢。假定 A(0，0)、B(s，0)，分別在A、B上測量各觀測點方位角及AB距離s，測量A和B之間的距離時，應(yīng)根據(jù)觀測時的氣象條件及時調(diào)整氣象參數(shù)，并進(jìn)行加常數(shù)的改正。本工程按分組觀測法觀測6個測回。

圖1

3．?dāng)?shù)據(jù)處理

檢查采集的數(shù)據(jù)，無誤后，計算各觀測點與AB、BA的夾角，根據(jù)AB之間的距離，借助AutoCAD繪制A、B及各觀測點相對關(guān)系圖。連接1、5繪制一條直線，其余8個觀測點作該直線的垂線，通過距離加或減，計算出5對檢測邊相對于該直線的垂距。

4．精度分析

前方交會法是求未知點P(見圖2)的坐標(biāo)：根據(jù)AB的觀測邊長S及觀測角α、β，先求AP的長度b及坐標(biāo)方位角αAP，然后按坐標(biāo)正算公式求P點坐標(biāo)。

圖2

假定 A(0，0)，B(0，s)由于

則

根據(jù)誤差傳播定律

游泳池長度L中誤差mL

表1為觀測6個測回，游泳池長度中誤差為0．000 8m，與前方交會形狀無關(guān)，精度滿足施工要求。

表1 不同圖形結(jié)構(gòu)點位和長度中誤差情況表

5．實例分析

在日照市游泳池距離測量中采用了此方法，面磚層鋪貼完成后長向距離檢測結(jié)果見表2。

表2m

檢測結(jié)果：面磚鋪貼完成后檢測基線長度最大為50．029m，最小為50．022m，檢測結(jié)果符合在面磚鋪貼完成后競賽池的長度要求(50．025±0．005m)。

四、結(jié)束語

本文基于日照游泳館特殊的作業(yè)空間而研究的一種游泳池長度測量方法，該方法大大降低了對周圍項目施工的影響及精度對周圍環(huán)境的依賴，提高了游泳池長度測量的精度和可靠性，解決了常規(guī)鋼尺或手持測距儀量距精度低、可靠性差等問題。通過在實踐應(yīng)用，取得了良好的效果。

[1]潘正風(fēng)，程效軍．?dāng)?shù)字測圖原理與方法[M]．武漢：武漢大學(xué)出版社，2011．