論文全站儀在工程施工放樣中的應(yīng)用

論文全站儀在工程施工放樣中的應(yīng)用河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))全站儀在工程施工放樣中的應(yīng)用院系名稱建筑與測繪工程系姓名學(xué)號200902040237專業(yè)測繪工程指導(dǎo)教師楊磊2013年3月23日摘要近年來隨著全站儀技術(shù)的進(jìn)步與價格不斷的下調(diào)，它在工程施工建設(shè)方面得到了廣泛的應(yīng)用，在各類建設(shè)中，發(fā)揮了重要的作用。全站儀是一種能在一個測站上完成所有測量工作的高精度測量的儀器，除了能自動測距、測角外，還能進(jìn)行平距、高程、坐標(biāo)的計(jì)算，進(jìn)行放樣。傳統(tǒng)的施工方法，往往采用常規(guī)經(jīng)緯儀測設(shè)的方法，不僅效率低下，而且產(chǎn)生的誤差較大。全站儀的應(yīng)用已是相當(dāng)普遍,無論是數(shù)字化測圖,還是施工放樣,全站儀都是非常簡捷、高效的應(yīng)用工具。因此了解全站儀的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用知識，對工程施工測量工作具有重要的意義。本文結(jié)合全站儀的特點(diǎn)及工作原理，本文主要從全站儀在道路工程線路測量的放樣和建筑工程測量放樣的應(yīng)用出發(fā)，根據(jù)其不同的工程特點(diǎn)運(yùn)用不同的方法放樣出所需的工程點(diǎn)位，以及相同工程中不同的放樣方法，有些方法結(jié)合實(shí)例給出，從而滿足不同的放樣精度要求，使全站儀的使用不僅僅限于幾項(xiàng)常用的功能，盡可能多的發(fā)揮出全部性能。正確的全站儀使用方法可以極大地降低工程施工技術(shù)人員的勞動強(qiáng)度,可以提高了施工人員的勞動效率,同時也可以大大降低工程的成本，對充分發(fā)揮全站儀在工程施工放樣中的作用做出一些必要的幫助。關(guān)鍵詞:全站儀曲線放樣平面定位高程點(diǎn)AbstractInrecentyears,withtheprogressoftotalstationtechnologyandlowerprices,ithasbeenwidelyusedinengineeringconstruction,inallkindsofconstruction,hasplayedanimportantrole.Totalstationisakindofcancompleteallthemeasurementsonatestsiteofprecisionmeasuringinstruments,inadditiontoautomaticrange,Angle,canforthecalculationofhorizontal,vertical,coordinate,lofting.Thetraditionalconstructionmethod,oftenadoptthemethodofconventionaltheodolitelayout,notonlyinefficient,andtheresultingerrorisbigger.Applicationoftotalstationisquitecommon,bothindigitalmapping,constructionlofting,ortotalstationisverysimpleandefficientuseoftools.Thereforetounderstandtheprinciple,characteristicsandapplicationoftotalstationknowledge,hasthevitalsignificancetoengineeringconstructionsurveywork.Combiningwiththecharacteristicsandworkingprincipleoftotalstation,thisarticlemainlyfromthemeasurementoftotalstationintheprojectloftingandtheapplicationofconstructionengineeringsurveylofting,accordingtoitsdifferentUSESdifferentmethodsofloftingtheengineeringcharacteristicsoftheengineeringpointofneed,andthelayoutofthesameprojectindifferentways,somemethodsincombinationwithexamples,soastosatisfytheloftingprecisionrequirements,maketheuseoftotalstationisnotonlylimitedtoseveralcommonlyusedfunctions,displaysthefullperformanceasmuchaspossible.Correctusetotalstationmethodcansignificantlyreduceengineeringconstructiontechnicalpersonnel'slaborintensity,canimprovetheefficiencyofconstructionpersonneloflabor,butalsocangreatlyreducethecostofengineering,togivefullplaytotheroleoftotalstationinprojectconstructionloftingtomakesomenecessaryhelp.KeyWords:totalstationcurveloftingplanepositioningelevationpoint目錄TOC\o"1-3"\h\u5468摘要 