基于全站儀的道路縱斷面測量研究

王涵 李浩 陳培

摘要：隨著我國建設(shè)項(xiàng)目和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，全站儀已經(jīng)廣泛的應(yīng)用到我國建設(shè)項(xiàng)目之中，而且全站儀能夠完整的完成項(xiàng)目的全測量工作，它具備測量質(zhì)量高，效率高以及自動化程度高的優(yōu)勢，給建筑項(xiàng)目的發(fā)展帶來了很多的好處。本文以道路縱斷面測量為研究，對其在道路縱斷面的測量方法做了相關(guān)說明。以此，希望能夠在一定的程度上提高測量單位在利用全站儀對道路縱斷面測量時(shí)的測量水平，進(jìn)而保障項(xiàng)目道路的水平，提高道路的安全性。

關(guān)鍵詞：道路縱斷面;全站儀;測量;研究

一、前言

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，也促進(jìn)了建設(shè)項(xiàng)目的發(fā)展，比如說在道路縱斷面利用水準(zhǔn)儀器對道路進(jìn)行測量，至此，我國道路測量也開始向數(shù)字化的方向發(fā)展。現(xiàn)階段，我國使用的測量儀器有全站儀和 GNSS-RTK，很大的程度上促進(jìn)了建設(shè)項(xiàng)目測量技術(shù)的提高，尤其是在室外作業(yè)的測量數(shù)據(jù)獲取。通過RTK設(shè)備的使用，不僅操作簡單，而且還很容易獲取控制點(diǎn)的坐標(biāo)和高程，但從精度上來說，其精確度要比全站儀的精確度要低，其他的測量設(shè)備也一樣。因?yàn)槿緝x的測量精度高、效率快等等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已經(jīng)在建設(shè)項(xiàng)目中有廣泛的應(yīng)用。所以，本文對于全站儀在道路縱斷面的測量研究是非常有意義的。

二、道路縱斷面測量方法

1、道路縱斷面水準(zhǔn)儀測量

應(yīng)用水準(zhǔn)儀測量時(shí)，能夠在道路中測量出兩點(diǎn)的高差，但是需要工作人員來做記錄，還需要兩個(gè)豎立前尺和后尺的人來輔助，可見應(yīng)用水準(zhǔn)儀進(jìn)行測量時(shí)，至少需要四個(gè)人才能夠完成測量工作。而在道路縱斷面測量時(shí)，為了保證消除i角出現(xiàn)的誤差，就必須要在被測量的兩點(diǎn)中間架設(shè)水準(zhǔn)儀，測量獲得數(shù)據(jù)之后通過相關(guān)公式計(jì)算來獲得相鄰兩點(diǎn)的高差，最后才能夠繪制出縱斷面圖紙。從水準(zhǔn)儀的測量來看，其測量的過程較為繁瑣，在測量過程中容易出現(xiàn)一些誤差，但是其測量精度很高。

2、道路縱斷面GNSS-RTK技術(shù)測量

GNSS-RTK測量技術(shù)是GNSS和RTK兩種技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用，在用RTK進(jìn)行測量時(shí)，必須要在基準(zhǔn)站安裝一臺GNSS接收機(jī)，才能夠?qū)πl(wèi)星采取連續(xù)觀測的功能。在傳送過程中采取無線傳輸設(shè)備將觀測數(shù)據(jù)及基準(zhǔn)站坐標(biāo)信息傳輸?shù)搅鲃诱尽TK技術(shù)的所在區(qū)域覆蓋著多個(gè)GNSS基準(zhǔn)站，能夠?qū)τ脩舻慕邮諜C(jī)實(shí)施改正定位。但是RTK技術(shù)穩(wěn)定性不高，且其精度也較低。應(yīng)用RTK獲取每個(gè)樁點(diǎn)的坐標(biāo)和相關(guān)高程之后，就可以在CASS軟件中來繪制縱斷面圖紙。應(yīng)用RTK技術(shù)測量道路縱斷面，能夠有效減少工作量，也能夠有效提高工作效率。但是會受到天氣影響，導(dǎo)致信號接收不穩(wěn)定，或者接收不到信號。

3、道路縱斷面全站儀技術(shù)測量

隨著科學(xué)的發(fā)展，科學(xué)家將水準(zhǔn)儀和經(jīng)緯儀結(jié)合而發(fā)明了全站儀，它能夠有效對測量精度、高程以及距離測量，可以滿足測量的多種要求。而且現(xiàn)階段的全站儀技術(shù)能夠直接測量道路斷面的數(shù)據(jù)，不用通過計(jì)算。應(yīng)用水準(zhǔn)儀需要對視數(shù)要前視和后視，并需要施工人員進(jìn)行記錄，同時(shí)還要不停的更換地點(diǎn)和遷移站點(diǎn)，對于數(shù)據(jù)的處理就比較繁瑣。但全站儀完全能夠減少水準(zhǔn)儀測量出現(xiàn)的問題，它具有高校、自動化程度高的優(yōu)勢，而且能夠自動保存測量數(shù)據(jù)。全站儀還能夠?qū)Χ鄠€(gè)樁點(diǎn)進(jìn)行測量，后期繪圖也非常的方便。所以現(xiàn)階段，對道路縱斷面的測量還是以全站儀應(yīng)用比較多。如圖所示，施工人員正在對道路進(jìn)行測量。

三、測量區(qū)域測量儀器之間的關(guān)系

在對道路進(jìn)行測量時(shí)，需要對測量的地點(diǎn)和所選擇的儀器分析，選擇出合適的測量儀器，這樣才能夠清晰反映道路的具體情況，而且在測量道路選擇時(shí)，選擇坡度較大的作為測量樣點(diǎn)。

