全站仪施工放样.docx
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全站仪施工放样.docx
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全站仪施工放样
用全站仪进行工程施工放
(路桥方向)
培训教材
编写:
劲松
广东交通职业技术学院
第一部分:
TOPCONGTS-312全站仪的使用
、仪器外观和功能说明
1.仪器外观
操杵锻
Efft准器
、
、
望远锻把于
—□-a
0
理匹乍竟忖镜:
R崔屮心忙応
】5^£?
制动螺飯
忙水准警”
朮平制功醍錠
园4;准器
整平®艇
\
莖座戦扱
二角E座固定旋钮
i"GTS-311:
取連
LgT5-312/313单連
严平僭动辱熨
GTS-air'xzi^
GT5-312/313J单連
C23
/
□
O
5聖
/■
图1:
GTS-312全站仪外观及各部件名称
2.面板上按键功能
U――进入坐标测量模式键。
丄一一进入距离测量模式键。
ANG――进入角度测量模式键。
MENU――进入主菜单测量模式键。
ESC――用于中断正在进行的操作,退回到上一级菜单。
POWER――电源开关键
光标左右移动键
光标上下移动、翻屏键
F1、F2、F3、F4
软功能键,分别对应显示屏上相应位置显示的命令
3.显示屏上显示符号的含义
V竖盘读数;HR——水平读盘读数(右向计数)
;HL——水平读盘读数(左向计数)
HD水平距离;V—一仪器望远镜至棱镜间高差;
SD斜距;*——正在测距;
N――北坐标,相当于x;E――东坐标,相当于y;Z――天顶方向坐标,相当于高程Ho
二、角度测量模式
功能:
按ANG键进入,可进行水平角、
竖直角测量,倾斜改正开关设置。
F1
OSET
F2
HOLD
F3
HSET
F4
P1
F1
TILT
F2
REP:
F3
V%:
F4
P2
F1
H-BZ
F2
R/L:
:
锁定水平读数。
<
:
设置任意大小的水平读数。
进入第2页。
:
设置倾斜改正开关。
竖直角用百分数显示。
复测法。
进入第3页。
:
设置水平读数为OOOO0O”。
:
仪器每转动水平角90°时,是否要蜂鸣声。
右向水平读数HR/左向水平读数HL切换,一般用HR。
F4P3进入第1页。
三、距离测量模式
功能:
先按丄
键进入,
可进行水平角、竖直角、斜距、平距、高差测量及
PSM、PPM、距离单位等设置。
F1
F2
第1页
F3
MEAS:
进行测量。
MODE:
设置测量模式,Fine/coarse/tragcking(精测/粗测/跟踪)。
S/A:
设置棱镜常数改正值(PSM)、大气改正值(PPM)。
F4
P1进入第2页。
F1
OFSET:
偏心测量方式。
F2
SO:
距离放样测量方式。
F3
m/f/i:
距离单位米/英尺/英寸的切换。
F4
P2J:
进入第1页。
四、坐标测量模式
功能:
按进入,可进行坐标(N,E,H)、水平角、竖直角、斜距测量及PSM、PPM、距离单位等设置。
F1
MEAS:
进行测量。
F2
MODE:
设置测量模式,Fine/Coarse/Trackin®
F3
S/A:
设置棱镜改正值(PSM),大气改正值(PPM)常数。
F4
P1进入第2页。
F1
R.HT:
输入棱镜高。
F2INS.HT:
输入仪器高。
F3
OCC:
输入测站坐标。
F4
P2进入第3页。
F1
OFSET:
偏心测量方式。
F3
m/f/i:
距离单位米/英尺/英寸切换。
F4
P3进入第1页。
五、主菜单模式
参数设置等。
功能:
按MENU进入,可进行数据采集、坐标放样、程序执行、内存管理、
DATACOLLECT(数据采集)
LAYOUT(点的放样)
LMEMORYMGR.(内存管理)
PROGRAM(程序)
GRIDFACTOR(坐标格网因子)
ILLUMINATION(照明)
PARAMETRERS(参数设置)
CONTRASTADJ.(显示屏对比度调整)
1、MEMORYMGR.(存储管理)
