全站仪在各种工程施工放样中的应用.doc

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1、摘要近年来，随着一些新技术的广泛应用，全站仪这种具有测量无接触、实时、自动、高精度等优越性能的仪器，已逐步被应用到各类工程的施工放样的工作中，了解全站仪的原理、特点与应用知识，对工程施工测量工作具有重要的意义。本文结合全站仪的特点与工作原理，浅谈了全站仪在道路工程、地下管线工程、建筑工程、桥梁工程、井下工程、水利与堤防工程中施工放样的应用，根据不同的工程特点运用不同的方法放样出所需的工程点位，以与一样工程中不同的放样方法，有些方法结合实例给出，从而满足不同的放样精度要求，使全站仪的使用仅不仅仅限于几项常用的功能，尽可能多的发挥出全部性能。正确的全站仪使用方法可以极降低工程施工技术人员的劳动强度

2、, 可以提高了施工人员的劳动效率,同时也可以大大降低工程的成本。对充分发挥全站仪在工程施工放样中的作用作一些必要的帮助 。关键词： 全站仪 施工放样 放样精度 三角高程AbstractIn recent years, with the wide application of new technology of total station instrument with this measurement, non-contact, real-time, automatic, high precision and superior performance of the instrument, ha

3、s gradually been applied to various types of Engineering Construction Setting-out work, understanding of total station instrument principle, characteristics and application of knowledge, construction survey is important meaning of. In this paper the characteristic and working principle of total stat

4、ion instrument, of the total station instrument in road engineering, underground pipeline engineering, construction engineering, bridge engineering, underground engineering, water conservancy and levee construction lofting applications, according to the different characteristics of engineering use d

5、ifferent methods for setting out the required engineering point, and the same in different engineering lofting method, some methods with examples given, so as to meet the needs of different lofting accuracy requirements, so that the total station instrument use is not limited to several commonly use

6、d functions, as much as possible to play a full performance. The correct total station using the method can greatly reduce the construction and technical personnels labor intensity, can improve the construction personnel labor efficiency, but also can greatly reduce the cost of the project. To make

7、full use of the total station instrument in engineering construction loftings role in making the necessary help.Key words: Totalstation ；Construction lofting ；Lofting accuracy；Trigonometric leveling目录1 引言111 本课题研究问题的提出112 国外研究现状113 课题研究的目的与应用价值22 全站仪放样的特点与主要放样功能32.1 全站仪的主要特点32.2 全站仪的主要放样功能32.2.1.全站仪

8、放样已知方向的长度32.2.2 全站仪放样已知角度42.2.3 全站仪放样高程点52.2.4 全站仪坐标放样62.3 本章小结73 全站仪在工程中的施工放样的应用93.1 全站仪在道路工程的施工放样93.1.1 利用全站仪任意设站放样道路曲线原理93.1.2 全站仪坐标法放样在道路曲线放样测量中的应用123.1.3 全站仪在路基施工中放样143.2 全站仪在地下管线工程中施工放样放样163.2.1 全站仪参考线测量放样方法的原理163.3 全站仪在建筑工程中的施工放样173.3.1 全站仪在建筑工程平面施工放样定位173.3.2 全站仪在建筑工程中高程施工放样定位193.4 全站仪在桥梁工程施

9、工放样213.4.1 全站仪在桥梁测量工程施工放线中的应用223.5 全站仪在井下下工程中施工放样的应用243.5.1 矿山斜井快速准确的测量放样方法243.5.2 全站仪运用三角高程进行放样263.6 全站仪在水利工程中施工放样的一般方法273.6.1 数据采集操作说明273.6.2 数据管理283.6.3 利用全站仪进行中线测量293.6.4 利用全站仪进行高程放样定位293.7 全站仪在堤防工程中的施工放样333.7.1 全站仪在堤防工程中的施工放样一般方法333.8 本章小结384 全站仪在工程中应用实例分析394.1 道路工程中曲线放样394.2 南海石化地下管线放样中的应用414.

