浅析Nikon 全站仪的应用技巧__墨水学术,论文发表,发表论文,职称

所属栏目：机械论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:239

副标题#e#摘要:结合Nikon全站仪在工程建设中使用的经验，浅析了全站仪在工程应用的中的技巧。
　　关键词:全站仪坐标测量仪器
　　一、 引言
　　随着电子技术日新月异，测量仪器也越来越进步，三维激光扫描仪、GPS、全站仪用途各有侧重，相互不能完全替代。全站仪是光学、机械、电子集合体，因为计算功能突飞猛进，现在都有功能强大的内置程序，现结合Nikon全站仪使用，简述全站仪的应用技巧。
　　二、 2C值、指标差、补偿器校正
　　全站仪使用一段时间后，因运输等振动影响，2c值、指标差、补偿器有可能会产生偏差，有时偏差会较大，必须要校正才能使用。如果送维修调校，需要安排人员、花费时间和费用，还有可能会影响工程进度。如果就近没有能维护的机构，还要送到外地维护处理，那赞成的损失会更大。
　　DTM-532C内置参数校正程序，只要偏差≤3分，都可机载程序校正，无需调校任何硬件，仪自带的校准程序，校正这些参数指标，保证仪器正常使用。
　　调校时把仪器整平，找一个离仪器约100米的十字标记（可在墙上画“十”），进入校准功能，按提示先盘左照准目标，按《ENT》键，再按提示盘右瞄准同一目标，按《ENT》键，再按《ENT》键，即校正了这些参数项。如果检查仍然偏大，重复此过程，校准到规范许可范围内为止。
　　
　　注意望远镜横丝和竖丝均严格照准，微动往前旋进，如果稍偏过，回退后再往前旋时，要消除隙动差。
　　这种做法的优点是：不须费时、费力、费钱送调校，自己在作业现场即可处理，也不会因仪器送修校而延误工程进度。
　　三、 “桩”位计算
　　拿到设计方提供的图纸资料，很多点位坐标要施工单位自己计算，以便在现场放样。有的技术人员在电子设计图上解析出点位坐标，有的用计算器根据角度、距离关系来计算，算好后输入或传计算机。实际上可以用全站仪机载程序来计算很多点位的坐标数据。
　　DTM-532C机载程序中有“直线和偏心”计算功能，如下图
　　
　　输入中线上某点P1的坐标，输中线的方位角，再输入边桩点与中线的纵向偏差Sta、横向O/S，即可计算出边桩点坐标数据，存贮到仪器内存中。如果要算前方的中桩点，O/S输0即可。在办公室内看着图纸，根据角度、距离关系，把一个个中边桩点坐标计算出来，存在仪器内存中，到现场后，输相应桩号调出数据，即可把点位在实地测定出来。
　　
　　如图所示
　　Xp=Xp1+Sta*Cosa-O/S*Sina
　　Yp=Yp1+Sta*Sina+O/S*Cosa
　　式中
　　 Xp、Yp表示待算中桩或边桩点坐标
　　 Xp1、Yp1表示某已知中桩点坐标
　　 Sta表示P点在中线的垂足点和P1点间距离
　　 O/S表示P点与其在中线的垂足点间距离
　　 a表示中线方位角
　　如果某段图纸设计是曲线，也可以用弧参考线方式，计算出各中、边桩点坐标。如图
　　
　　参照图纸，根据图上参数，输入个别点的坐标，就可根据关联点和其角度、距离关系，计算出关联点坐标数据，直接存入仪器。再把计算出来的某点作为基点，计算出和其关联的点的坐标，依次类推，计算出所有待在实地测设的点的坐标。
　　四、 导线测量和计算
　　导线测量因其布设灵活，外业工程量小，且能满足工程精度要求，多用于铁路工程中。如果是二级导线能满足精度要求的，可以直接在仪器中测记数据，仪器自动计算显示2C值、指标差数据，如果满足规范要求，按确认键，仪器自动计算出同一方向水平角、竖直角均值，记录入仪器内存。
　　现场可设试着计算导线上各点坐标，再计算出闭合差是否满足数度要求。如果可以，简易平差分配一下闭合差，即可使用各导线点坐标数据。测量过程如下图所示：
　　
