實(shí)踐下的點(diǎn)放樣方法精度對比★

張 杰 賀清清 王 飛

(中國礦業(yè)大學(xué)環(huán)境與測繪學(xué)院，江蘇 徐州 221116)

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·測量·

實(shí)踐下的點(diǎn)放樣方法精度對比★

張 杰 賀清清 王 飛

(中國礦業(yè)大學(xué)環(huán)境與測繪學(xué)院，江蘇 徐州 221116)

通過實(shí)際測量，分析比較了幾種常用的放樣方法在放樣點(diǎn)平面位置及高程位置時(shí)的精度，并探討了測量數(shù)據(jù)的處理方法，得出的結(jié)論對施工放樣實(shí)踐工作有一定參考意義。

施工放樣，坐標(biāo)法，水準(zhǔn)儀，全站儀

在各類工程項(xiàng)目中，施工建設(shè)是十分重要的一環(huán)，建筑物關(guān)鍵點(diǎn)的實(shí)地測設(shè)又直接影響著工程的質(zhì)量[1,2]。現(xiàn)階段，涉及到施工建設(shè)的放樣工作仍很大程度上依賴著全站儀、水準(zhǔn)儀等實(shí)用型設(shè)備。常規(guī)的放樣方法雖然已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，但大多著重從理論上面進(jìn)行分析[3-6]，涉及實(shí)際工作的數(shù)據(jù)資料仍不夠詳實(shí)。本文采用建筑施工中常用的幾種放樣方法在實(shí)地中放樣相同設(shè)計(jì)點(diǎn)，將各放樣方法放樣出的點(diǎn)經(jīng)后續(xù)導(dǎo)線(水準(zhǔn))測量并進(jìn)行平差處理，并以平差值作為最終放樣點(diǎn)坐標(biāo)。此后，與設(shè)計(jì)值比對，進(jìn)行精度上的分析。目的在于在實(shí)際操作的基礎(chǔ)上，具體分析常用放樣方法的精度及其實(shí)用性，為相關(guān)施工放樣工作在放樣方法的選擇上提供參考。

1 控制網(wǎng)的布設(shè)與測量及放樣點(diǎn)設(shè)計(jì)

1.1 控制網(wǎng)布設(shè)與測量

根據(jù)實(shí)際情況，為保證實(shí)驗(yàn)的精度要求且便于研究，控制網(wǎng)采用圖形強(qiáng)度高、點(diǎn)位精度均勻的中心多邊形邊角網(wǎng)(中心四邊形)，并采用獨(dú)立的坐標(biāo)系。對其用2″級的南方NTS372型全站儀按一級小三角的要求進(jìn)行施測，每站水平角觀測四個(gè)測回，距離采用對象觀測法，往返各測一測回。最終對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行平差處理，控制網(wǎng)中平均邊長為236.215 m，最大邊長比例誤差為63 134。

1.2 放樣點(diǎn)位設(shè)計(jì)

考慮到實(shí)際情況，這次設(shè)計(jì)將點(diǎn)的高程放樣和平面放樣分開進(jìn)行。

平面點(diǎn)方面，根據(jù)實(shí)測完成的控制網(wǎng)及實(shí)際地形，在CAD中設(shè)計(jì)出放樣的圖形為兩個(gè)邊長分別為50 m和25 m的正八邊形，共16個(gè)點(diǎn)，點(diǎn)號從P1到P16，如圖1所示。

高程點(diǎn)方面，放樣的場地選定在山西省大同市礦區(qū)某校區(qū)，控制點(diǎn)采用校園內(nèi)部已知點(diǎn)，按設(shè)計(jì)要求，放樣選點(diǎn)間盡量使得高程起伏較大。水準(zhǔn)點(diǎn)放樣共設(shè)計(jì)9個(gè)點(diǎn)，點(diǎn)號從G1到G9，如圖2所示。