10、2.1 操作步骤424.2.2 弯头的放样方法434.3 建筑楼层架设全站仪进行施工放样454.4 用全站仪测量放样桥梁墩、台的方法464.4.1 桥梁墩、台中心点位置的放样与校核464.4.2 桥梁墩、台中心线的放样与校核474.5 全站仪平距放样在井下的具体应用484.6 本章小结495 结语51致53参考文献5551 / 571 引言11 本课题研究问题的提出新中国成立以来，我国经济发展很快，特别是党的十一届三中全会以来，我国经济更是目新月异，经济的发展带动各项工程的建设，现代工程在建设过程中,经常是在图纸设计好以后,才进行建设施工。在施工前测量人员需把一些工程的点、线放样到实地中去,然

11、后根据工程点、线的位置才可进行施工。在一些建筑工程建设过程中也需把一些工程点、线放样到实地中去。近年来随着全站仪技术的进步与价格不断的下调，它在工程施工建设方面得到了广泛的应用，在各类建设中，发挥了重要的作用。全站仪是一种能在一个测站上完成所有测量工作的高精度测量的仪器，除了能自动测距、测角外，还能进行平距、高程、坐标的计算，进行放样。传统的施工方法，往往采用常规经纬仪测设的方法，不仅效率低下，而且产生的误差较大。全站仪的应用已是相当普遍,无论是数字化测图, 还是施工放样, 全站仪都是非常简捷、高效的应用工具。但是, 由于受到经纬仪时代传统测量的影响, 加之对全站仪的功能不甚了解, 因而在很多

12、情况下, 全站仪只是当作高价的经纬仪而使用, 并不能对其灵活运用。采用全站仪施工放样，如果采用正确的方法会起到事半功倍的效果。综上说述，对全站仪特点、功能与一些简便放样的方法的了解掌握是非常必要的。12 国外研究现状由于全球经济迅速发展，各类工程的建设都已增加，全站仪目前已成为各国各测绘单位的一种必需测量设备。全站仪的工作原理是一样的，有些国家总体实力比较好，仪器先进，全站仪使用的方法非常好，运用较好的方法，与降低了经济成本，又满足了精度要求，但是有些实力比较落后的国家没有先进的仪器，使用的仪器性能非常不稳定，也没有研究全站仪正确的使用方法，没有达到良好的效果，浪费了大量的人力物力。日本在全站

13、仪性能研究、使用方法研究比其他的一些国家要先进的多，取得了很好的效果。本文主要研究的容有：全站仪的主要特点、功能，在不同的工程放样中的应用，与传统的放样法相比具有的一些优势。尽可能多的介绍全站仪的功能的运用，各类工程中点位，曲线放样的一般方法，以与运用全站仪的坐标放样法、极坐标放样法、距离交会法、角度交会法、自由设站法等放样方法在各类工程中的应用与什么场合中运用最简便、最经济、成本最低。13 课题研究的目的与应用价值如果能充分发挥全站仪的功能, 不仅可以提高工作的效率, 而且还能够避免一些人为错误的发生, 起到事半功倍的效果。传统的测量工作一般需要几种测量仪器配合来承担，至少需要两种测量仪器才

14、能完成一点的测量工作，而且需要移动站点（转点），费时费力；而全站仪在一个站点就可以完成控点围的所有测量工作。尤其在高程测量上，全站仪的一站可以完成传统水准仪10 站乃至50 站的工作，且避免了因转点而引起的误差累积。因此，对放样同样任务的工作，“全站仪”比“传统测量仪器”可节省2/3的时间，人力可节省1/2。随着全站仪的普与使用, 采用全站仪放样, 灵活、快捷,放样精度比较高，测量围广。可以大大的降低生产成本。2 全站仪放样的特点与主要放样功能2.1 全站仪的主要特点全站仪可与电子计算机配合使用，以实现工作的高效性。其优越性主要表现在:作业面相对高差限制大大缩小，一般高差在150m 以（要正确

15、设置大气常数），其水准测量能满足四等水准精度，这一高差基本上能满足各种大中型工程的要求；訪其粗略放样半径可达2000m以上（根据仪器的不同，其视距将有所不同）；无需钢尺量距；测距速度快（测距2000m 只需2s，在其测距围也只需2s）；設业计算简单；訮尤其在采用坐标放样时，更显其优越性，其角差和放样边长都会显示在仪器屏幕上，操作尤为方便。传统的测量工作一般需要几种测量仪器配合来承担，至少需要两种测量仪器才能完成一点的测量工作，而且需要移动站点（转点），费时费力；而全站仪在一个站点就可以完成控点围的所有测量工作。尤其在高程测量上，全站仪的一站可以完成传统水准仪10 站乃至50 站的工作，且避免了

