山區(qū)高速公路全站儀橫斷面測(cè)量方法淺析

摘 要：本文介紹了幾種山區(qū)高速公路全站儀橫斷面測(cè)量的方法，充分應(yīng)用了全站儀的內(nèi)置程序和斷面處理程序，進(jìn)行快速的橫斷面測(cè)量與數(shù)據(jù)處理。

關(guān)鍵詞：高速公路 全站儀測(cè)量 橫斷面測(cè)量

中圖分類號(hào)：U412 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）04（b）-0045-01

為了正確統(tǒng)計(jì)土石方量，在高速公路的勘測(cè)設(shè)計(jì)階段和施工階段都要對(duì)線路的橫斷面進(jìn)行測(cè)量。傳統(tǒng)的橫斷面測(cè)量方法有水準(zhǔn)儀皮尺法、橫斷面儀法、經(jīng)緯儀視距法等。而山區(qū)的高速公路，由于高差大，通視條件差，路基寬度大，橫斷面密度大，這些傳統(tǒng)的測(cè)量方法，進(jìn)行快速高精度的橫斷面測(cè)量比較困難。隨著科技的進(jìn)步，測(cè)量設(shè)備在向著電子化，自動(dòng)化方向發(fā)展，近些年出現(xiàn)的全站儀和GPS大大提高了測(cè)量的效率和精度。全站儀作為目前普及率最高的測(cè)量?jī)x器，由于設(shè)站靈活、內(nèi)置程序可以輔助測(cè)量，在山區(qū)高速公路橫斷面測(cè)量中發(fā)揮了重要作用。下面就分析幾種在山區(qū)高速公路橫斷面測(cè)量中使用的全站儀橫斷面測(cè)量方法。

1 全站儀橫斷面測(cè)量方法

1.1 計(jì)算器輔助法

在測(cè)量前先計(jì)算出所測(cè)橫斷面的中樁點(diǎn)坐標(biāo)和線路法線方向，如果是直線段，則可以只計(jì)算一個(gè)里程的中樁點(diǎn)坐標(biāo)和線路法線方向。編程計(jì)算器編寫坐標(biāo)轉(zhuǎn)換程序，將施工坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為以中樁為中心的斷面坐標(biāo)。則每個(gè)斷面測(cè)點(diǎn)在斷面坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為：

L=S×COS（J-U）

D=S×SIN（J-U）

J為中樁到測(cè)點(diǎn)的方位角，U為斷面法線方位角。

D用于修正斷面的橫向精度，也用于多斷面測(cè)量的間隔值。

在測(cè)量時(shí)，將實(shí)測(cè)坐標(biāo)輸入計(jì)算器，計(jì)算出L、D值，如果值大于0.1 m，進(jìn)行點(diǎn)位移動(dòng)，直到滿足要求，然后將點(diǎn)號(hào)按照斷面編號(hào)，記錄在全站儀的內(nèi)存里。

此種方法，適合于沒有內(nèi)置程序的拓普康全站儀和部分國產(chǎn)全站儀。此種方法優(yōu)點(diǎn)是設(shè)站靈活，在山區(qū)可以找平坦的至高點(diǎn)設(shè)站，缺點(diǎn)是手工計(jì)算速度慢，效率不高（如圖1）。

1.2 內(nèi)置參考線程序輔助法

全站儀內(nèi)置的參考線程序一般作為放樣規(guī)則的結(jié)構(gòu)物比較方便，只要知道各點(diǎn)之間的相互關(guān)系，不用每個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)都輸入就可以進(jìn)行放樣。此程序也可應(yīng)用于線路橫斷面的測(cè)量。全站儀建好站后，進(jìn)入?yún)⒖季€程序，首先提示輸入第一個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)，輸入斷面的中樁坐標(biāo)，然后輸入第二點(diǎn)坐標(biāo)，輸入斷面橫向的一個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)，一般要輸中樁右側(cè)的點(diǎn)。對(duì)準(zhǔn)棱鏡進(jìn)行測(cè)距后，直接顯示的是offs值和line值。offs為offset的簡(jiǎn)寫，是點(diǎn)位偏移參考線的距離，line值為在參考線上到中樁的距離。根據(jù)offs的大小移動(dòng)棱鏡，直到符合規(guī)范要求，進(jìn)行記錄。直線上可只進(jìn)行一次參考線設(shè)置，曲線上要每個(gè)斷面都要進(jìn)行參考線設(shè)置。

