劉艷杰 張信栓

(1.河南理工大學(xué)，河南 焦作 454000； 2.河南農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院，河南 中牟 451450)

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αAB=arctan((YB-YA)/(XB-XA))。

X1=XA+D1cosαAB。

Y1=YA+D1sinαAB。

X2=XA+D2cosαAB。

Y2=YA+D2sinαAB。

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Xn=X1+DncosαAB。

Yn=Y1+DnsinαAB。

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全站儀坐標(biāo)法在直線定線中的應(yīng)用

劉艷杰1，2張信栓2

(1.河南理工大學(xué)，河南 焦作 454000； 2.河南農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院，河南 中牟 451450)

針對(duì)實(shí)際施工測(cè)量中存在的問(wèn)題，對(duì)全站儀坐標(biāo)法直線定線的具體實(shí)施過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)介紹，指出該方法在實(shí)際的工程施工定線中有較好的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，能夠解決施工中直線定線的難題。

全站儀，直線定線，坐標(biāo)法，施工測(cè)量

0 引言

全站儀是一種集光、機(jī)、電為一體的高技術(shù)測(cè)量?jī)x器，是集水平角、垂直角、距離、高差測(cè)量功能于一體的測(cè)繪儀器系統(tǒng)。在外業(yè)測(cè)量過(guò)程中，它能對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的記錄、儲(chǔ)存、計(jì)算并顯示出所需要的測(cè)量成果。測(cè)量作業(yè)所需要的已知數(shù)據(jù)也可以從計(jì)算機(jī)輸入全站儀，從而使測(cè)量的外業(yè)工作高效化，而且可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)測(cè)量作業(yè)的高度自動(dòng)化。

在實(shí)際施工測(cè)量中，經(jīng)常遇到直線定點(diǎn)的情況，由于有些直線較長(zhǎng)，其間難免遇到有建筑物或樹(shù)林等障礙物遮擋的情況，使得常規(guī)直線工作難以進(jìn)行?；诖朔N情況，國(guó)內(nèi)諸多文獻(xiàn)對(duì)此作了許多研究，提出了一些很好的測(cè)量方法：比如點(diǎn)坐標(biāo)已知的情況下對(duì)直線外設(shè)站放樣直線上任意點(diǎn)進(jìn)行了探討；根據(jù)極坐標(biāo)的方法，在假設(shè)角度的情況下對(duì)不通視直線段上的點(diǎn)的施工放樣進(jìn)行研究。當(dāng)在不通視直線段上，兩端點(diǎn)坐標(biāo)未知，周?chē)鸁o(wú)已知點(diǎn)，此時(shí)要在直線段上定出中間若干點(diǎn)的位置，以上方法都難以實(shí)現(xiàn)。本文主要針對(duì)這種情況進(jìn)行探討，并通過(guò)間接的方法確定出中間點(diǎn)的位置，在實(shí)際施工工作中能夠得到較好的效果。

1 直線定線的概念和方法

測(cè)量距離或者在直線放線時(shí)，如果兩點(diǎn)之間距離較長(zhǎng)(超過(guò)一個(gè)尺段長(zhǎng))，會(huì)使沿直線測(cè)量距離或者直線定線時(shí)發(fā)生困難。這時(shí)需要在直線的方向上標(biāo)定出若干個(gè)點(diǎn)，使它們?cè)谕恢本€上，作為分段測(cè)量距離或直線放線的依據(jù)，這項(xiàng)工作成為直線定線。一般在兩點(diǎn)通視的情況下可采用目估法定線和儀器(經(jīng)緯儀等)定線。但是在不通視的情況下，再采用上述兩種方法都難以實(shí)現(xiàn)。本文主要介紹了全站儀坐標(biāo)法直線定線，對(duì)于不通視的情況，能夠快速實(shí)現(xiàn)直線定線的目的。

2 全站儀坐標(biāo)法直線定線

A，B兩點(diǎn)實(shí)地位置如圖1所示，某單位要在A，B兩點(diǎn)間進(jìn)行直線定線，但A，B被一高層建筑物遮擋，該單位應(yīng)用南方全站儀(NTS-340)坐標(biāo)法完成了該項(xiàng)目的直線定線工作。

2.1 坐標(biāo)系中坐標(biāo)反算

以C點(diǎn)為假定控制點(diǎn)，且C點(diǎn)與A，B兩點(diǎn)均通視，假設(shè)它的坐標(biāo)為(100.000，100.000)，用磁北方向進(jìn)行定向，在C點(diǎn)架設(shè)全站儀建站(見(jiàn)圖2)，先對(duì)中整平，輸入測(cè)站點(diǎn)的坐標(biāo)(100.000，100.000)，輸入后視方向方位角為0.000 0，然后旋轉(zhuǎn)全站儀照準(zhǔn)磁北方向，進(jìn)行定向(如圖3所示)。再把全站儀分別照準(zhǔn)A，B方向，測(cè)得A，B兩點(diǎn)的坐標(biāo)(如圖4所示)。然后應(yīng)用坐標(biāo)反算法計(jì)算出A，B兩點(diǎn)間距離為DAB和假定坐標(biāo)系中坐標(biāo)方位角為αAB。

αAB=arctan((YB-YA)/(XB-XA))。

2.2 坐標(biāo)系中坐標(biāo)正算

將A，B兩點(diǎn)間距離分為n+1段，每段相對(duì)于起點(diǎn)的距離為D1，D2,…，Dn,利用坐標(biāo)正算出這n點(diǎn)坐標(biāo)為(X1,Y1),(X2,Y2),…，(Xn,Yn)。

X1=XA+D1cosαAB。

Y1=YA+D1sinαAB。

X2=XA+D2cosαAB。

Y2=YA+D2sinαAB。

?