16、因转点而引起的误差累积。因此，对放样同样任务的工作，“全站仪”比“传统测量仪器”可节省2/3 时间，人力可节省1/2。2.2 全站仪的主要放样功能2.2.1.全站仪放样已知方向的长度由于全站仪一般都具有斜距换算平距功能。因此,使用全站仪放样长度的方法很简单。具体步骤可如下:（1)首先安置全站仪于A 点,照准放样方向B ,将温度、湿度、气压与各种参数输入全站仪中。（2)在目标方向线AB 上(全站仪用跟踪测量方式) 移动反光镜,当全站仪平距显示为待放样距离S 时,固定反光镜,整平后,松开制动螺旋,在三角架上平移反光镜到目标方向、并使显示器为待放样值S 为止,固定反光镜。（3)将反光镜中心投影到地面

17、上定一点,此点即为持定点。其距离为近似的放样值S 。（4)若要求放样长度精度较高时,在上述放样后,用归化法进行改正。在点精确安置反光镜,用全站仪测量该距离,其值为,差值为()。（5)在AB 方向线上, 按S 的符号,向前(后) 量取S ,定点P ,则P 点为最终点位, AP=S 。2.2.2 全站仪放样已知角度在一些建筑工程建设过程中,经常需根据已知方向放样出一直角或任意角度,其具体步骤可如下:（1)如图2-1所示安置全站仪于A 点,将温度、湿度、气压与各种参数输入全站仪中。在B 点(已知方向点) 安置反光镜。（2)照准反光镜B ,并使仪器显示角值为00000。（3)顺时针转动照准部(也使全站

18、仪用跟踪测量方式) 瞄准另一反光镜(可用单杆棱镜) ,移动这面反光镜,直到全站仪显示器显示角值为放样的角值() ,固定反光镜,将反光镜中心投影到地面上定一点P ,则A P 方向即为要放样的方向（4)若要求放样的角值精度较高时,在上述放样后,可认为第次放样的位置为P(如图2-1所示) 。（5)用全站仪精确测量BA P=,并测量距离SA P= S ,若放样的角值为, 则计算 = - , q =/ S (=206 265)图 2-1 角度放样原理Fig.2-1angle setting-out principle（6)经过计算求出q 值,则在P点上作A P垂线,在垂线上量q 值,则BAP 即为要放样

19、的角值。2.2.3 全站仪放样高程点全站仪放样高程点一般较复杂一点,如放样建筑工程场地的0 水准点。假设建筑工程场地附近有一已知高程点A ,其高程为HA ,放样的高程点高程为HP ,则放样步骤如下:(1)如图2-2所示安置全站仪于A 点,量仪器高,将温度、湿度、气压与各种参数输入全站仪中。图2-2 放样高程点Fig.2-2lofting elevation point（2)在放样的地方安置反光镜,测出反光镜的镜上中心高程,并计算h = -。（3)从反光镜的镜上中心向上(下) 量取h 定出一点P,则此点即为要放样的高程点。（4)若要求放样的高程精度较高时,在上述放样后,可对P点进行改正,如图4

20、所示用全站仪精确测P点的高程为HP, 计算:-=。（5)从P向上(下) 量取H ,定出的点P ,即为要精确放样的高程点P。2.2.4 全站仪坐标放样在已知坐标点上，架仪器，整平对中。开机初始设定，选择坐标放样程序，输入测站点坐标（架仪器点坐标），输入另一已知坐标点（后视点）的坐标或角度。对准(后视点）确认，可以放样了，输入要放样点的坐标，转仪器角度归零，在视线上架棱镜，测量，调整棱镜在视线上的距离。距离差为零就搞定这个点，然后放样下个点。.2.3 本章小结 本节主要介绍了全站仪的主要特点，以与全站仪的放样角度、长度、高程点和极坐标放样的功能，简要介绍了与传统放样相比具有的优势。3 全站仪在工程

21、中的施工放样的应用3.1 全站仪在道路工程的施工放样公路、铁路工程放样工作主要包括：线路中线放样、路基施工放样、路面施工测量等容。全站仪在线路工程中起到越重要的作用。线路中线放样中运用全站仪放样的主要是平面曲线。一般的平面曲线是按“直线+缓和曲线+圆曲线+缓和曲线+直线”的顺序连接组成完整的线形。平面曲线最基本的线形元素是圆曲线和缓和曲线，其它曲线都是由它们两个派生出来的。3.1.1 利用全站仪任意设站放样道路曲线原理全站仪任意设站测设曲线主要是曲线测设资料的计算问题。该方法的计算原理与思路为:把由直线段、圆曲线段、缓和曲线段组合而成的曲线归算到统一的导线测量坐标系统中，便于计算放样元素。为线