此方法適合于有內(nèi)置程序的萊卡TPS700＼800系列等的全站儀。此方法優(yōu)點(diǎn)是儀器自動(dòng)計(jì)算偏差值，效率較高，測(cè)點(diǎn)速度快，缺點(diǎn)是在曲線段每次只能測(cè)一個(gè)斷面，斷面數(shù)據(jù)需要提前輸入儀器中，現(xiàn)場(chǎng)加測(cè)斷面困難。

1.3 內(nèi)置線路程序輔助法

全站儀應(yīng)用十幾年來，全站儀測(cè)量技術(shù)在不斷的發(fā)展，越來越多的程序被開發(fā)出來，減輕了測(cè)量人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。利用全站儀內(nèi)置的線路程序，可以測(cè)出任一點(diǎn)的里程和到中樁的距離，同時(shí)也可應(yīng)用到橫斷面的測(cè)量中。全站儀內(nèi)置的線路程序，應(yīng)用前先進(jìn)行線路定義，輸入線路起點(diǎn)、主點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)以及半徑等曲線要素。線形有直線、圓曲和緩曲，半徑就輸此點(diǎn)的半徑，按照左負(fù)右正輸入，直線的半徑格式為±99999999.999。

線路定義完成后，進(jìn)入橫斷面測(cè)量子程序，先將所測(cè)斷面里程輸入儀器，再編輯點(diǎn)號(hào)，測(cè)完一個(gè)點(diǎn)后查看“△里程”，如果值大于規(guī)范，即進(jìn)行位置調(diào)整，重新測(cè)量，直到合格后進(jìn)行記錄存儲(chǔ)于儀器內(nèi)。可以每個(gè)斷面輸一下里程，也可以只輸一個(gè)斷面里程，其他的斷面用“△里程”進(jìn)行控制。每次輸入的斷面里程數(shù)據(jù)都是單獨(dú)存儲(chǔ)的，外業(yè)完成后，將數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)線傳入電腦中，生成后綴為*.OBS的文件。格式為：

>>34265.000，589.862

1，-10.244，2.946，4013091.720，476993.632，592.808

各數(shù)據(jù)含義分別為樁號(hào)，設(shè)計(jì)高程，點(diǎn)號(hào)，橫向差值，高程差值，X、Y坐標(biāo)，高程。

利用電腦上配套的斷面測(cè)量軟件，編輯路基設(shè)計(jì)斷面。然后將實(shí)測(cè)斷面和設(shè)計(jì)斷面加載于一起，即可自動(dòng)計(jì)算出本斷面的填挖方量。選擇要輸出的斷面樁號(hào)，生成CAD格式斷面圖，進(jìn)行編輯。

在一些品牌的全站儀都已經(jīng)內(nèi)置了類似的測(cè)量程序，可進(jìn)行橫斷面的測(cè)量，線路邊坡的放樣等。此種方法測(cè)量速度快，自動(dòng)化程度高，在山區(qū)高速公路測(cè)中會(huì)有越來越多的應(yīng)用。

2 結(jié)語

利用全站儀進(jìn)行橫斷測(cè)量時(shí)，配備兩個(gè)鏡站，分別從兩端到中間施測(cè)，同時(shí)配備1～2個(gè)定向人員可提高測(cè)量速度，具有紅外測(cè)距功能的儀器，在植被較少的地方，能減少鏡站的作業(yè)強(qiáng)度，一些隱蔽點(diǎn)和遮擋點(diǎn)的測(cè)量，可用GPS配合進(jìn)行。山區(qū)高速公路由于其地形的特殊性，使得全站儀成為最有效的橫斷面測(cè)量工具，再配合內(nèi)業(yè)的程序，可快速的進(jìn)行土方量的計(jì)算。

參考文獻(xiàn)

[1]紀(jì)明喜.工程測(cè)量[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2004：212-214.

[2]JTG C10—2007[S].公路勘測(cè)規(guī)范：39-40.

[3]顧孝烈，鮑峰，程效軍，等.測(cè)量學(xué)[M].上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2006：320-323.