1.FILESTATUS(显示测量数据、坐标数据文件总数2.SEARCH(查找测量数据、坐标数据、编码库)3.FILEMAINTAIN(文件更名、查找数据、删除文件4.COORD.INPUT(坐标数据文件的数据输入)5.DELETECOORD.(删除文件中的坐标数据)6.PCODEINPUT(编码数据输入)
7.DATATRANSFER(向微机发送数据、接收微机数据、设置通讯参数)
8.INITIALIZE(初始化数据文件)
2、PROGRAM(程序)
1.REM(悬高测量)2.MLM(对边测量)
I3.ZCOORD.(设置测站点Z坐标)
4.AREA(计算面积)
5.POINTTOLINE(相对于直线的目标点测量)。
3、PARAMETRERS(参数设置)
〔•MINIMUMREADING(最小读数)2.AUTOPOWEROFF(自动关机)
3.TILTON/OFF(垂直角和水平角倾斜改正)
第2页一一ERRORCORRECTION系统误差改正。
注:
仪器检校后必须进行此项设置)
存储管理菜单操作可参见图
2。
■存蜡管理菜单操作
按[MENU]髄.仪器进人菜单MEMl门模丈
按【门|(MEMOEtVHCajfif,显示芹储管理菜单打3
存诸管理菜单IT
存诸管理菜魁2,3
存诸昔理菜单3心
图2:
存储管理操作菜单
六、全站仪的主要功能介绍
说明:
测量前,要进行如下设置一一按丄或忆,进入距离测量或坐标测量模式,再按第1页的S/A(F3)。
1.棱镜常数PRISM的设置
般原配棱镜设置为0,国产棱镜设置为-30mm。
(具体见说明书)。
2.大气改正值PPM的设置一一按“T-P”分别在“TEMP.”和“PRES.”栏,输入测量时的气温、
气压。
(或者按照说明书中的公式计算出PPM值后,按“PPM”直接输入)。
3.PSM、PPM设置后,在没有新设置前,仪器将保存现有设置。
(一)角度测量
按ANG键,进入测角模式(开机后默认的模式),其水平角、竖直角的测量方法与经纬仪操作方法基本相同。
照准目标后,仪器即可显示水平度盘读数和竖直度盘读数。
(二)距离测量
先按丄键,进入测距模式,瞄准棱镜后,按
F1(MEAS),即可。
(三)坐标测量
见图3按键步骤:
1、ANG键,进入测角模式,瞄准后视点
2、
HSET,输入测站0至后视点的坐标方位角
^OA。
3、
他键,进入坐标测量模式。
P1,进入第
2页。
4、
OCC,输入测站坐标(Xo,Yo,Ho)。
6、
P1,进入第2页。
INS.HT:
输入仪器高。
7、
P1,进入第2页。
R.HT:
输入棱镜高。
图3:
坐标测量示意图
8瞄准待测量点B,按MEAS,得B点的(Xb,Yb,Hb)。
(四)零星点的坐标放样
见图4按键步骤为:
1、按
MENU——进入主菜单测量模式。
2、按
LAYOUT――进入放样程序,再按SKP――略过选择文件。
3、按
4、按
00C.PT(F1),再按NEZ,输入测站0点的坐标(xo,yo,Ho);并在INS.HT—栏,输入仪器高。
图4:
点的坐标放样示意图
BACKSIGHT(F2),再按NE/AZ,输入后视点A的坐标(xa,yA);若不知A点坐标而已知坐标方位
角^OA,则可再按AZ,在HR项输入aOA的值。
瞄准A点,按YES。
5、按LAYOUT(F3):
输入待放样点B的坐标(XB,yB,HB)及测杆单棱镜的镜高后,按ANGLE(Fl)。
使
用水平制动和水平微动螺旋,使显示的dHR=000000”,即找到了OB方向,指挥持测杆单棱镜者移动
位置,使棱镜位于0B方向上。
6、按DIST,进行测量,根据显示的dHD来指挥持棱镜者沿OB方向移动,若dHD为正,则向O点方向
移动;反之若dHD为负,则向远处移动,直至dHD=0时,立棱镜点即为B点的平面位置。
其所显示的
dZ值即为立棱镜点处的填挖高度,正为挖,负为填。
7、按NEXT
放样下一个点Co
(五)TOPCON全站仪与电脑的数据通讯1、电脑中数据文件的上载(UPLOAD)
(1)在电脑上用文本编辑软件(如Windows附件的“写字板”程序),输入点的坐标数据,格式为“点