16742Abstract 2160221、全站儀的認(rèn)識 4274471.1全站儀的結(jié)構(gòu)原理 4164851.2全站儀的操作與使用 5312581.2.1全站儀的基本操作 54911.2.2全站儀使用方法 6270361.3全站儀的主要放樣功能 769901.3.1全站儀放樣已知方向的長度 7228741.3.2全站儀放樣已知角度 7157441.3.3全站儀放樣高程點(diǎn) 8120641.3.4全站儀坐標(biāo)放樣 9218131.4全站儀日常使用時應(yīng)注意事項(xiàng) 9129342、全站儀在道路工程線路中的放樣應(yīng)用 10108992.1利用全站儀任意設(shè)站放樣道路曲線原理 11221082.2全站儀坐標(biāo)法放樣在道路曲線放樣測量中的應(yīng)用 1329152.3道路工程中全站儀的曲線放樣的實(shí)例 1598803、全站儀在建筑工程施工中的放樣應(yīng)用 16153073.1全站儀在建筑工程平面施工放樣定位 16180893.2全站儀在建筑工程中高程施工放樣定位 1825243.3建筑樓層架設(shè)全站儀進(jìn)行施工放樣實(shí)例 192899結(jié)論 20623參考文獻(xiàn) 2121637致謝 23全站儀的認(rèn)識全站儀，是全站型電子速測儀的簡稱，由光電測距儀、電子經(jīng)緯儀和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成。它通過測量斜距、豎直角度、水平角，自動計(jì)算平距、高度、高程及坐標(biāo)值等，并可以進(jìn)一步進(jìn)行距離、角度、坐標(biāo)放樣等。通過內(nèi)置的程序功能，還可以實(shí)現(xiàn)懸高、偏心測量、面積測量，甚至公路中路測量等。1.1全站儀的結(jié)構(gòu)原理全站儀按照結(jié)構(gòu)一般分為分體式（或積木式）和整體式兩種。分體式全站儀一般由光電測距儀安裝在電子經(jīng)緯儀上組成；整體式全站儀則將測距儀與電子經(jīng)緯儀結(jié)合在一起，使用更為方便。按照數(shù)據(jù)存儲方式分，全站儀可分為內(nèi)存型和電腦型。內(nèi)存型全站儀所有程序固化在存儲器中，不能添加和改寫，也就是說只能使用全站儀提供的功能，無法擴(kuò)充；而電腦型全站儀則內(nèi)置MicrosoftDOS等操作系統(tǒng)，所有程序均運(yùn)行其上，根據(jù)實(shí)際需要，可通過添加程序來擴(kuò)充功能，使操作者進(jìn)一步成為全站儀開發(fā)設(shè)計(jì)者，更好的為工程建設(shè)服務(wù)。全站儀上半部分包含有測量的四大光電系統(tǒng)，即水平角測量系統(tǒng)、豎直角測量系統(tǒng)、水平補(bǔ)償系統(tǒng)和測距系統(tǒng)。通過鍵盤可以輸入操作指令、數(shù)據(jù)和設(shè)置參數(shù)。以上各系統(tǒng)通過I/O接口接入總線與微處理機(jī)聯(lián)系起來。微處理機(jī)（CPU）是全站儀的核心部件，主要有寄存器系列（緩沖寄存器、數(shù)據(jù)寄存器、指令寄存器）、運(yùn)算器和控制器組成。微處理機(jī)的主要功能是根據(jù)鍵盤指令啟動儀器進(jìn)行測量工作，執(zhí)行測量過程中的檢核和數(shù)據(jù)傳輸、處理、顯示、儲存等工作，保證整個光電測量工作有條不紊地進(jìn)行。輸入輸出設(shè)備是與外部設(shè)備連接的裝置（接口），輸入輸出設(shè)備使全站儀能與磁卡和微機(jī)等設(shè)備交互通訊、傳輸數(shù)據(jù)。目前，世界上許多著名的測繪儀器生產(chǎn)廠商均生產(chǎn)有各種型號的全站儀。不同型號的全站儀，其具體操作方法會有較大的差異。下面簡要介紹全站儀的基本操作與使用方法。1.2全站儀的操作與使用1.2.1全站儀的基本操作（1）測量前的準(zhǔn)備工作1）電池的安裝（注意：測量前電池需充足電）①把電池盒底部的導(dǎo)塊插入裝電池的導(dǎo)孔。②按電池盒的頂部直至聽到“咔嚓”響聲。③向下按解鎖鈕，取出電池。2）儀器的安置。①在實(shí)驗(yàn)場地上選擇一點(diǎn)，作為測站，另外兩點(diǎn)作為觀測點(diǎn)。②將全站儀安置于點(diǎn)，對中、整平。③在兩點(diǎn)分別安置棱鏡。3）豎直度盤和水平度盤指標(biāo)的設(shè)置。①豎直度盤指標(biāo)設(shè)置。