22、路的转向角，d为线路中心线至边线的距离 。以ZH为坐标原点建立切线支距坐标系。在导线测量坐标系中，ZH到JD的方位角，可由该两点的导线测量坐标反算得到。当设计给定曲线交点JD的坐标()，ZH与交点JD连线的方位角与 ZH 点的里程和曲线单元的左右偏情况(用cc表示，cc=1表示左偏，cc=+1表示右偏 )，那么只要输入曲线上任意一点的里程，就可以求出曲线单元任意一点的设计坐标。有了统一的坐标，即可求出仪器架设在导线点或其他任意支点上测设曲线的放样元素。（1）曲线综合要素的计算设圆曲线的半径为R,两端缓和曲线长为,曲线的转向角为，即可计算切线长T、曲线总长L和切曲差q等要素。计算公式如下： （3

23、-1） （2）第一缓和曲线单元设计坐标计算若i在ZHHY段时，按切线支距法求出i点在ZH点切线支距坐标系中的坐标 ()与i点的切线的倾角。设 ，与分别为i点和ZH的里程，则（3-2）式中，为自ZH点起的曲线长;缓和曲线长;R为圆曲线的半径;为1800/。通过坐标旋转公式，求得i 点在路线导线测量坐标系中的坐标（）和该点切线的方位角，计算公式如下： （3-3）（3）带缓和曲线的圆曲线单元设计坐标计算若i点在HYYH段时，按切线支距法求出i点在ZH点切线支距坐标系中的坐标 () 与i点切线的倾角。设，则 （3-4）然后，按公式(3-3)计算i 点在路线导线测量坐标系中的坐标() 和该点切线的方位角

24、。（4）第二缓和曲线单元设计坐标计算若i点在HYHZ 段时，其i 点的切线支距坐标() 与i点切线的倾角计算同公式(3-2)。需要注意的是（3-5）然后，按公式(3-2)、(3-3)计算求得i 的在路线导线测量坐标系中的坐标()和该点切线的方位角。3.1.2 全站仪坐标法放样在道路曲线放样测量中的应用（1）放样方法1)根据所放样点的里程，计算出各放样点的坐标。2)在已知控制点上架设全站仪，后视一控制点，检核另一控制点，待检核无误后方可开始放样。具体放样方法：使仪器站与后视控制点的坐标方位角为全站仪水平角起算值，将全站仪拔到仪器站与待放点的坐标方位角值，根据待放点与仪器站的距离指挥棱镜在此方向最

25、终达到待放点的位置。（2） 计算公式一般设计图纸上，都可查出路线各交点的坐标、里程与圆曲线的设计数据（偏角、半径R、切线长T、曲线长L、矢距E）。1）直线段：P点的坐标计算如下：图3-1直线段放样Fig.3-1line lofting如图3-1中：为交点2 的X 坐标;为交点2的Y坐标;为P点的里程;为交点2的里程;为交点2 到交点1的坐标方位角。2）圆曲线段：如图3-2中，P点的坐标计算如下：图3-2 圆曲线放样Fig.3-2circular curve lofting （3-6）其中，为圆心O到P点的坐标方位角。计算如下： （3-7）如果路线左偏，则： （3-8）为P点的里程，为直圆点的里

26、程，R为半径,O-直圆点为圆心O到直圆点的坐标方位角。、为圆心坐标，计算如下： （3-9）其中，为交点2的X 坐标，为交点2的Y坐标，E为矢距,R为半径。为交点2到圆心O的坐标方位角。 (3-10)如果路线左偏，则： (3-11)3.1.3 全站仪在路基施工中放样路基边桩放样在路基施工中是一项繁琐而重要的工作。放样效率与放样精度的高低直接影响到路基施工进度的快慢、费用的多少和质量的好坏。对于深挖路堑、高填路堤的边桩放样, 传统的边桩放样方法, 一般均以中桩为基准向两侧丈量, 经过反复测量逐渐逼近而完成。放样进度慢、精度低。运用全站仪具有的坐标测量功能进行路基边桩放样, 在现场先初步估计边桩的位