名,丫,X,H”;保存类型为“文本文档”。
具体见图5。
(2)用“写字板”程序打开文本格式的坐标数据文件,并打开T-COM程序,将坐标数据文件复制到T-COM
的编辑栏中。
(3)用通讯电缆将全站仪的“SIG”口与电脑的串口(如COM1)相连,按MENU—MEMORYMGR.—DATA
TRANSFER,进入数据传输,先在“COMM.PARAMETER”(通讯参数)中分别设置“PROTOCOL”(议协)为“ACK/NAK”;“BAUDRATE”(波特率)为9600;“CHAR./PARITY”(校检位)为“8/NONE”;“STOPBITS”(停止位)为“1”。
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口也默认方式廉存妝这沖楮式⑩
图5:
编辑上载的数据文件
^jTS
3PT
Readtextfile”后,点“GO”将刚保存的文
先,出现“Currentdataaresavedas:
030624.pts"对话框时,点“OK”,出现如下图6的通
讯参数设置对话框。
按全站仪上的相同配置进行设置并选择“件030624.pts打开,出现PointDetails(点描述)对话框。
VplD-fedto
ReadtextFile
Site
[SiLe1
ComPort
卜0000
COM1
广COM2
BaudRertetbps)
Scale
|1.000000
f1200
广240Q
广4800
u
“9600
广19500
广30400
Accuracy(1x)
|2000
Charactefs
广7Bil5
aaBits
Limit(m-mm)
[20-[to
Parily
Wonef
EvienrOdd
Numberofpoints
|oooo
StopH1
广?
L一.…一郎…j|
Cacc&lI
IlGO]CANCEL
GTS-210/310/GPT-10001Coords|
PointDetails
虑Ack/Nak
Advanced
图6:
上载的数据文件
(5)回到全站仪主菜单MENU中的MEMORYMGR.—DATATRANSFER—LOADDATA—COORD.DATA。
用INPUT为上传的坐标数据文件输入一个文件名后,点“YES”使全站仪处于等待数据状态(WaitingData),
再在电脑PointDetails对话框中点“OK”。
注:
可以直接在T-COM软件编辑栏中按“点名,丫,X,H”的格式编辑待上载的坐标数据文件。
2、全站仪中数据文件的下载(DOWNLOAD)
同上载一样,进行电缆连接和通讯参数的设置。
点击按钮
后,再在全站仪上选择下载数据文件的类型(测量数据文件或坐标数据文件)。
先在电脑上按“GO”,处于等
待状态,再在全站仪上按“确定”,即可将全站仪中的数据下载至电脑。
出现“
Currentdataaresavedas
03062501.gt6”及“是否转换”时对话框时,点击“Cancel”。
点击按钮“已”,将下载的数据文件取名后
保存。
(保存时下载的测量数据文件及坐标数据文件均要加上扩展名
gt6)。
(六)批量点的坐标放样
1、放样坐标数据文件的编辑及上载。
可采用以下两种方法来实现:
(1)数据通讯方法。
按TOPCON全站仪与电脑的数据通讯中“电脑中数据文件的上载(
UPLOAD)”的方
法将控制点及待放样点的坐标数据文件(如:
ZBSJWJ(坐标数据文件)”上载至全站仪。
(2”坐标输入方法。
按MENU键(进入主菜单模式)
MEMORYMGR.(内存管理)
PJ(翻页)
COORD.INPUT(坐标输入)
INPUT(建立一个文件名,女口:
ZBSJWJ(坐标数据文件)”一一ENTER
分别在PT#、N、E、Z栏输入第一个点的点名、
输入下一个点的点名、
2、实地放样操作
如图7所示,要在控制点D3架仪后视D2点,来放
D2样点K0+040、K0+060、K0+080
三点。
_^K0+040\+K0+0607、I、斗K0+080D3
(1)按MENU,进入主菜单模式,
