建筑施工測量各階段全站儀的應用

1、.：.；建筑施工丈量各階段全站儀的運用摘要:全站儀集測距、測角、測坐標、放樣等多功能于一體,是測繪、施工等方面廣泛運用的一種新型丈量儀器。文中論述了全站儀的任務原理及其在實踐工程中的運用。關鍵詞：全站儀；建筑施工；運用近年來，隨著一些新技術的廣泛運用，全站儀這種具有丈量無接觸、實時、自動、高精度等優(yōu)越性能的儀器，已逐漸被運用到一些高層、大型工程的施工丈量任務中，并日益成為高層建筑施工質量控制的有效儀器。1全站儀構造原理及任務原理全站型電子速測儀簡稱全站儀,它是一種可以同時進展角度(程度角、豎直角)丈量、間隔 (斜距、平距、高差)丈量和數(shù)據(jù)處置,由機械、光學、電子元件組合而成的丈量儀器。由于只需

2、一次安頓,儀器便可以完成測站上一切的丈量任務,故被稱為“全站儀。1.1全站儀的構造原理全站儀的構造原理見圖1。圖中上半部分包含有丈量的四大光電系統(tǒng),即程度角丈量系統(tǒng)、豎直角丈量系統(tǒng)、程度補償系統(tǒng)和測距系統(tǒng)。經(jīng)過鍵盤可以輸入操作指令、數(shù)據(jù)和設置參數(shù)。以上各系統(tǒng)經(jīng)過I/O接口接入總線與微處置機聯(lián)絡起來。圖1光電測距表示圖微處置機(CPU)是全站儀的中心部件,主要有存放器系列(緩沖存放器、數(shù)據(jù)存放器、指令存放器)、運算器和控制器組成。微處置機的主要功能是根據(jù)鍵盤指令啟動儀器進展丈量任務,執(zhí)行丈量過程中的檢核和數(shù)據(jù)傳輸、處置、顯示、儲存等任務,保證整個光電丈量任務有條不紊地進展。輸入輸出設備是與外部設

3、備銜接的安裝(接口),輸入輸出設備使全站儀能與磁卡和微機等設備交互通訊、傳輸數(shù)據(jù)。1.2測距原理欲測定A,B兩點間的間隔 D,安頓儀器于A點,安頓反射鏡于B點。儀器發(fā)射的光束由A至B,經(jīng)反射鏡反射后又前往到儀器。設光速C為知,假設光束在待測間隔 D上往返傳播的時間為t2D。那么間隔 D可由下式求出:式中,C=C0/n,C0為真空中的光速值,其值為299792458m/s,n為大氣折射率,它與測距儀所用光源的波長,測線上的氣溫t,氣壓P和濕度e有關。測定間隔 的精度,主要取決于測定時間的精度,例如要求保證lcm的測距精度,時間測定要求準確到6.710-11s,這是難以做到的。因此,大多采用間接測

4、定法來測定。間接測定的方法為相位式測距。由測距儀的發(fā)射系統(tǒng)發(fā)出一種延續(xù)的調制光波,測出該調制光波在測線上往返傳播所產生的相依移,以測定間隔 D。在砷化镕(GaAs)發(fā)光二極管上加了頻率為f的交變電壓(即注入交變電流)后,它發(fā)出的光強就隨注入的交變電流呈正弦變化,這種光稱為調制光。測距儀在A點發(fā)出的調制光在待測間隔 上傳播,經(jīng)反射鏡反射后被接納器所接納,然后用相位計將發(fā)射信號與接受信號進展相位比較,由顯示器顯出調制光在待測間隔 往、返傳播所引起的相對位移。l.3全站儀的主要特點1只需一次照準反射棱鏡，即可測出程度角、垂直角和斜距，自動計算機出目的點的坐標和高程，并可記錄丈量與計算數(shù)據(jù)。2經(jīng)過全站