27、置,并实测估计点的三维坐标。根据实测点的三维坐标反推出测点所在的横断面的桩号, 并计算出其到路线中线的距离。然后, 根据设计资料计算出边桩到路线中线的实际距离, 通过比较确定边桩的准确位置。此方法放样快、精度高,实用性强。（1）初定边桩位置,并确定其所在横断面的桩号在现场根据实地情况和设计资料,初步拟定放边桩的位置, 并利用全站仪实测该估计点G的三维坐标(),由此确定该实测点G所对应路线中桩点P 点的桩号。（2）路基边桩位置的确定路基边桩的位置除了与路基宽度、边坡率以与碎落台宽度等有关外, 还与边桩所处地面高程直接有关。图3-3 路基示意图Fig.3-3 subgrade diagram如图3

28、-3中，AB CD EF GH 的坡度分别为1：，、。1）路基边桩与中桩的实际距离的计算在实测出拟放边桩的估计位置G的三维坐标()后,可计算出边桩的估计位置G与对应中桩P处的高差。=，边桩的估计位置G点对应断面路基边缘的设计标高,可根据G点所对应的路线中桩P点的桩号,由设计资料查得。路基边桩与中桩的实际距离按相应的公式求出。2）边桩位置的最终确定路基边桩与中桩的距离计算,计算出的,若与之差能满足工程精度的要求, 则不需做任何调整, 即边桩的估计位置G点就是待放边桩的准确位置。反之, 应对边桩的估计位置G点进行适当调整, 重新按前述方法进行计算比较, 直至满足工程精度要求。3.2 全站仪在地下管

29、线工程中施工放样放样随着科学技术的发展，全站仪已经地下管线工程的施工放样中相当普与而且已经向智能化方向发展，为了使全站仪在实际应用中发挥更大的效益，应充分利用其提供的一些特殊的功能，来提高我们的工作效率。3.2.1 全站仪参考线测量放样方法的原理所谓参考线测量放样方法，是指在放样的过程中，在任意点设站，以2个或2个以上点为后视基点，根据给定的待放样点坐标或待放样点与后视基点的几何关系放样点位。其核心思想是建立一个平面直角坐标系。当后视基点为已知坐标点时，通过水平度盘定向(即使水平度盘00方向线与已知坐标系的x轴正向平行，设站点的坐标为已知坐标系中的坐标)，使仪器坐标系与已知坐标系一致，这时，参

30、考线方法可视为是参考点方法的扩展。而当后视基点为未知坐标点时(如为某一直线上的任意2点)，可建立一个自由平面直角坐标系(如仪器坐标系，即将设站点坐标假设为某值，以水平度盘零方向线为x轴正向的坐标系)，这时，参考线方法可视为是与几何法方法相对应的解析法。参考线测量放样与传统放样方法的比较传统的放样方法可归纳为两类：(1)当给定的放样条件是2个或2个以上已知坐标点，且待放样点的坐标也是已知时，使用的是解析的方法。利用坐标的反算，在已知点设站，放样出待定点。这一方法也可称为参考点方法。(2)当给定的放样条件是红线或其他直线(如已知建筑物的围墙边线等)与待放样点与这一直线的几何关系时，使用的是几何的方

31、法。通过定线量边等辅助手段，多步骤放样出待定点。这一方法可称为几何法方法。将参考线测量放样方法与传统的放样方法相比较，我们可以发现：参考线测量放样方法只是要求给出待放样点相对于已知边的关系，在地形比较复杂的时候不需要控制点就能放样；随着所给定的放样条件不同，传统方法的具体实现也将不同(参考点法或几何法)，而参考线方法则是一致的，它不随起始放样条件的改变而改变。3.3 全站仪在建筑工程中的施工放样3.3.1 全站仪在建筑工程平面施工放样定位建筑物施工放样，由于受施工场地的限制，如场地小、高差大、受到脚手架与模板等影响通视性不好, 其施工放样基本上还是以皮尺为主，辅以经纬仪和水准仪的传统测量方式，

