基于全站儀的道路縱斷面測(cè)量研究

王涵 李浩 陳培

摘要：隨著我國(guó)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(guó)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(cè)量工作，它具備測(cè)量質(zhì)量高，效率高以及自動(dòng)化程度高的優(yōu)勢(shì)，給建筑項(xiàng)目的發(fā)展帶來(lái)了很多的好處。本文以道路縱斷面測(cè)量為研究，對(duì)其在道路縱斷面的測(cè)量方法做了相關(guān)說(shuō)明。以此，希望能夠在一定的程度上提高測(cè)量單位在利用全站儀對(duì)道路縱斷面測(cè)量時(shí)的測(cè)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(cè)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(shuō)在道路縱斷面利用水準(zhǔn)儀器對(duì)道路進(jìn)行測(cè)量，至此，我國(guó)道路測(cè)量也開(kāi)始向數(shù)字化的方向發(fā)展。現(xiàn)階段，我國(guó)使用的測(cè)量?jī)x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(cè)量技術(shù)的提高，尤其是在室外作業(yè)的測(cè)量數(shù)據(jù)獲取。通過(guò)RTK設(shè)備的使用，不僅操作簡(jiǎn)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(lái)說(shuō)，其精確度要比全站儀的精確度要低，其他的測(cè)量設(shè)備也一樣。因?yàn)槿緝x的測(cè)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(duì)于全站儀在道路縱斷面的測(cè)量研究是非常有意義的。

二、道路縱斷面測(cè)量方法

1、道路縱斷面水準(zhǔn)儀測(cè)量

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

2、道路縱斷面GNSS-RTK技術(shù)測(cè)量

GNSS-RTK測(cè)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(cè)量時(shí)，必須要在基準(zhǔn)站安裝一臺(tái)GNSS接收機(jī)，才能夠?qū)πl(wèi)星采取連續(xù)觀測(cè)的功能。在傳送過(guò)程中采取無(wú)線傳輸設(shè)備將觀測(cè)數(shù)據(jù)及基準(zhǔn)站坐標(biāo)信息傳輸?shù)搅鲃?dòng)站。RTK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(lái)繪制縱斷面圖紙。應(yīng)用RTK技術(shù)測(cè)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(huì)受到天氣影響，導(dǎo)致信號(hào)接收不穩(wěn)定，或者接收不到信號(hào)。

3、道路縱斷面全站儀技術(shù)測(cè)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(duì)測(cè)量精度、高程以及距離測(cè)量，可以滿足測(cè)量的多種要求。而且現(xiàn)階段的全站儀技術(shù)能夠直接測(cè)量道路斷面的數(shù)據(jù)，不用通過(guò)計(jì)算。應(yīng)用水準(zhǔn)儀需要對(duì)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(duì)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(cè)量出現(xiàn)的問(wèn)題，它具有高校、自動(dòng)化程度高的優(yōu)勢(shì)，而且能夠自動(dòng)保存測(cè)量數(shù)據(jù)。全站儀還能夠?qū)Χ鄠€(gè)樁點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，后期繪圖也非常的方便。所以現(xiàn)階段，對(duì)道路縱斷面的測(cè)量還是以全站儀應(yīng)用比較多。如圖所示，施工人員正在對(duì)道路進(jìn)行測(cè)量。

三、測(cè)量區(qū)域測(cè)量?jī)x器之間的關(guān)系

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

1、研究區(qū)介紹和測(cè)量?jī)x器的選擇

在對(duì)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(duì)測(cè)量過(guò)程的影響。針對(duì)該段道路的具體情況，筆者選擇的測(cè)量?jī)x器為中緯ZT20型全站儀，因?yàn)樗軌蛲ㄟ^(guò)Windows界面來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)觀測(cè)，而且還能夠類(lèi)似于PC操作方法操作測(cè)量?jī)x器，簡(jiǎn)化了操作的過(guò)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(cè)量，能夠?qū)囟戎貜?fù)進(jìn)行測(cè)量改正，進(jìn)而確保了測(cè)量的準(zhǔn)確性。而且ZT20測(cè)量?jī)x器是通過(guò)了高進(jìn)度的角度測(cè)試，并且滿足2s儀器的精度要求，所以其測(cè)量質(zhì)量是非常高的，能夠有效的在室外展開(kāi)測(cè)量工作。

2、測(cè)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(cè)量。在施工過(guò)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(cè)數(shù)據(jù)。全站儀對(duì)于數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存操作方法非常簡(jiǎn)單，也非常高效。根據(jù)道路的具體情況，在測(cè)量過(guò)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(duì)全部壯點(diǎn)觀測(cè)?；綔y(cè)量是樁點(diǎn)測(cè)量的施工前工作，是剪力路線的高程控制，也是日后碎步測(cè)量的依據(jù)。在對(duì)樁點(diǎn)測(cè)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(cè)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(lái)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(zhǎng)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(cè)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(wèn)題，盡量使最少的觀測(cè)站觀測(cè)到多個(gè)多個(gè)樁點(diǎn)，保證對(duì)樁點(diǎn)的精準(zhǔn)測(cè)量。對(duì)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(cè)量

外業(yè)測(cè)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(cè)量工作要在水準(zhǔn)點(diǎn)埋設(shè)完成之后就要開(kāi)始。在測(cè)量過(guò)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(huì)對(duì)測(cè)量的數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響。因此在室外測(cè)量時(shí)，要對(duì)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(cè)量之后可以直接采用全站儀測(cè)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(yǔ)

我國(guó)隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，建設(shè)項(xiàng)目也開(kāi)始增多，同時(shí)對(duì)于測(cè)量?jī)x器的使用也開(kāi)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(cè)量的工作量，提高測(cè)量的精準(zhǔn)度，而且能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化，高效促進(jìn)建設(shè)項(xiàng)目的發(fā)展。所以本文主要對(duì)全站儀在道路縱斷面的應(yīng)用進(jìn)行說(shuō)明，也希望通過(guò)本文能夠給予相關(guān)企業(yè)一些幫助，提高其測(cè)量水平，進(jìn)而保障建設(shè)項(xiàng)目的質(zhì)量。

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