5、儀主機的規(guī)范通訊接口，可實現(xiàn)全站儀與計算機或其它外圍設備的數(shù)據(jù)通訊，從而使丈量數(shù)據(jù)的獲取、管理、計算和繪圖構成一個完好的自動化丈量系統(tǒng)。3利用全站儀的微機處置器來控制全站儀的丈量與計算，可實現(xiàn)氣候矯正，導線丈量，前、后方交會，碎部丈量和施工放樣等計算義務。4儀器內部有雙軸補償器，可自動丈量儀器豎軸和程度軸的傾斜誤差，并對角度觀測值施加矯正。2全站儀的普通操作程序儀器對中、整平一翻開電源程度度盤和垂直度盤目的的設置設置儀器參數(shù)進入丈量方式調焦和照準。顯示輸出丈量結果。3全站儀在施工丈量各階段的運用3.1進場后,復核起始數(shù)據(jù)施工單位進場后，其丈量的首要任務是對擬建建筑物周圍的城市導線點的坐標及高程

6、等起始數(shù)據(jù)進展復核。在此階段，可用全站儀對城市導線點進展兩測回的測角、測距，聯(lián)測數(shù)據(jù)的精度滿足丈量規(guī)范的要求后，即可將其作為該工程布設建筑平面控制網(wǎng)的基準點和起算數(shù)據(jù)。其詳細方法如下：1選取兩城市控制網(wǎng)點Nl、N2。將Nl點作為測站點并在此架設全姑儀將N2點作為目的點，把棱鏡架于其上圖2。圖2坐標丈量表示圖2對全站儀進展對中、整平，并設置好儀器參數(shù)。3將儀器照準方向的方向值設置成零度。全站儀可按要求的次數(shù)，進展多次測距和程度角的復測并顯示其平均值圖3。圖3方位角設置表示圖為占地面積廣大、體量龐大的建筑物提供起始控制數(shù)據(jù)的城市導線點之間的間隔 能夠較遠。當兩導線點之間間隔 到達200300m時，

7、用普通光學儀器來觀測就很容易引起誤差；假設運用全站儀來觀測就方便得多，而且丈量精度高。以在學校學習運用的GTS332W拓普康全站儀為例：測角精度：2，絕對法測角，無需過零檢驗。測距精度：2mm+2ppm*D。測程：單棱鏡3000m，三棱鏡4000m高速測距：精測1.2秒粗測0.7秒跟蹤0.4秒在可測范圍內，可以逐漸建立控制網(wǎng)，提高丈量經(jīng)度。簡單如下：三角網(wǎng)：以高精度而稀疏的一等三角鎖，盡能夠沿經(jīng)緯線方向縱橫交叉地迅速布滿全國，構成一致的骨干大地控制網(wǎng)，然后在一等鎖環(huán)內逐級或同時布設二、三、四等三角網(wǎng)。在此根底上，可布設一、二級小三角或一、二、三級導線作為區(qū)域控制或部分控制網(wǎng)。國家三角鎖、網(wǎng)的布

8、設規(guī)格與精度要求：國家水準網(wǎng)：按國家水準丈量規(guī)范的技術要求建立起來的高程控制網(wǎng)。作用：全國范圍內施測各種比例尺地形圖的高程控制根底，以及一些科學研討如地殼垂直形變規(guī)律、各海洋平均海水面的高度變化，以及其他有關地質和地貌的研討等。由高級到低級，從整體到部分：分成四個等級，逐級控制，逐級加密一等水準網(wǎng)：骨干，環(huán)線長1000-1500km二等水準網(wǎng)：根底，環(huán)線長500-750km三、四等水準網(wǎng)：為地形測圖和工程建立效力。根本規(guī)定：前后視距差應小于1m,累積差應小于3m；相鄰測站上，奇站按“后前前后觀測，偶站按“前后后前觀測同一測段的水準道路上測站數(shù)目應為偶數(shù)；每一測段都要往、返測一測段的往返測應在不