松開豎直度盤制動鈕，將望遠(yuǎn)鏡縱轉(zhuǎn)一周（望遠(yuǎn)鏡處于盤左，當(dāng)物鏡穿過水平面時），豎直度盤指標(biāo)即已設(shè)置。隨即聽見一聲鳴響，并顯示出豎直角。②水平度盤指標(biāo)設(shè)置。松開水平制動螺旋，旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部360，水平度盤指標(biāo)即自動設(shè)置。隨即一聲鳴響，同時顯示水平角。至此，豎直度盤和水平度盤指標(biāo)已設(shè)置完畢。注意：每當(dāng)打開儀器電源時，必須重新設(shè)置和的指標(biāo)。4）調(diào)焦與照準(zhǔn)目標(biāo)。操作步驟與一般經(jīng)緯儀相同，注意消除視差。（2）角度測量1）首先從顯示屏上確定是否處于角度測量模式，如果不是，則按操作轉(zhuǎn)換為距離模式。2）盤左瞄準(zhǔn)左目標(biāo)A,按置零鍵，使水平度盤讀數(shù)顯示為0°00′00〃，順時針旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部，瞄準(zhǔn)右目標(biāo)B，讀取顯示讀數(shù)。3）同樣方法可以進(jìn)行盤右觀測。4）如果測豎直角，可在讀取水平度盤的同時讀取豎盤的顯示讀數(shù)。（3）距離測量1）設(shè)置棱鏡常數(shù)測距前須將棱鏡常數(shù)輸入儀器中，儀器會自動對所測距離進(jìn)行改正。2）設(shè)置大氣改正值或氣溫、氣壓值光在大氣中的傳播速度會隨大氣的溫度和氣壓而變化，15℃和760mmHg是儀器設(shè)置的一個標(biāo)準(zhǔn)值，此時的大氣改正為0ppm。實(shí)測時，可輸入溫度和氣壓值，全站儀會自動計(jì)算大氣改正值（也可直接輸入大氣改正值），并對測距結(jié)果進(jìn)行改正。3）量儀器高、棱鏡高并輸入全站儀。4）距離測量照準(zhǔn)目標(biāo)棱鏡中心，按測距鍵，距離測量開始，測距完成時顯示斜距、平距、高差。HD為水平距離，VD為傾斜距離。全站儀的測距模式有精測模式、跟蹤模式、粗測模式三種。精測模式是最常用的測距模式，測量時間約2.5S，最小顯示單位1mm；跟蹤模式，常用于跟蹤移動目標(biāo)或放樣時連續(xù)測距，最小顯示一般為1cm，每次測距時間約0.3S；粗測模式，測量時間約0.7S，最小顯示單位1cm或1mm。在距離測量或坐標(biāo)測量時，可按測距模式（MODE）鍵選擇不同的測距模式。應(yīng)注意，有些型號的全站儀在距離測量時不能設(shè)定儀器高和棱鏡高，顯示的高差值是全站儀橫軸中心與棱鏡中心的高差。1.2.2全站儀使用方法（1）將儀器安置到三腳架上：將儀器小心地安置到三腳架上，松開中心連接螺旋，在架頭上輕移儀器，直到錘球?qū)?zhǔn)測站點(diǎn)標(biāo)志中心，然后輕輕擰緊連接螺旋。（2）利用圓水準(zhǔn)器粗平儀器①旋轉(zhuǎn)兩個腳螺旋A、B，使圓水準(zhǔn)器氣泡移到與上述兩個腳螺旋中心連線相垂直的一條直線上。②旋轉(zhuǎn)腳螺旋C，使圓水準(zhǔn)器氣泡居中。（3）利用長水準(zhǔn)器精平儀器①松開水平制動螺旋、轉(zhuǎn)動儀器使管水準(zhǔn)器平行于某一對腳螺旋A、B的連線。再旋轉(zhuǎn)腳螺旋A、B，使管水準(zhǔn)器氣泡居中。②將儀器繞豎軸旋轉(zhuǎn)90º（100g），再旋轉(zhuǎn)另一個腳螺旋C，使管水準(zhǔn)器氣泡居中。③再次旋轉(zhuǎn)90º，重復(fù)①②，直至四個位置上氣泡居中為止。（4）利用光學(xué)對中器對中根據(jù)觀測者的視力調(diào)節(jié)光學(xué)對中器望遠(yuǎn)鏡的目鏡。松開中心連接螺旋、輕移儀器，將光學(xué)對中器的中心標(biāo)志對準(zhǔn)測站點(diǎn)，然后擰緊連接螺旋。在輕移儀器時不要讓儀器在架頭上有轉(zhuǎn)動，以盡可能減少氣泡的偏移。（5）最后精平儀器按第4步精確整平儀器，直到儀器旋轉(zhuǎn)到任何位置時，管水準(zhǔn)氣泡始終居中為止，然后擰緊連接螺旋。1.3全站儀的主要放樣功能1.3.1全站儀放樣已知方向的長度由于全站儀一般都具有斜距換算平距功能。因此,使用全站儀放樣長度的方法很簡單。具體步驟可如下:（1)首先安置全站儀于A點(diǎn),照準(zhǔn)放樣方向B,將溫度、濕度、氣壓及各種參數(shù)輸入全站儀中。（2)在目標(biāo)方向線AB上(全站儀用跟蹤測量方式)移動反光鏡,當(dāng)全站儀平距顯示為待放樣距離S時,固定反光鏡,整平后,松開制動螺旋,在三角架上平移反光鏡到目標(biāo)方向、并使顯示器為待放樣值S為止,固定反光鏡。（3)將反光鏡中心投影到地面上定一點(diǎn),此點(diǎn)即為持定點(diǎn)。其距離為近似的放樣值S。（4)若要求放樣長度精度較高時,在上述放樣后,用歸化法進(jìn)行改正。在點(diǎn)精確安置反光鏡,用全站儀測量該距離,其值為,差值為()。（5)在AB方向線上,按ΔS的符號,向前(后)量取ΔS,定點(diǎn)P,則P點(diǎn)為最終點(diǎn)位,AP=S。1.3.2全站儀放樣已知角度在一些建筑工程建設(shè)過程中,經(jīng)常需根據(jù)已知方向放樣出一直角或任意角度,其具體步驟可如下:（1)如圖1-1所示安置全站儀于A點(diǎn),將溫度、濕度、氣壓及各種參數(shù)輸入全站儀中。