32、不但精度低，而且很容易造成差错，不但影响了建筑物的测量质量，而且也会产生没必要的纠纷。建筑物楼层施工放样采用全站仪，注意全站仪的一些使用方法, 不但可以大大方便建筑物平面和高程施工放样定位，进行高程、平面测量控制，垂直度观测，而且可以大大提高施工放样的准确度和精确度。（1）全站仪的一般操作程序仪器对中、整平一打开电源水平度盘和垂直度盘指标的设置设置仪器参数进入测量模式调焦和照准。显示（输出）测量结果。（2）全站仪在施工测量各阶段的应用施工单位进场后，其测量的首要工作是对拟建建筑物四周的城市导线点的坐标与高程等起始数据进行复核。在此阶段，可用全站仪对城市导线点进行两测回的测角、测距，联测数据的精

33、度满足测量规的要求后，即可将其作为该工程布设建筑平面控制网的基准点和起算数据。其具体方法如下：1）选取两城市控制网点、。将点作为测站点并在此架设全站仪将点作为目标点，把棱镜架于其上。2）对全站仪进行对中、整平，并设置好仪器参数。3）将仪器照准方向的方向值设置成零度。全站仪可按要求的次数，进行多次测距和水平角的复测并显示其平均值。为占地面积宽广、体量庞大的建筑物提供起始控制数据的城市导线点之间的距离可能较远。当两导线点之间距离达到200-300m 时，用一般光学仪器来观测就很容易引起误差；如果使用全站仪来观测就方便得多，而且测量精度高。其使用三棱镜的最远测距可达4.0km。（3）通过坐标放样建立

34、平面控制面控制网是建筑物定位的基本依据，其原则是整体控制局部，高精度控制低精度。使用全站仪的坐标放样功能可准确、方便地测设出整个建筑的平面控制网，并进而加密成建筑方格网其具体方法如下：1）根据施工图纸，计算出各控制点与其它待放样点的坐标。2）选取两城市控制网点、，其坐标己知。把N2 点作为测站点，点作为后视点。把全站仪架在点上，把一台棱镜架在后视点，另一台带有测杆的棱镜由另一名测量人员来放置，其放置的具体位置听从仪器操作人员的指挥。3）对全站仪进行对中和整平，设置好仪器参数。4）进入坐标放样模式，输入测站点的坐标、仪器高、目标高。5）进入方位角的设置状态，输入后视点的坐标。精确照准后视点棱镜中

35、心，仪器根据测站点和后视点坐标，将自动完成后视点方位角的设备。6）再次进入坐标放样模式，输入待放样点的坐标。7）旋转仪器的照准部，使所显示的水平角读数为零。此时，照准部所照准的方向即为待测点的方向。仪器操作人员可指挥持棱镜的操作人员按此方向移动棱镜。照准带测杆的棱镜（待放样点附近），通过对照准点的测量，仪器显示出预先输入的待放样值与实测值之差，即显示值=实测值- 放样值。8）根据显示值，指挥持棱镜的测量人员，沿照准方向移动带测杆的棱镜，直到观测屏幕上的显示值在误差围之。9）在测杆指示的位置埋上刻有“十”字丝的螺栓，用水泥砂浆将螺栓固定。传统的放样工作使用经纬仪、钢尺、线坠等仪器，通过经纬仪拨角

36、度、定方向以与钢尺量具来进行。这种方式工作量大、误差大、易出错。特别是在施工前期的定位阶段，还容易受地形条件的限制。利用全站仪的坐标放样功能可有效地克服传统放样工作中的弊端，在测量过程大减少设站次数，可直接进行放样并省去现场的记录工作。3.3.2 全站仪在建筑工程中高程施工放样定位一般工程场场地高差不大（深基坑除外），其平面和高程采用传统的经纬仪交汇和水准仪测量方法可以胜任，但是采用全站仪进行测量，不但可以使平面和高程同时得到控制，而且可以解决场地高差大（如深基坑和楼层）的水准测量问题。由于水准测量，受到地形起伏的影响，相邻站点之间高差不能太大。有深基坑的工地和不同楼层，普通水准测量很难做到对

37、其进行高程控制，只能采用三角高程测量或用皮尺测量。用全站仪不但能进行三角高程测量，而且精度能达到要求。下面来分析一下三角高程测量方法，分析其误差来源，利用全站仪功能上的优势，改进测量方法，从而减少其误差影响，提高高程控制精度。高程测量在整个测量工作中所占的工作量很大，同时也是测量工作的重要组成部分。利用全站仪的距离测量模式进行高程控制。具体方法如下：(1）将全站仪架在水准点附近。(2）将两根装有棱镜的测杆，一根立在BMI 点上，另一根立在需测标高的点上。(3）将全站仪对中、整平，进入距离测量模式，分别测出仪器至点的平距、斜距和高差与仪器至所求点的平距、斜距和高差。(4）若测杆1 与侧杆2 的高