　　计算时直入程序功能，输入测站点坐标，再输入后点坐标，输入前视方向与后视方向的夹角、#p#副标题#e#前视点到后视点间距离，即可计算出前视点平面坐标，并记录入仪器内存。顺序进行，即可计算出导线上各点的平面坐标数据。
　　
　　计算公式如下
　　Xn=Xp1+HDp1-n*Cos(Azp1-p2+Ang)
　　Yn=Yp1+HDp1-n*Sin(Azp1-p2+Ang)
　　式中：
　　 Xn和Yn表示前视点坐标
　　 Xp1和Yp1表示测站点坐标
　　 HDp1-n表示前视点和测站点间平距
　　 Azp1-p2表示测站点和后视点间方位角
　　 Ang表示前视点和后视点间夹角
　　如果要测四等水准，可用三角高程，水准点间距可布设为约1Km，测量时把全站仪架设在两个水准点之间，只需整平，无须对点，也不用量取仪器高。可选便于以前后视均通视的位置，与前、后视点间距离大致相当。测取测站点与前、后视点间的竖直角VA、斜距SD，以及前、后视棱镜高，测取数据时要注意限差满足规范要求。如图所示
　　
　　具体计算如下：
　　仪器点到前、后视点间高差计算公式为
　　Δh=h仪＋SD*CosVA＋h仪－h觇
　　前、后视点间高差为Δh前＋（－Δh后），即
　　h=Δh前－Δh后
　　=h仪＋SD前*CosVA前＋h仪－h前觇－（h仪＋SD后*CosVA后＋h仪－h后觇）
　　=SD前*CosVA前－h前觇－SD后*CosVA后＋h后觇
　　式中
　　 h表示两个水准点间高差
　　 Δh前表示测站点与前视点间高差
　　 Δh后表示测站点与后视点间高差
　　 h仪表示仪器高
　　 h前觇和h后觇表示前视点和后视点棱镜高
　　 SD前表示测站点与前视点间斜距
　　 SD后表示测站点与后视点间斜距
　　 VA前表示测站点与前视点间竖直角
　　 VA后表示测站点与后视点间竖直角
　　和传统的把全站仪加设在水准导线上施测相比，这种施测方案一是导线布设更为灵活，二是导线点间距可拉大一倍，有效减少外业工作量，三是消除量仪器高等引入的误差，有助于提升测量精度。
　　五、 控制点管理使用
　　开工前完成复测后，控制点数据成果资料，在计算机中编辑成表格保存。一般的做法是打印出来，带上纸质书面的成果点资料，到现场后用哪一个点，就输入哪一个点的坐标。这样一是带书面成果资料麻烦，二是小雨天或风天，书面资料展开有困难。
　　如果能把控制点成果资料从计算机传入仪器，单独保存起来，后续到工地现场，需要用哪一点数据，直接输入点名（或点号），仪器自动到内存搜索、调用，这样就避免带数据资料的不便，还免除输入数据环节，减少出现错漏的机率。
　　DTM-532C内置程序有“项目管理”功能，最多可以建立32个文件，只能打开一个文件。把其中某个文件设置为“控制文件”，专门用于存放控制点数据。在施工测量要调用数据时，在当前打开的文件中输放要调用数据的点名（或点号），仪器自动在当前打开的文件中搜索，找不到后会自动到控制文件中搜索、自动调用数据。如图所示：
　　
　　注：图中带“﹡”表示当前打开的文件，带“”表示设置为存放控制点数据的文件。
　　六、 放样数据核对检查（放样数据可记录特性）
　　不管是把计算机中的坐标数据列表，传入全站仪，还是用计算器算出数据，输入全站仪，或者是直接用全站仪计算出待放样点的坐标，到实地后，进入放样功能，输入待放样点点名（或点号），调出待放样点，按照提示操作，即可放样定出实地点位。
　　
　　
　　放样完每一个点，我们都可以记录一下其放样坐标，回来后传入计算机，和设计图的坐标一一比较各点数据，如果有发现错误，即时复测改正，避免造成工程损失。
　　
　　参考文献：
　　【1】郭宗河,郑进风;点平面位置的高精度快速放样[J];测绘通报;2000年12期
　　【2】韩建，魏跃莲;全站仪在公路施工放样中的#p#副标题#e#应用[J];山西交通科技;1995年06期
　　【3】马仲雷，丛建中;全站仪在澳门国际机场人工岛施工中的应用[J];中国港湾建设;1994年03期