在B點(diǎn)(已知方向點(diǎn))安置反光鏡。（2)照準(zhǔn)反光鏡B,并使儀器顯示角值為0°00′00″。（3)順時針轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部(也使全站儀用跟蹤測量方式)瞄準(zhǔn)另一反光鏡(可用單桿棱鏡),移動這面反光鏡,直到全站儀顯示器顯示角值為放樣的角值(β),固定反光鏡,將反光鏡中心投影到地面上定一點(diǎn)P,則AP方向即為要放樣的方向（4)若要求放樣的角值精度較高時,在上述放樣后,可認(rèn)為第次放樣的位置為P′(如圖1-1所示)。（5)用全站儀精確測量∠BAP′=β′,并測量距離SAP′=S,若放樣的角值為β,則計(jì)算Δβ=β-β′,q=Δβ/ρ″×S(ρ″=206265″)圖1-1角度放樣原理（6)經(jīng)過計(jì)算求出q值,則在P′點(diǎn)上作AP′垂線,在垂線上量q值,則∠BAP即為要放樣的角值。1.3.3全站儀放樣高程點(diǎn)全站儀放樣高程點(diǎn)一般較復(fù)雜一點(diǎn),如放樣建筑工程場地的±0水準(zhǔn)點(diǎn)。假設(shè)建筑工程場地附近有一已知高程點(diǎn)A,其高程為HA,放樣的高程點(diǎn)高程為HP,則放樣步驟如下:(1)如圖1-2所示安置全站儀于A點(diǎn),量儀器高,將溫度、濕度、氣壓及各種參數(shù)輸入全站儀中。圖1-2放樣高程點(diǎn)（2)在放樣的地方安置反光鏡,測出反光鏡的鏡上中心高程,并計(jì)算Δh=-。（3)從反光鏡的鏡上中心向上(下)量取Δh定出一點(diǎn)P′,則此點(diǎn)即為要放樣的高程點(diǎn)。（4)若要求放樣的高程精度較高時,在上述放樣后,可對P′點(diǎn)進(jìn)行改正,如圖1-2所示用全站儀精確測P′點(diǎn)的高程為HP′,計(jì)算:-=。（5)從P′向上(下)量取ΔH,定出的點(diǎn)P,即為要精確放樣的高程點(diǎn)P。1.3.4全站儀坐標(biāo)放樣在已知坐標(biāo)點(diǎn)上，架儀器，整平對中。開機(jī)初始設(shè)定，選擇坐標(biāo)放樣程序，輸入測站點(diǎn)坐標(biāo)（架儀器點(diǎn)坐標(biāo)），輸入另一已知坐標(biāo)點(diǎn)（后視點(diǎn)）的坐標(biāo)或角度。對準(zhǔn)(后視點(diǎn)）確認(rèn)，可以放樣了，輸入要放樣點(diǎn)的坐標(biāo)，轉(zhuǎn)儀器角度歸零，在視線上架棱鏡，測量，調(diào)整棱鏡在視線上的距離。距離差為零就搞定這個點(diǎn)，然后放樣下個點(diǎn)。1.4全站儀日常使用時應(yīng)注意事項(xiàng)（1）全站儀應(yīng)由專人使用、保管。開箱后提取儀器前，要看準(zhǔn)儀器在箱內(nèi)放置的方式和位置，裝卸儀器時必須握住全站儀的提手，將儀器從儀器箱取出或裝入儀器箱時，請握住儀器提手和底座，不可以握住顯示單元的下部進(jìn)行提拿。儀器用畢，先蓋上物鏡罩，并擦去表面的灰塵。運(yùn)輸全站儀時應(yīng)有防震墊，以防震動和沖撞。（2）測量時不要將望遠(yuǎn)鏡正對太陽，否則會損壞全站儀內(nèi)部電子元件。（3）旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部時應(yīng)勻速旋轉(zhuǎn)，切忌急速轉(zhuǎn)動，以免對全站儀造成損壞。（4）高溫天氣時全站儀必須撐傘作業(yè)，否則全站儀內(nèi)部溫度容易升到60℃—70℃，從而縮短了使用壽命。高精度測量時，都要給全站儀和腳架遮擋直射的陽光。（5）全站儀在潮濕環(huán)境和塵土環(huán)境中工作時，作業(yè)結(jié)束清潔鏡頭時先用毛刷刷去鏡頭上的塵土，然后用潔凈的浸有無水酒精(乙醚)的棉布擦拭鏡頭。（6）任何溫度的突變都會縮短全站儀的測程或者使全站儀受潮，全站儀在使用時有一個適應(yīng)環(huán)境溫度的緩變過程，測量時應(yīng)在全站儀適應(yīng)溫度后再進(jìn)行測量高程，以提高測量精度。（7）長期不用全站儀時應(yīng)定期通電，每季節(jié)大概1—3個月通電一次，每次通電時間約為1小時，電池應(yīng)按說明書規(guī)定定期充電。（8）清除箱中塵土?xí)r不要使用汽油或稀釋劑，應(yīng)用使用浸有中性洗滌劑的清潔劑進(jìn)行清洗。（9）電池剩余容量顯示級別與當(dāng)前的測量模式有關(guān)，在角度測量的模式下，電池剩余容量夠用，并不能夠保證電池在距離測量模式下也能用，因?yàn)榫嚯x測量模式耗電高于角度測量模式，當(dāng)從角度模式轉(zhuǎn)換為距離模式時，由于電池容量不足，不時會中止測距。2、全站儀在道路工程線路中的放樣應(yīng)用道路工程測量是指道路工程在勘測設(shè)計(jì)、施工和管理階段所進(jìn)行的測量工作。其主要任務(wù)是：為道路的設(shè)計(jì)提供地形圖、斷面圖及其他基礎(chǔ)資料；按設(shè)計(jì)要求將設(shè)計(jì)額路線、橋涵、隧道及其附屬構(gòu)建物的位置標(biāo)定于實(shí)地，以便于施工；為道路竣工、檢查、驗(yàn)收、質(zhì)量評定等提供資料。