1、研究區(qū)介紹和測量儀器的選擇

在對全站儀在道路坡面的應(yīng)用分析時(shí)，筆者以一段道路為研究區(qū)，該段短路的具體情況如下：道路的坡度起伏較多，且剛施工不久，道路中的行人也不多，這也就減少了對測量過程的影響。針對該段道路的具體情況，筆者選擇的測量儀器為中緯ZT20型全站儀，因?yàn)樗軌蛲ㄟ^Windows界面來對數(shù)據(jù)觀測，而且還能夠類似于PC操作方法操作測量儀器，簡化了操作的過程。該機(jī)器有溫度傳感器，能夠?qū)Ξ?dāng)天的溫度實(shí)時(shí)測量，能夠?qū)囟戎貜?fù)進(jìn)行測量改正，進(jìn)而確保了測量的準(zhǔn)確性。而且ZT20測量儀器是通過了高進(jìn)度的角度測試，并且滿足2s儀器的精度要求，所以其測量質(zhì)量是非常高的，能夠有效的在室外展開測量工作。

2、測量方法與步驟

在選取的道路樣點(diǎn)中，本文截取了一段300m的道路為研究，在這段路采用全站儀進(jìn)行道路縱斷面的測量。在施工過程中需要兩個(gè)工作人員，一個(gè)負(fù)責(zé)豎立棱鏡，而另外一個(gè)負(fù)責(zé)觀測數(shù)據(jù)。全站儀對于數(shù)據(jù)的儲存操作方法非常簡單，也非常高效。根據(jù)道路的具體情況，在測量過程中本文設(shè)置了9個(gè)樁點(diǎn)，在道路的邊上設(shè)置了3個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)架設(shè)基站，這樣做的目的是為了能夠有效對全部壯點(diǎn)觀測。基平測量是樁點(diǎn)測量的施工前工作，是剪力路線的高程控制，也是日后碎步測量的依據(jù)。在對樁點(diǎn)測量時(shí)，一般其起始點(diǎn)的坐標(biāo)都是已經(jīng)知道的。

3、水準(zhǔn)點(diǎn)埋設(shè)要求

永久水準(zhǔn)點(diǎn)是建設(shè)和測量的控制依據(jù)。而工作的難易程度完全是由水準(zhǔn)點(diǎn)的埋設(shè)來決定的，所以必須要重視水準(zhǔn)點(diǎn)的埋設(shè)，應(yīng)遵循以下幾個(gè)原則。首先必須從長遠(yuǎn)的角度考慮水準(zhǔn)點(diǎn)的選擇，做好防護(hù)措施，防止其被破壞。而且水準(zhǔn)點(diǎn)的設(shè)計(jì)時(shí)為了方便引點(diǎn)，進(jìn)而有效的減少測量的工程量，也必須要符合相關(guān)的精度要求和規(guī)范。還要考慮通視的問題，盡量使最少的觀測站觀測到多個(gè)多個(gè)樁點(diǎn)，保證對樁點(diǎn)的精準(zhǔn)測量。對于樁點(diǎn)，也就是臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)的埋設(shè)要求要足夠清晰，保證樁點(diǎn)的個(gè)數(shù)要滿足要求，且其標(biāo)記要足夠清晰。

4、外業(yè)測量

外業(yè)測量屬于是一個(gè)比較關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，樁點(diǎn)和轉(zhuǎn)點(diǎn)測量工作要在水準(zhǔn)點(diǎn)埋設(shè)完成之后就要開始。在測量過程中，如果工作人員的操作違反相關(guān)規(guī)范或者受到當(dāng)?shù)貧夂蚝铜h(huán)境的影響，都會對測量的數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響。因此在室外測量時(shí)，要對天氣觀察，盡量選擇在晴天天氣，保障通視的質(zhì)量，一般時(shí)間選擇在早上的九點(diǎn)較為合適。同時(shí)，測量之后可以直接采用全站儀測得的坐標(biāo)點(diǎn)輸入CASS軟件中后就可以獲得道路縱斷面圖。

四、結(jié)束語

我國隨著經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展，建設(shè)項(xiàng)目也開始增多，同時(shí)對于測量儀器的使用也開始增多，全站儀的應(yīng)用也是一樣。應(yīng)用全站儀能夠有效的減少測量的工作量，提高測量的精準(zhǔn)度，而且能夠?qū)崿F(xiàn)自動化，高效促進(jìn)建設(shè)項(xiàng)目的發(fā)展。所以本文主要對全站儀在道路縱斷面的應(yīng)用進(jìn)行說明，也希望通過本文能夠給予相關(guān)企業(yè)一些幫助，提高其測量水平，進(jìn)而保障建設(shè)項(xiàng)目的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]凌青，周同弟，劉文君.RTK 技術(shù)在公路斷面測量中應(yīng)用 [J].工程技術(shù)研究，2017（12）：23-25

[2]劉智.數(shù)字地圖 在道路勘測世紀(jì)中的應(yīng)用[J].交通世界，2018（15）：52-53

[3]唐爭氣.道路驗(yàn)收斷面圖繪制與工程量計(jì)算研究與實(shí)現(xiàn)[J].工程建設(shè)，2017，49（2）：73-76

[4]桂仁，李明峰，張建帥.公路斷面測量內(nèi)業(yè)一體化處理技術(shù)研究[J].公路，2018（3）：48-52