38、度一致，则所求点A 的计算式为： (3-12)如果仪器至测杆1 测得为负高差，则前变符号为“+”。两测杆高度不一致时，如测杆2大于测杆1一个差值，则两杆的高差减去这一差值；否则相加。(5）通过架设的水准仪，可把A 点的标高引测到楼面上的其它位置（见图3-4）图3-4全站仪高程传递原理Fig.3-4total station elevation transmission principle传统的高程控制方法的缺点是工作量大，容易引起误差。通过全站仪三角高程测距法进行标高控制，对施工作业干扰少、工作量小，引测速度快。3.4 全站仪在桥梁工程施工放样随着国家建设投资的发展，建筑工程的投入进一步加大，

39、各类桥梁在建筑工程的应用日益广泛，但是，相应暴露出来的问题也越来越多，桥梁工程施工要按照规划和设计所列出的工程结构、数量、质量等要求进行，其中，施工放线是确保建筑工程顺利进行的基础，在桥梁测量工程中是必不可少的一个环节。目前桥梁承建地点的地质条件、地域差别、地段特征均呈现出多样化复杂化的趋势，这就给前期的测量工作带来很多意想不到的困难，而要解决这些难题，除了测量人员过硬的专业素质外，还需要使用高精度的仪器，只有保证了设备的精度，才可以保证测量结果的准确，为放样工作以与后期的施工创造最为有利的条件。桥梁工程中的施工放线（也称施工放样）是指，根据桥梁设计图纸上标明的尺寸，用一定的测量仪器和方法找出

40、桥梁各部分特征点与控制点位置之间的几何关系，算出距离、角度、高程等数据，然后利用控制点在实际施工地点确定所建桥梁的特征点，从而作为施工依据的测量工作过程。所有的建筑工程都离不开施工放线工作，路桥工程也不例外。无论是在桥梁工程的勘测设计阶段，还是在施工建造阶段或运营管理阶段，相应的测量工作都必不可少。因在桥梁测量工程中，由施工放线工作疏忽引发的某一细微差错，都有可能埋下极其严重的安全隐患，甚至导致坍塌事故的发生。任何的测量错误如果不能与时发现并纠正，将会延续至其后的开挖、打桩、立模、钢筋捆扎、混凝土浇筑等一系列施工作业过程中，不但会对施工进度和施工质量造成不利的影响，而且直接影响桥梁交付使用后的

41、运行安全与使用寿命。因此，在桥梁测量工程中从事施工放线工作的测量人员，不但要具有高度的责任心，还要配备精确、便携、易于操作的测量仪器。3.4.1 全站仪在桥梁测量工程施工放线中的应用由于全站仪的功能比其他测角、测距仪器更多，也更便于使用操作，因此，目前全站仪已广泛应用于各领域的测量工作中，大大提高了测量作业的工作效率。（1）桥梁工程施工放线桥梁工程施工放线应从承建桥梁定位开始，一直持续到主体工程完成。虽然在桥梁工程建设之前的勘测设计阶段，为了测绘大比例地形图，已经对各个控制点的分布与其精度、密度进行了测量，但这种测量工作并不能满足桥梁工程施工放线的施工要求，因此在施工放线之前要建立符合施工要求

42、的施工控制网。由于桥梁工程的放线点一般远离控制点，容易造成放线不便，增大放线误差，而放线工作又需要与时配合施工，因此，在布置施工控制网时，应尽量减小由控制点误差引起的放线误差，为其后的建筑工作创造便利条件。施工放线常用的测量仪器有水准仪、经纬仪、全站仪、激光铅垂仪、激光指向仪等。其中，水准仪是进行水准测量时使用的仪器，由望远镜、水准器与基座三部分构成，其主要也是最基本的功能是提供一条水平视线，测量两点之间的高差（高程差），常用于标高测量、高程传递测量；经纬仪由望远镜、水平度盘、竖直度盘、水准器、基座等组成，是根据测角原理设计的测量水平角和竖直角的仪器，可用于点位测量，并可用来辅助进行立点放样操