道路工程線路放樣工作主要包括：線路中線放樣、路基施工放樣、路面施工測量等內(nèi)容。全站儀在線路工程中起到越重要的作用。線路中線放樣中運(yùn)用全站儀放樣的主要是平面曲線。一般的平面曲線是按“直線+緩和曲線+圓曲線+緩和曲線+直線”的順序連接組成完整的線形。平面曲線最基本的線形元素是圓曲線和緩和曲線，其它曲線都是由它們兩個派生出來的。2.1利用全站儀任意設(shè)站放樣道路曲線原理全站儀任意設(shè)站測設(shè)曲線主要是曲線測設(shè)資料的計(jì)算問題。該方法的計(jì)算原理及思路為:把由直線段、圓曲線段、緩和曲線段組合而成的曲線歸算到統(tǒng)一的導(dǎo)線測量坐標(biāo)系統(tǒng)中，便于計(jì)算放樣元素。為線路的轉(zhuǎn)向角，d為線路中心線至邊線的距離。以ZH為坐標(biāo)原點(diǎn)建立切線支距坐標(biāo)系。在導(dǎo)線測量坐標(biāo)系中，ZH到JD的方位角，可由該兩點(diǎn)的導(dǎo)線測量坐標(biāo)反算得到。當(dāng)設(shè)計(jì)給定曲線交點(diǎn)JD的坐標(biāo)()，ZH與交點(diǎn)JD連線的方位角及ZH點(diǎn)的里程和曲線單元的左右偏情況(用cc表示，cc=－1表示左偏，cc=+1表示右偏)，那么只要輸入曲線上任意一點(diǎn)的里程，就可以求出曲線單元任意一點(diǎn)的設(shè)計(jì)坐標(biāo)。有了統(tǒng)一的坐標(biāo)，即可求出儀器架設(shè)在導(dǎo)線點(diǎn)或其他任意支點(diǎn)上測設(shè)曲線的放樣元素。（1）曲線綜合要素的計(jì)算設(shè)圓曲線的半徑為R,,兩端緩和曲線長為,曲線的轉(zhuǎn)向角為，即可計(jì)算切線長T、曲線總長L和切曲差q等要素。計(jì)算公式如下：（2-1）（2）第一緩和曲線單元設(shè)計(jì)坐標(biāo)計(jì)算若i在ZH～HY段時，按切線支距法求出i點(diǎn)在ZH點(diǎn)切線支距坐標(biāo)系中的坐標(biāo)()及i點(diǎn)的切線的傾角β。設(shè)，與分別為i點(diǎn)和ZH的里程，則（2-2）式中，為自ZH點(diǎn)起的曲線長;緩和曲線長;R為圓曲線的半徑;ρ為1800/π。通過坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)公式，求得i點(diǎn)在路線導(dǎo)線測量坐標(biāo)系中的坐標(biāo)（）和該點(diǎn)切線的方位角，計(jì)算公式如下：（2-3）（3）帶緩和曲線的圓曲線單元設(shè)計(jì)坐標(biāo)計(jì)算若i點(diǎn)在HY～YH段時，按切線支距法求出i點(diǎn)在ZH點(diǎn)切線支距坐標(biāo)系中的坐標(biāo)()及i點(diǎn)切線的傾角β。設(shè)，則（2-4）然后，按公式(2-3)計(jì)算i點(diǎn)在路線導(dǎo)線測量坐標(biāo)系中的坐標(biāo)()和該點(diǎn)切線的方位角。（4）第二緩和曲線單元設(shè)計(jì)坐標(biāo)計(jì)算若i點(diǎn)在HY～HZ段時，其i點(diǎn)的切線支距坐標(biāo)()及i點(diǎn)切線的傾角β計(jì)算同公式(2-2)。需要注意的是（2-5）然后，按公式(2-2)、(2-3)計(jì)算求得i的在路線導(dǎo)線測量坐標(biāo)系中的坐標(biāo)()和該點(diǎn)切線的方位角。2.2全站儀坐標(biāo)法放樣在道路曲線放樣測量中的應(yīng)用（1）放樣方法1)根據(jù)所放樣點(diǎn)的里程，計(jì)算出各放樣點(diǎn)的坐標(biāo)。2)在已知控制點(diǎn)上架設(shè)全站儀，后視一控制點(diǎn)，檢核另一控制點(diǎn)，待檢核無誤后方可開始放樣。具體放樣方法：使儀器站與后視控制點(diǎn)的坐標(biāo)方位角為全站儀水平角起算值，將全站儀拔到儀器站與待放點(diǎn)的坐標(biāo)方位角值，根據(jù)待放點(diǎn)與儀器站的距離指揮棱鏡在此方向最終達(dá)到待放點(diǎn)的位置。（2）計(jì)算公式一般設(shè)計(jì)圖紙上，都可查出路線各交點(diǎn)的坐標(biāo)、里程及圓曲線的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)（偏角、半徑R、切線長T、曲線長L、矢距E）。1）直線段：P點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算如下：圖2-1直線段放樣如圖2-1中：為交點(diǎn)2的X坐標(biāo);為交點(diǎn)2的Y坐標(biāo);為P點(diǎn)的里程;為交點(diǎn)2的里程;為交點(diǎn)2到交點(diǎn)1的坐標(biāo)方位角。2）圓曲線段：如圖2-2中，P點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算如下：圖2-2圓曲線放樣（2-6）其中，為圓心O到P點(diǎn)的坐標(biāo)方位角。