2 設(shè)計(jì)點(diǎn)的平面位置與高程位置放樣

2.1 點(diǎn)的平面位置放樣比較

依次采用坐標(biāo)法、角度交會法、距離交會法和極坐標(biāo)法放樣設(shè)計(jì)點(diǎn)。為了保證放樣點(diǎn)位的準(zhǔn)確性，采用“隨放隨測”的辦法來避免點(diǎn)位移動(dòng)。在放樣出來的點(diǎn)構(gòu)成的八邊形上按三級導(dǎo)線進(jìn)行測量(實(shí)驗(yàn)中角度和距離均用南方NTS372施測兩個(gè)測回)，經(jīng)過整體平差處理后將平差后的結(jié)果作為各點(diǎn)實(shí)際放樣值。在放樣過程中，儀器均選用南方NTS372型全站儀配合南方棱鏡常數(shù)為-30 mm的單頭棱鏡。

具體實(shí)施過程如下(以坐標(biāo)法為例)：選定合適的測站點(diǎn)和后視點(diǎn)，設(shè)置好儀器后，先對部分設(shè)計(jì)點(diǎn)進(jìn)行放樣(如大八邊形)，然后對放樣的八邊形做導(dǎo)線測量。此外，要選定八邊形中兩個(gè)點(diǎn)與控制網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)測，將其作為八邊形平差時(shí)的已知點(diǎn)。一般對放樣點(diǎn)與控制網(wǎng)中另外兩已知點(diǎn)構(gòu)成的三角形進(jìn)行邊角測量，然后再平差求得該放樣點(diǎn)坐標(biāo)。按這樣的步驟再進(jìn)行剩余點(diǎn)的放樣、平差數(shù)據(jù)的采集等工作。

其他幾種放樣方法的程序也如上所述，這里不再贅述。放樣中使用儀器的2C值經(jīng)檢驗(yàn)均小于5″，角度放樣時(shí)均采用儀器盤左(順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng))，距離也選用盤左施測。

2.2 點(diǎn)的高程位置放樣比較

點(diǎn)的高程放樣采用兩種方法：水準(zhǔn)儀法和全站儀無儀器高法。

放樣時(shí)，先用水準(zhǔn)儀法放樣設(shè)計(jì)點(diǎn)高程，然后對放樣出來的點(diǎn)按四等閉合水準(zhǔn)路線測量，將平差后結(jié)果作為各放樣點(diǎn)實(shí)際值。

全站儀無儀器高法放樣流程與水準(zhǔn)儀法相似，放樣出來的點(diǎn)仍用水準(zhǔn)儀作閉合水準(zhǔn)路線測量。

3 數(shù)據(jù)處理及分析

在現(xiàn)有的測量數(shù)據(jù)平差中，常用的有清華三維平差軟件、武漢大學(xué)的科傻地面控制測量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、南方的平差易等軟件，實(shí)際上，經(jīng)對比分析，發(fā)現(xiàn)各軟件處理的方差存在差異，處理結(jié)果也會存在不同。在針對無定向閉合導(dǎo)線的平差處理時(shí)，前兩款軟件均會出現(xiàn)構(gòu)網(wǎng)混亂的情況，致使無法完成平差。在南方平差易中，通過調(diào)整平差點(diǎn)的順序，多次調(diào)用其“無定向?qū)Ь€坐標(biāo)推算”功能，最終實(shí)現(xiàn)了各導(dǎo)線網(wǎng)平差。對平差后的成果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到表1數(shù)據(jù)。

表1 各放樣方法放樣點(diǎn)與設(shè)計(jì)值位移

表2 平面各放樣方法放樣點(diǎn)與設(shè)計(jì)點(diǎn)差值分布百分比 %

表3 水準(zhǔn)儀法和全站儀法放樣點(diǎn)高程及其實(shí)際值

據(jù)表1和表2可以發(fā)現(xiàn)，坐標(biāo)法和極坐標(biāo)法的放樣點(diǎn)位精度均勻，整體精度較高；而角度交會法和距離交會法的放樣點(diǎn)位精度

則表現(xiàn)出較大的波動(dòng)。以角度交會法為例，其放樣點(diǎn)位精度大于2 cm的占31.2%，放樣點(diǎn)位誤差最大約4 cm，實(shí)際操作中也發(fā)現(xiàn)，使用該方法的放樣過程繁瑣，效率低，高精度的放樣結(jié)果需要作業(yè)人員的反復(fù)操作。