选择LAYOUT(放样)。
图7:
坐标放样示意图
SELECTAFILE
”中,
用INPUT输入或LIST选择电脑上载的坐标数据文件名。
OCC.PTINPUT
”中用
INPUT输入或LIST选择测站点D3,并输入INS.HT(仪器高)。
((
BACKSIGHT”
中同样输入或选择后视点的点号
D2。
瞄准后视点D2,按
“YES”。
在“LAYOUT”中同样输入或选择待放样点号K0+040及棱镜高,则计算出要仪器旋转的水平角值HR
及平距HD。
(7)按ANGLE,显示目前望远镜方向与放样方向之差dHR;按DIST,显示目前立镜点与放样点间水平距离之差dHD。
反复移动棱镜,当dHR和dHD均为零时,立镜点即为K0+040
(8)按NEXT,放样下一点。
放样操作菜单见下图8。
(七)数据采集(略)
•放样菓单操作
按iMENUia.仪器进人主菜单1/3模式
按[F21(LAYOUT)键,显示放样菜单1/2
lESq^ItMENUl
1/3
MENU
Fl:
DATACOLLECT
F2:
LAYOUT
F3:
MEMORYMGR.Pi
SELECTAFILEFN:
INPUTLISTSKPENTER
[F31/IF41
LAYOUT
F1:
OCC.PTINPUTF2:
BACKSIGHTF3:
LAYOUT
1/2
Pi
4
r
【F4]
r
LAYOUT
2/2
F1:
SELECT
AFILE
F2:
NEWPOINT
F3:
GRIDFACTORPi
放样S单1/2
放样菜单2/2
(ESCl
4
选择一个放样用的文件
如果未选择文件t则
EF31(skp)a:
无文件被选定
如果丈件已被选定■则
[F31(SKP}/(F4)(ENiTER)®:
显示
文件被选定测a点输人
OCC.PT
PT#:
[ESC]{Fl]
【F2]
'[F31
(Fii
图8:
放样操作菜单
INPUTLISTNEZENTER
后视
SACKSIGHTtPT#;
INPUTlistne/azent
数据输人
LAYOUT
PT,歡
i
INPUTLISTNEZE町ER
选择一牛X件
SELECTAFiTe
FN:
INPUTLIST-一ENTER
新点
NEWPOINTFi:
SID£SHOTF2:
RESECTICN
冋坐标格网因子
GRIDFACTOR
=1.0i00000
)MODIFY?
[YE$][NO]
二.公路中桩边桩统一坐标的计算
(广东交通职业技术学院土木系,广东
广州510650)
第二部分:
高等级公路中桩边桩坐标计算方法
.平面坐标系间的坐标转换公式
如图,设有平面坐标系xoy和x'o'y左手系x、x'轴正向顺时针旋转90o为y、y'轴正向);x轴与x'轴间的夹角为0(x轴正向顺时针旋转至x'轴正向,0范围:
00—360°)。
设o'点在xoy坐标系中的坐标为
(xo',yo);则任一点P在xoy坐标系中的坐标(x,y)与其在x'o'坐标系
中的坐标(x',0'的关系式为:
[x][xo']+[cos8-si
X=xo,—yMi+xgos9L卩
y=yo'+y'cosT+x'si门日J[y」"。
寸[sicosQjty'j
高等级公路中桩边桩统一坐标的计算
王劲松
摘要:
对位于直线、缓和曲线、圆曲线几个公路基本平面线形上的点,进行了中桩、边桩统一坐标的计算;并对一些复杂
线形中要用到的非完整非对称缓和曲线上点的坐标计算进行了分析。
通过编程计算出各中桩边桩坐标后,能便于全站仪、GPS
RTK的坐标放样。
关键词:
中桩;边桩;坐标转换;统一坐标系;缓和曲线
Thecalculationforunifiedcoordinatesofcenter-stake&side-stakeinadvancedhighway
WANGJin-song
(一)引言
传统的公路中桩测设,常以设计的交点(JD)为线路控制,用转点延长法放样直线段,用切线支距法
或偏角法放样曲线段;边桩测设则是根据横断面图上左、右边桩距中桩的距离(
dL、dR),在实地沿横断面方向进行丈量。