計(jì)算如下：（2-7）如果路線左偏，則：（2-8）為P點(diǎn)的里程，為直圓點(diǎn)的里程，R為半徑,αO-直圓點(diǎn)為圓心O到直圓點(diǎn)的坐標(biāo)方位角。、為圓心坐標(biāo)，計(jì)算如下：（2-9）其中，為交點(diǎn)2的X坐標(biāo)，為交點(diǎn)2的Y坐標(biāo)，E為矢距,R為半徑。為交點(diǎn)2到圓心O的坐標(biāo)方位角。(2-10)如果路線左偏，則：(2-11)2.3道路工程中全站儀的曲線放樣的實(shí)例以下分別是某條專用線中一條曲線的放樣實(shí)例，在放樣中使用的全站儀是徠卡TCR802全站儀。已知曲線轉(zhuǎn)角=34°30'00″，半徑R=150m，緩和曲線長l0=50m，線路前進(jìn)偏向?yàn)橛移?，交點(diǎn)JD的里程樁號為K0+100，的坐標(biāo)(3868757.654,503250.052)，JD到ZH點(diǎn)方位角=258°30'31″。根據(jù)以上已知信息計(jì)算得到曲線綜合要素為:切線長T=71.768m，曲線長L=140.321m，外矢距E=7.791m，切曲差q=3.216m。在此次放樣中，以10m為樁距，計(jì)算所得的各放樣點(diǎn)中樁的里程、橫坐標(biāo)以及縱坐標(biāo)如表2-1所示：表2-1綜合曲線放樣計(jì)算成果表點(diǎn)號及樁位樁號坐標(biāo)X坐標(biāo)YZH中樁K0+28.2335743.35630179.72201中樁K0+30.0035743.70830181.45502中樁K0+40.0035745.66530191.26203中樁K0+50.0035747.46830201.09804中樁K0+60.0035748.98430210.98205中樁K0+70.0035750.08130220.92HY中樁K0+78.2335750.57330229.13607中樁K0+80.0035750.62230230.90408中樁K0+90.0035750.5130240.901QZ中樁K0+98.3935749.90230249.2710中樁K0+100.0035749.73230250.86911中樁K0+110.0035748.29230260.763YH中樁K0+118.5535746.53930269.13313中樁K0+120.0035746.19630270.53914中樁K0+130.0035743.48530280.16315中樁K0+140.0035740.28330289.63616中樁K0+150.0035736.72330298.9817中樁K0+160.0035732.93230308.233HZ中樁K0+168.5535729.60230316.111經(jīng)過計(jì)算得到上述放樣數(shù)據(jù)后，即可到實(shí)地進(jìn)行放樣工作。具體操作步驟如下:(1)在JD上架設(shè)全站儀，開機(jī)(此儀器的對中裝置為激光對點(diǎn)器)，反復(fù)對中、整平后，按菜單鍵，選取“常用程序”，再選取“放樣”。(2)繼續(xù)在操作界面上選取“設(shè)置作業(yè)”，則按照提輸入，新建一個作業(yè)。(3)選取“設(shè)置測站”，輸入測站點(diǎn)(JD)的點(diǎn)號名、坐標(biāo)(3868757.654，503250.052)，點(diǎn)擊“確定”保存。(4)選取“定向”，會出現(xiàn)“人工定向”和“坐標(biāo)定向”兩個選項(xiàng)，這里選擇“坐標(biāo)定向”，輸入后視定向點(diǎn)坐標(biāo)(3868731.464,503212.226)，然后在后視點(diǎn)立鏡，進(jìn)行檢核。(5)選取“開始放樣”，鍵入ZH點(diǎn)的點(diǎn)號及坐標(biāo)(3868743.356，503179.722)后，照準(zhǔn)棱鏡測距，此時全站儀的顯示器上會顯示當(dāng)前位置與放樣點(diǎn)的距離和角度偏差，并提示立鏡者應(yīng)該前進(jìn)或后退多少距離，向左或向右偏移多大角度。(6)通過對講機(jī)向立鏡者傳達(dá)全站儀提示的信息，指導(dǎo)其調(diào)整鏡位，從而放樣出符合精度要求的點(diǎn)位，然后在放樣出的點(diǎn)上做上標(biāo)記。至此，已成功放樣出第一個點(diǎn)ZH點(diǎn)，重復(fù)操作步驟(5)和(6)，進(jìn)行其他點(diǎn)的放樣，直到放樣出所有的點(diǎn)為止。3、全站儀在建筑工程施工中的放樣應(yīng)用近年來隨著社會經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，提高了測繪技術(shù)的水平，同時，測繪作業(yè)手段也有了一個質(zhì)的飛躍，從而減輕了野外作業(yè)的勞動強(qiáng)度，且提高了工作效率。建筑工程測量是建筑工程建設(shè)勘測、設(shè)計(jì)、施工、管理各個階段所進(jìn)行的測量工作，是為建筑工程各項(xiàng)工作進(jìn)行服務(wù)的工作，是為建筑工程提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與圖紙的重要工作，其是工程建設(shè)項(xiàng)目的指引，是保障建筑工程質(zhì)量的基礎(chǔ)工作。