43、作，是工程定位的常用仪器；全站仪虽然不能完全代替水准仪，但可以看作是水准仪和经纬仪的综合体；激光铅垂仪包括壳体、直线激光发生器、阻尼摆与电源，是一种借助仪器中安置的高灵敏度水准管或水银盘反射系统，将激光束导至铅垂方向用于进行竖向准直的工程测量仪器；激光指向仪是以激光器为光源的发射系统，经由目镜组、物镜组组成的光学镜筒放大、聚焦，给出直线方向的仪器，在放线、定位、指向方面作用明显。（2）全站仪施工放线技术的应用对于一般的桥梁测量，经常使用河道、堤防平面图，如果不需要专业测绘行业进行测绘的小型桥涵，可以采取以下的方法进行平面图的绘制，需要的设备只需要全站仪一台，计算机一台就可以了。野外作业包括：1

44、）人员与设备的配备。人员的配备需要测量员一名，记录员一名，跑棱镜标尺2 人，设备配置为全站仪一台，棱镜标尺2套。2）原点坐标的确定。全站仪测量平面图时优点就是可以读取相对坐标，这样在确定某一条线时，就可以连接相关坐标点。一般情况堤防、河道测量的原点选择在上游，原点选择后，楔入2cm2cm中间有铁钉的木桩，原点选择完毕。3）设立平面坐标系。在埋设好的木桩上方架设全站仪，用罗盘确定方向，使全站仪的视角方向与罗盘指定的方向一致，启动全站仪的定向功能，输入水平方位角000，测存，记录定向值，平面坐标系设立完成，可以测量了。4）测量与记录。我们由这个控制点进行碎部测量，可以先由外向测量，顺序是从背河堤脚

45、、背河堤肩、临河堤肩、临河戗台临河堤脚、河口，然后再由向外进行。记录采取仪器和人工同时记录，以免发生漏记，人工记录可采取表格形式，需要连线的同类坐标记录在同一列或同一行中，为业绘图提供方便。5)测站搬移。一个控制点的碎部测量完成后需要搬站，这时就需要在上一个控制点能通视的情况下，又能便于这个控制点进行碎部测量的堤防位置设立控制点，并测量出坐标，然后进行搬站，全站仪设立后，定向要采取坐标定向的方式，用上一个控制点作为后视进行定向，定向完成后可以用已知控制点进行校核，如果坐标吻合，说明定向正确，然后开始碎部测量。3.5 全站仪在井下下工程中施工放样的应用井下测量过程中,放样测量工作相对比较少,但在

46、一些比较重要的工程设备安装时,各种轴线的放样标定工作,对测量提出了较高的要求。全站仪中设置有各种放样固化程序,设置好各项参数后可以较好的达到测量要求。井下测量时常遇到工作面在切眼中变向贯通的情况, 运用钢尺拉距往往与实际变向距离存在一定的误差, 造成中线的二次调整, 影响到工作效率和测量精度。利用全站仪的平距放样功能就可以做到一次到位, 提高贯通精度。去, 以便于指导施工。传统的测量方法是经纬仪测角加钢尺测距。在倾斜巷道中, 变向时用钢尺量取的变向距离和实际变向距离存在一定误差, 而利用全站仪的平距放样技术这一问题就迎刃而解了井下测量工作主要容之一就是测设工作, 即把设计部门设计的巷道位置精确

47、地标定到实地中。3.5.1 矿山斜井快速准确的测量放样方法该方法能在井导线点（控制点）上完成斜井测量放样工作，减少在井下的测量工作时间，提高测量效率；由于不用在井巷中线上设测站，可以将测站设在躲洞附近，既不影响交通运输，生产可照常进行，也增加测量人员和仪器的安全。此方法同样适用于直线遂道测量，井下条件如图3-5图3-5井下条件示意图Fig.3-5downhole condition diagram（1)在井控制点作好的前提条件下，首先在井已知导线点C架设全站仪，以已知导线点B为后视点，用极坐标法测取水平角、CD平距和高差，从而计算出D点的坐标和高程。（2)用D 点坐标和A 点井口设计坐标计算出AD的距离v 和AD的方位角w。（3)用斜井设计方位角J减去AD的方位角w，那么在直角三角形AED 中，已知斜边和另一个锐角就可以计算出AE 边和ED 边的水平距离。（4)知道AE 的水平距离后，根据斜