Xn=X1+DncosαAB。

Yn=Y1+DnsinαAB。

2.3 在A，B兩點(diǎn)間定出n個(gè)點(diǎn)同樣在A點(diǎn)或B點(diǎn)架設(shè)全站儀，對(duì)中整平，然后輸入測(cè)站點(diǎn)A點(diǎn)或B點(diǎn)的坐標(biāo)，以C點(diǎn)作為后視方向定向，依次將這n點(diǎn)在實(shí)地放樣出來(lái)，并打好木樁。

=

2.4A，B兩點(diǎn)間定線

用石灰在實(shí)地把A,1,2,3,…,n,B點(diǎn)鋪設(shè)出來(lái)，A,B兩點(diǎn)之間的直線定線工作就完成了。

2.5 直線定線校核

在1點(diǎn)架設(shè)好全站儀，將儀器對(duì)中整平后，照準(zhǔn)2點(diǎn)，方向值設(shè)為0.000 0，然后旋轉(zhuǎn)全站儀，照準(zhǔn)2方向，記錄下該方向角度，用同樣方法在2點(diǎn)架設(shè)全站儀，照準(zhǔn)1方向，方向值設(shè)為0.000 0，然后旋轉(zhuǎn)全站儀，照準(zhǔn)3方向，同樣記錄下該方向角度，依次類(lèi)推，所有放樣點(diǎn)都測(cè)繪完后，計(jì)算所有轉(zhuǎn)折角角度之和，當(dāng)所有轉(zhuǎn)折角之和在限差范圍內(nèi)時(shí)，則滿足要求。否則，則要重新進(jìn)行直線定線。

3 全站儀坐標(biāo)法直線定線的幾點(diǎn)體會(huì)

通過(guò)本文分析和實(shí)際測(cè)量作業(yè)的驗(yàn)證，得到以下結(jié)論：

1)使用全站儀坐標(biāo)法直線定線時(shí)，儀器操作簡(jiǎn)單、易于理解，在實(shí)際操作過(guò)程中較靈活，各項(xiàng)數(shù)據(jù)通過(guò)全站儀內(nèi)置程序自動(dòng)運(yùn)算，測(cè)線定點(diǎn)的速度快，和通常測(cè)量定線方法相比，工作效率提高一半以上。

2)因全站儀測(cè)距和測(cè)角精度比較高，用全站儀坐標(biāo)法在不通視兩點(diǎn)間直線定線比傳統(tǒng)目估法和經(jīng)緯儀定線法進(jìn)行直線定線在精度方面提高一個(gè)等級(jí)。

3)在建筑物、構(gòu)筑物和山區(qū)進(jìn)行兩點(diǎn)間的直線定線時(shí)，該方法更為實(shí)用，具有很大的優(yōu)勢(shì)。

4)測(cè)線上轉(zhuǎn)點(diǎn)的點(diǎn)位精度主要受觀測(cè)邊的測(cè)距誤差的影響。距離測(cè)量誤差主要受儀器測(cè)量精度的限制，在天頂距較小時(shí)，測(cè)距誤差的影響較小，隨著天頂距的增大，其誤差影響也隨之增大。所以測(cè)量的過(guò)程中應(yīng)關(guān)注測(cè)距的精度問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

本文討論了如何利用全站儀坐標(biāo)法進(jìn)行直線定線的方法，所給方法具有普遍性，對(duì)各類(lèi)線形工程均適應(yīng)。與常規(guī)方法相比，本文方法野外工作簡(jiǎn)單，誤差不易累積，測(cè)設(shè)精度較高，同時(shí)也發(fā)揮了全站儀綜合使用效率，在實(shí)際的施工工程當(dāng)中有一定的推廣作用。

[1]高玉艷.園林測(cè)量.重慶：重慶大學(xué)出版社，2006.

[2]何英偉，劉 飛，曹軍奇.利用全站儀直線放樣功能測(cè)量定線的精度分析.北京測(cè)繪，2010(4):35-38.

[3]羅永賢.全站儀在施工直線定線放樣中的應(yīng)用探討.測(cè)繪與空間地理信息,2012(10):219-220.

[4]金為民.園林測(cè)量.北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2006.

[5]NTS-340系列全站儀操作手冊(cè).

[6]李壽冰.園林測(cè)量.北京：中國(guó)電力出版社，2010.

[7]萬(wàn)文利，趙建三.全站儀在公路路線測(cè)設(shè)中的綜合利用探討.江西測(cè)繪，2005(3)：37-39.

[8]吳飛宇，吳兆福.全站儀在施工定線中的應(yīng)用探討.北京測(cè)繪，2010(4)：82-83.

Total station coordinate method in the application of the linear alignment

Liu Yanjie1，2Zhang Xinshuan2

(1.HenanUniversityofScienceandTechnology,Jiaozuo454000,China;2.HenanAgriculturalVocationalCollege,Zhongmu451450，China)

In this paper, according to some problems in factual construction measurement, the process for the implementation of the total station coordinate method has made the detailed introduction, point out the method in actual engineering construction has very good application advantages of alignment, alignment problem can be solved during the construction of the straight line.

total station, straight line alignment, coordinates method, construction measurement

1009-6825(2015)01-0203-03

2014-10-28

劉艷杰(1979- )，女，在讀碩士，講師; 張信栓(1965- )，男，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師

TU198

A