隨著現(xiàn)代建筑工程建設(shè)企業(yè)的不斷發(fā)展以及建筑測量新技術(shù)的應(yīng)用，建筑工程建設(shè)企業(yè)對工程測量工作的認(rèn)識不斷加深，這為有效提高建筑工程測量工作質(zhì)量，保障簡述工程施工質(zhì)量，促進(jìn)工程建設(shè)勘測、設(shè)計(jì)、施工管理等各個階段的工作開展有重要的意義。加強(qiáng)建筑工程測量工作是現(xiàn)代建筑工程建設(shè)中的重要工作之一，是工程投資建設(shè)企業(yè)必須重視的重要工作。建筑工程施工放樣的主要工作包括：利用控制點(diǎn)測定地面上地形特征點(diǎn)，根據(jù)建筑物的設(shè)計(jì)尺寸，找出建筑物各部分特征點(diǎn)與控制點(diǎn)之間位置的幾何關(guān)系，算出距離，角度，高程等放樣數(shù)據(jù)，然后利用控制點(diǎn)在實(shí)地上定出建筑物的特征點(diǎn)，據(jù)以施工。3.1全站儀在建筑工程平面施工放樣定位建筑物施工放樣，由于受施工場地的限制，如場地小、高差大、受到腳手架及模板等影響通視性不好,其施工放樣基本上還是以皮尺為主，輔以經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀的傳統(tǒng)測量方式，不但精度低，而且很容易造成差錯，不但影響了建筑物的測量質(zhì)量，而且也會產(chǎn)生沒必要的糾紛。建筑物樓層施工放樣采用全站儀，注意全站儀的一些使用方法,不但可以大大方便建筑物平面和高程施工放樣定位，進(jìn)行高程、平面測量控制，垂直度觀測，而且可以大大提高施工放樣的準(zhǔn)確度和精確度。（1）全站儀的一般操作程序儀器對中、整平一打開電源→水平度盤和垂直度盤指標(biāo)的設(shè)置→設(shè)置儀器參數(shù)→進(jìn)入測量模式→調(diào)焦和照準(zhǔn)。顯示（輸出）測量結(jié)果。（2）全站儀在施工測量各階段的應(yīng)用施工單位進(jìn)場后，其測量的首要工作是對擬建建筑物四周的城市導(dǎo)線點(diǎn)的坐標(biāo)及高程等起始數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)核。在此階段，可用全站儀對城市導(dǎo)線點(diǎn)進(jìn)行兩測回的測角、測距，聯(lián)測數(shù)據(jù)的精度滿足測量規(guī)范的要求后，即可將其作為該工程布設(shè)建筑平面控制網(wǎng)的基準(zhǔn)點(diǎn)和起算數(shù)據(jù)。其具體方法如下：1）選取兩城市控制網(wǎng)點(diǎn)、。將點(diǎn)作為測站點(diǎn)并在此架設(shè)全站儀將點(diǎn)作為目標(biāo)點(diǎn)，把棱鏡架于其上。2）對全站儀進(jìn)行對中、整平，并設(shè)置好儀器參數(shù)。3）將儀器照準(zhǔn)方向的方向值設(shè)置成零度。全站儀可按要求的次數(shù)，進(jìn)行多次測距和水平角的復(fù)測并顯示其平均值。為占地面積寬廣、體量龐大的建筑物提供起始控制數(shù)據(jù)的城市導(dǎo)線點(diǎn)之間的距離可能較遠(yuǎn)。當(dāng)兩導(dǎo)線點(diǎn)之間距離達(dá)到200-300m時，用一般光學(xué)儀器來觀測就很容易引起誤差；如果使用全站儀來觀測就方便得多，而且測量精度高。其使用三棱鏡的最遠(yuǎn)測距可達(dá)4.0km。（3）通過坐標(biāo)放樣建立平面控制面控制網(wǎng)是建筑物定位的基本依據(jù)，其原則是整體控制局部，高精度控制低精度。使用全站儀的坐標(biāo)放樣功能可準(zhǔn)確、方便地測設(shè)出整個建筑的平面控制網(wǎng)，并進(jìn)而加密成建筑方格網(wǎng)其具體方法如下：1）根據(jù)施工圖紙，計(jì)算出各控制點(diǎn)及其它待放樣點(diǎn)的坐標(biāo)。2）選取兩城市控制網(wǎng)點(diǎn)、，其坐標(biāo)己知。把N2點(diǎn)作為測站點(diǎn)，點(diǎn)作為后視點(diǎn)。把全站儀架在點(diǎn)上，把一臺棱鏡架在后視點(diǎn)，另一臺帶有測桿的棱鏡由另一名測量人員來放置，其放置的具體位置聽從儀器操作人員的指揮。3）對全站儀進(jìn)行對中和整平，設(shè)置好儀器參數(shù)。4）進(jìn)入坐標(biāo)放樣模式，輸入測站點(diǎn)的坐標(biāo)、儀器高、目標(biāo)高。5）進(jìn)入方位角的設(shè)置狀態(tài)，輸入后視點(diǎn)的坐標(biāo)。精確照準(zhǔn)后視點(diǎn)棱鏡中心，儀器根據(jù)測站點(diǎn)和后視點(diǎn)坐標(biāo)，將自動完成后視點(diǎn)方位角的設(shè)備。6）再次進(jìn)入坐標(biāo)放樣模式，輸入待放樣點(diǎn)的坐標(biāo)。7）旋轉(zhuǎn)儀器的照準(zhǔn)部，使所顯示的水平角讀數(shù)為零。