表4 高程各放樣方法放樣點(diǎn)與設(shè)計(jì)點(diǎn)差值分布百分比及水準(zhǔn)路線閉合差

通過對水準(zhǔn)儀法和全站儀法進(jìn)行比較，結(jié)合表3和表4可以明顯的看出運(yùn)用水準(zhǔn)儀在高程放樣中精度很高，實(shí)際操作中也發(fā)現(xiàn)將全站儀用于高程放樣時(shí)，在地形起伏較大的區(qū)域作業(yè)時(shí)，效率方面有很大優(yōu)勢。

4 結(jié)語

1)坐標(biāo)法放樣點(diǎn)平面位置、水準(zhǔn)儀法放樣點(diǎn)高程位置之所以應(yīng)用廣泛，不只是因?yàn)槠洳僮骱唵巍⒎艠有矢撸驗(yàn)槠淇蛇_(dá)到很高的精度，在本次實(shí)驗(yàn)中其放樣點(diǎn)位精度均分別優(yōu)于2 cm和5 mm。

2)角度交會法、距離交會法則作為對坐標(biāo)法放樣的一個(gè)補(bǔ)充，可較好地解決放樣點(diǎn)位距離較遠(yuǎn)、相鄰控制點(diǎn)存在通視障礙或相距太遠(yuǎn)等問題。而通過實(shí)際操作也發(fā)現(xiàn)，這兩種方法的作業(yè)效率并不高，點(diǎn)位精度波動(dòng)明顯，反復(fù)仔細(xì)的操作是保證精度的關(guān)鍵。

3)四種點(diǎn)平面位置放樣方法的放樣精度均滿足CJJ/T 8—2011城市測量規(guī)范[7]四等及以下各級控制點(diǎn)位精度要求和大比例尺數(shù)字化測圖及一般施工放樣精度要求[3]。

4)全站儀無儀器高法用于高程放樣時(shí)，相對于用水準(zhǔn)儀放樣，雖然精度不太高，但是其在高差起伏較大的施工中優(yōu)勢明顯。

[1] 陳宗佩,王振軍.工程建筑物測量放樣精度標(biāo)準(zhǔn)的探討[J].測繪通報(bào),2007(4):10-12，16.

[2] 張 民.關(guān)于工程測繪質(zhì)量控制措施的探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2014(2):209.

[3] 李 巍.常用全站儀放樣方法及精度分析[J].測繪通報(bào)，2012(5)：29-32.

[4] 田林亞,周照明,滕 松.四種常用坐標(biāo)測量方法的精度對比[J].測繪工程,2009,18(6):37-39.

[5] 李 琪.前方交會放樣精度與圖形關(guān)系的探討[J].山西建筑,2011，37(17):200-201.

[6] 雷 勇,王澤成.畢節(jié)學(xué)院建筑工程樓施工放樣精度保證[J].測繪與空間地理信息,2015(1):88-90.

[7] CJJ/T 8—2011，城市測量規(guī)范[S].

Precise contrast for the methods of point laying-out based on practice★

Zhang Jie He Qingqing Wang Fei

(SchoolofEnvironmentScienceandSpaticalInformatics,ChinaUniversityofMiningandTechnology,Xuzhou221116,China)

Through the actual measurement, the differences of precision between some methods which are commonly used in construction lofting are compared, ranging from horizontal position to elevations position. Explores the treatment methods for the measurement data. The results can give reference to the similar engineering and is convenient for application in practical engineering.

construction lofting, coordinate method, level, total station

1009-6825(2016)16-0216-02

2016-03-26★：江蘇高校優(yōu)勢學(xué)科建設(shè)工程資助項(xiàng)目(項(xiàng)目編號：SZBF2011-6-B35)

張 杰(1992- )，男，在讀碩士； 賀清清(1991- )，男，在讀碩士； 王 飛(1992- )，男，在讀碩士

TU198

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