随着高等级公路特别是高速公路建设的兴起,公路施工精度要求的提高以及全站仪、GPS
等先进仪器的出现,这种传统方法由于存在放样精度低、自动化程度低、现场测设不灵活(出现虚交,处
GPS测量
理麻烦)等缺点,已越来越不能满足现代公路建设的需要,遵照《测绘法》的有关规定,大中型建设工程项目的坐标系统应与国家坐标系统一致或与国家坐标系统相联系,故公路工程一般用光电导线或方法建立线路统一坐标系,根据控制点坐标和中边桩坐标,用“极坐标法”测设出各中边桩。
如何根据设计的线路交点(JD)的坐标和曲线元素,计算出各中边桩在统一坐标系中的坐标,是本文要探讨的问题。
(二)中桩坐标计算
任何复杂的公路平面线形都是由直线、缓和曲线、圆曲线几个基本线形单元组成的。
一般情况下在线路拐弯时多采用“完整对称曲线”,所谓“完整”指第一缓和曲线和第二缓和曲线的起点(ZH或HZ)处的
半径为8;所谓“对称”指第一缓和曲线长ls1和第二缓和曲线长Is2相等。
但在山区高速公路和互通立交匝
道线形设计中,经常会出现“非完整非对称曲线”。
根据各个局部坐标系与线路统一坐标系的相互关系,可
将各个局部坐标统一起来。
下面分别叙述其实现过程。
1直线上点的坐标计算
如图1a)b)所示,设xoy为线路统一坐标系,x'-ZH-y'为缓和曲线按切线支距法建立的局部坐标系,
则JDi-1〜JDi直线段上任一中桩P的坐标为:
Xp=XjDi」+(Lp—LjDiJcosAiryp=yjDi丄+(Lp—LjDi」)sinAi」~i
(1)
式
(1)中(XjDi_1,yjDiA)为交点JDi-1的设计坐标;Lp,LjDi」分别为P点、JDi-1点的设计里程;Ai」〜i
为JDi-1〜JDi坐标方位角,可由坐标反算而得。
曲线起点(ZH或ZY),曲线终点(HZ或YZ)均是直线上点,其坐标可按式(
1)来计算。
2.完整曲线上点的坐标计算
如图1a),某公路曲线由完整的第一缓和曲线ls1、半径为R的圆曲线、完整的第二缓和曲线ls2组成。
S1、
(1)第一缓和曲线及圆曲线上点的坐标计算
当K点位于第一缓和曲线(ZH~HY)上,按切线支距法公式有⑴
l5l9l13
XK=]—+44—+88
40Rls13456Rls1599040Rls117542600Rls1
l3l7,l11l15.
yK=++
6Rls1336R3l342240R5l519676800R7|;3530097000R9|91
l17
I19
当K点位于圆曲线(HY~YH)上,有[1]:
xK=RsinP+qyK=R(1-cosP)+p
其中有:
(2)(3)(4)中,P为切线角;I=Lk一LZHi为K点至ZHi点的设计里程之差,即曲线长;R>|S1、P0、
q为常量,分别表示圆曲线半径,第一缓和曲线长、缓和曲线角(pQ
ls11800)、内移值
~2R兀
I2I4I
叶諒一26話)、切线增值(-240R
再由坐标系变换公式[2]可得:
mcoTLYk」LYzh」fsinA
式(5)中f为符号函数,右转取“+”,左转取“-”(见图1
b))。
■■
JDi-1二虫
/■
X'
JDi
K
、
-v
/-hY
KR
YH---
y'
A
HZ
-4
x
JDi-1Pl
z
Pr
*y'
图1a)直线第一缓和曲线圆曲线段点坐标计算(右转)
(2)第二缓和曲线上点的坐标计算
如图
xM
yM
式(6)
JDi+1
ZH
,Kl
>■
JDi
、x
YH
一4
图1b)直线第一缓和曲线圆曲线段点坐标计算(左转)
2所示,当M点位于第二缓和曲线(YH~HZ)上,有[1]:
l5l9l13■l17
=l+TT
40Rls23456RQ
l7
"6Rls2"336R3l32
599040R6l:
217542600R8l;
+—
42240R5ls29676800R71J23530097000R9l92
I19
(6)
中,l=Lhz-Lk,
再由坐标系变换公式可得:
I^M1「Xhz1「COSA+
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- 关 键 词:
- 全站仪 施工