此時，照準(zhǔn)部所照準(zhǔn)的方向即為待測點(diǎn)的方向。儀器操作人員可指揮持棱鏡的操作人員按此方向移動棱鏡。照準(zhǔn)帶測桿的棱鏡（待放樣點(diǎn)附近），通過對照準(zhǔn)點(diǎn)的測量，儀器顯示出預(yù)先輸入的待放樣值與實(shí)測值之差，即顯示值=實(shí)測值-放樣值。8）根據(jù)顯示值，指揮持棱鏡的測量人員，沿照準(zhǔn)方向移動帶測桿的棱鏡，直到觀測屏幕上的顯示值在誤差范圍之內(nèi)。9）在測桿指示的位置埋上刻有“十”字絲的螺栓，用水泥砂漿將螺栓固定。傳統(tǒng)的放樣工作使用經(jīng)緯儀、鋼尺、線墜等儀器，通過經(jīng)緯儀撥角度、定方向以及鋼尺量具來進(jìn)行。這種方式工作量大、誤差大、易出錯。特別是在施工前期的定位階段，還容易受地形條件的限制。利用全站儀的坐標(biāo)放樣功能可有效地克服傳統(tǒng)放樣工作中的弊端，在測量過程中大大減少設(shè)站次數(shù)，可直接進(jìn)行放樣并省去現(xiàn)場的記錄工作。3.2全站儀在建筑工程中高程施工放樣定位一般工程場場地高差不大（深基坑除外），其平面和高程采用傳統(tǒng)的經(jīng)緯儀交匯和水準(zhǔn)儀測量方法可以勝任，但是采用全站儀進(jìn)行測量，不但可以使平面和高程同時得到控制，而且可以解決場地高差大（如深基坑和樓層）的水準(zhǔn)測量問題。由于水準(zhǔn)測量，受到地形起伏的影響，相鄰站點(diǎn)之間高差不能太大。有深基坑的工地和不同樓層，普通水準(zhǔn)測量很難做到對其進(jìn)行高程控制，只能采用三角高程測量或用皮尺測量。用全站儀不但能進(jìn)行三角高程測量，而且精度能達(dá)到要求。下面來分析一下三角高程測量方法，分析其誤差來源，利用全站儀功能上的優(yōu)勢，改進(jìn)測量方法，從而減少其誤差影響，提高高程控制精度。高程測量在整個測量工作中所占的工作量很大，同時也是測量工作的重要組成部分。利用全站儀的距離測量模式進(jìn)行高程控制。具體方法如下：(1）將全站儀架在水準(zhǔn)點(diǎn)附近。(2）將兩根裝有棱鏡的測桿，一根立在BMI點(diǎn)上，另一根立在需測標(biāo)高的點(diǎn)上。(3）將全站儀對中、整平，進(jìn)入距離測量模式，分別測出儀器至點(diǎn)的平距、斜距和高差及儀器至所求點(diǎn)的平距、斜距和高差。(4）若測桿1與側(cè)桿2的高度一致，則所求點(diǎn)A的計(jì)算式為：(2-12)如果儀器至測桿1測得為負(fù)高差，則前變符號為“+”。兩測桿高度不一致時，如測桿2大于測桿1一個差值，則兩桿的高差減去這一差值；否則相加。(5）通過架設(shè)的水準(zhǔn)儀，可把A點(diǎn)的標(biāo)高引測到樓面上的其它位置（見圖3-1）圖3-1全站儀高程傳遞原理傳統(tǒng)的高程控制方法的缺點(diǎn)是工作量大，容易引起誤差。通過全站儀三角高程測距法進(jìn)行標(biāo)高控制，對施工作業(yè)干擾少、工作量小，引測速度快。3.3建筑樓層架設(shè)全站儀進(jìn)行施工放樣實(shí)例施工現(xiàn)場準(zhǔn)備、基礎(chǔ)階段及低樓層的定位放樣測量，施工場地基本上還不會受到腳手架及模板的影響，高差不大，通視性好，用全站儀很容易做到在地面上對其平面和高程施工放樣定位控制，但是幾十層高的樓房，在地面對其進(jìn)行施工放樣定位，不但只能對四周的點(diǎn)進(jìn)行測量，而且還會受到腳手架及模板的遮擋影響，無法通視；另外地面上站點(diǎn)很容易被來往車輛破壞?，F(xiàn)在樓層上柱、梁的放樣定位基本還是用皮尺在拉，很容易造成定位不準(zhǔn)確，甚至錯誤。因此要想方設(shè)法實(shí)現(xiàn)在樓板上或已安裝好的模板上架設(shè)全站儀，也就是說要想方設(shè)法解決樓層間儀器通視性問題，把地面上已知點(diǎn)的坐標(biāo)傳遞到樓板上的站點(diǎn)。解決問題的方法是在樓板上預(yù)留一個直徑10cm的孔洞，暫不澆搗水泥（后澆帶處理）,作為上下樓層站點(diǎn)對中的通視孔,使下層的已知點(diǎn)坐標(biāo)順利傳遞到上層樓板。一個普通建筑物，一般只要預(yù)留3-4個孔洞，就能順利將底層坐標(biāo)向屋面板傳遞。各層樓板預(yù)留的通視孔不一定要垂直，若全站儀對中器放大倍數(shù)比較大，且目標(biāo)光線明亮，能看清楚對中目標(biāo)，則可以盡量讓多個樓層預(yù)留的通視孔上下垂直通視，這樣可以避免或減少控制點(diǎn)布設(shè)的誤差。結(jié)論本文主要研究了全站儀在道路工程和建筑工程施工放樣的應(yīng)用的問題，在參考了許多文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，研究了許多工程施工放樣的方法，并通過具體的實(shí)例給出了全站儀在各類工程中應(yīng)用的方法，本文主要有三個方面：（1）介紹了全站儀的主要特點(diǎn)，在工程施工放樣中主要的功能。（2）全站儀在道路工程與建筑工程中施工放樣的應(yīng)用，研究根據(jù)不同的工程特點(diǎn)運(yùn)用不同的方法放樣出所需的工程點(diǎn)位，以及相同工程中不同的放樣理論方法。（3）結(jié)合