9、同氣候條件下進展3.2經(jīng)過坐標放樣建立平面控制面控制網(wǎng)是建筑物定位的根本根據(jù)，其原那么是整體控制部分，高精度控制低精度。運用全站儀的坐標放樣功能可準確、方便地測設出整個建筑的平面控制網(wǎng)，并進而加密成建筑方格網(wǎng)圖4。其詳細方法如下：圖4坐標放樣丈量表示圖1根據(jù)施工圖紙，計算出各控制點及其它待放樣點的坐標。2選取兩城市控制網(wǎng)點Nl、N2，其坐標己知。把N2點作為測站點，Nl點作為后視點。把全站儀架在N2點上，把一臺棱鏡架在后視點N1，另一臺帶有測桿的棱鏡由另一名丈量人員來放置，其放置的詳細位置聽從儀器操作人員的指揮。3對全站儀進展對中和整平，設置好儀器參數(shù)。4進入坐標放樣方式，輸入測站點的坐標、儀

10、器高、目的高。5進入方位角的設置形狀，輸入后視點的坐標。準確照準后視點棱鏡中心，儀器根據(jù)測站點和后視點坐標，將自動完成后視點方位角的設備。6再次進入坐標放樣方式，輸入待放樣點的坐標。7旋轉儀器的照準部，使所顯示的程度角讀數(shù)為零。此時，照準部所照準的方向即為待測點的方向。儀器操作人員可指揮持棱鏡的操作人員按此方向挪動棱鏡。照準帶測桿的棱鏡待放樣點附近，經(jīng)過對照準點的丈量，儀器顯示出預先輸入的待放樣值與實測值之差，即顯示值=實測值-放樣值。8根據(jù)顯示值，指揮持棱鏡的丈量人員，沿照準方向挪動帶測桿的棱鏡，直到觀測屏幕上的顯示值在誤差范圍之內。9在測桿指示的位置埋上刻有“十字絲的螺栓，用水泥砂漿將螺栓

11、固定。傳統(tǒng)的放樣任務運用經(jīng)緯儀、鋼尺、線墜等儀器，經(jīng)過經(jīng)緯儀撥角度、定方向以及鋼尺量具來進展。這種方式任務量大、誤差大、易出錯。特別是在施工前期根底的定位階段，還容易受地形條件的限制，對各獨立柱基的開線定位運用全站儀，實是方便快捷準確，減小由于場地的高低不平，坑坑洼洼的地形，以往的人為拉尺定位從而產生的誤差。在構造施工中，用全站儀對各柱、剪力墻等位置進展開線定位，方便快捷，并能減少誤差；總之利用全站儀的坐標放樣功能可有效地抑制傳統(tǒng)放樣任務中的弊端，在丈量過程中大大減少設站次數(shù)，可直接進展放樣并省去現(xiàn)場的記錄任務。3.3經(jīng)過三角高程測距進展高程控制高程丈量在整個丈量任務中所占的任務量很大，同時也

12、是丈量任務的重要組成部分。利用全站儀的間隔 丈量方式就可準確地進展高程控制。詳細方法如下：1將全站儀架在水準點BM1附近。2將兩根裝有棱鏡的測桿，一根立在BMI點上，另一根立在需測標高的點上。3將全站儀對中、整平，進入間隔 丈量方式，分別測出儀器至BM1點的平距、斜距和高差h1及儀器至所求點的平距、斜距和高差h2。4假設測桿1與側桿2的高度一致，那么所求點A的計算式為：HA=BMI高程+h2-hl假設儀器至測桿1測得為負高差，那么h1前變符號為“+。兩測桿高度不一致時，如測桿2大于測桿1一個差值，那么兩桿的高差減去這一差值；否那么相加。5經(jīng)過架設的水準儀，可把A點的標高引測到樓面上的其它位置見圖5。圖5高程丈量表示圖傳統(tǒng)的高程控制方法的缺陷是任務量大，容易引起誤差。經(jīng)過全站儀三角高程測距法進展標高控制，對施任務業(yè)干擾少、任務量小，引測速度快。3.4進展邊坡及附近建筑物的偏移和沉降觀測大型工程的邊坡支護難度大，平安系數(shù)要求高。因此，對其進展定期限監(jiān)測也是丈量任務的一項重要內容。其方法是：首先沿基坑周圍的邊線每邊均勻設