建筑施工测量各阶段全站仪的应用

建筑施工工测量各各阶段全全站仪的的应用摘要要:全站站仪集测测距、测测角、测测坐标、放样等等多功能能于一体体,是测测绘、施施工等方方面广泛泛应用的的一种新新型测量量仪器。文中阐阐述了全全站仪的的工作原原理及其其在实际际工程中中的应用用。关键词词：全站站仪；建建筑施工工；应用用近近年来，随随着一些些新技术术的广泛泛应用，全全站仪这这种具有有测量无无接触、实时、自动、高精度度等优越越性能的的仪器，已已逐步被被应用到到一些高高层、大大型工程程的施工工测量工工作中，并并日益成成为高层层建筑施施工质量量控制的的有效仪仪器。1全全站仪结结构原理理及工作作原理全站站型电子子速测仪仪简称全全站仪,它是一一种可以以同时进进行角度度(水平平角、竖竖直角)测量、距离(斜距、平距、高差)测量和和数据处处理,由由机械、光学、电子元元件组合合而成的的测量仪仪器。由由于只需需一次安安置,仪仪器便可可以完成成测站上上所有的的测量工工作,故故被称为为“全站仪仪”。11.1全全站仪的的结构原原理全站仪仪的结构构原理见见图1。图中上上半部分分包含有有测量的的四大光光电系统统,即水水平角测测量系统统、竖直直角测量量系统、水平补补偿系统统和测距距系统。通过键键盘可以以输入操操作指令令、数据据和设置置参数。以上各各系统通通过I/O接口口接入总总线与微微处理机机联系起起来。图11光电测测距示意意图微处理理机(CCPU)是全站站仪的核核心部件件,主要要有寄存存器系列列(缓冲冲寄存器器、数据据寄存器器、指令令寄存器器)、运运算器和和控制器器组成。微处理理机的主主要功能能是根据据键盘指指令启动动仪器进进行测量量工作,执行测测量过程程中的检检核和数数据传输输、处理理、显示示、储存存等工作作,保证证整个光光电测量量工作有有条不紊紊地进行行。输入入输出设设备是与与外部设设备连接接的装置置(接口口),输输入输出出设备使使全站仪仪能与磁磁卡和微微机等设设备交互互通信、传输数数据。1.2测距距原理欲测测定A,B两点点间的距距离D,安置仪仪器于AA点,安安置反射射镜于BB点。仪仪器发射射的光束束由A至至B,经经反射镜镜反射后后又返回回到仪器器。设光光速C为为已知,如果光光束在待待测距离离D上往往返传播播的时间间为t22D。则则距离DD可由下下式求出出:式中,C=CC0/nn,C00为真空空中的光光速值,其值为为299979224588m/ss,n为为大气折折射率,它与测测距仪所所用光源源的波长长,测线线上的气气温t,气压PP和湿度度e有关关。测定定距离的的精度,主要取取决于测测定时间间的精度度,例如如要求保保证lcmm的测距距精度,时间测测定要求求准确到到6.7710-11ss,这是是难以做做到的。因此,大多采采用间接接测定法法来测定定。间接接测定的的方法为为相位式式测距。由由测距仪仪的发射射系统发发出一种种连续的的调制光光波,测测出该调调制光波波在测线线上往返返传播所所产生的的相依移移,以测测定距离离D。在在砷化镕镕(GaaAs)发光二二极管上上加了频频率为ff的交变变电压(即注入入交变电电流)后后,它发发出的光光强就随随注入的的交变电电流呈正正弦变化化,这种种光称为为调制光光。测距距仪在AA点发出出的调制制光在待待测距离离上传播播,经反反射镜反反射后被被接收器器所接收收,然后后用相位位计将发发射信号号与接受受信号进进行相位位比较,由显示示器显出出调制光光在待测测距离往往、返传传播所引引起的相相对位移移。ll.3全全站仪的的主要特特点（1）只只要一次次照准反反射棱镜镜，即可可测出水水平角、垂直角角和斜距距，自动动计算机机出目标标点的坐坐标和高高程，并并可记录录测量与与计算数数据。（22）通过过全站仪仪主机的的标准通通讯接口口，可实实现全站站仪与计计算机或或其它外外围设备备的数据据通讯，从从而使测测量数据据的获取取、管理理、计算算和绘图图形成一一个完整整的自动动化测量量系统。（33）利用用全站仪仪的微机机处理器器来控制制全站仪仪的测量量与计算算，可实实现气象象改正，导导线测量量，前、后方交交会，碎碎部测量量和施工工放样等等计算任任务。（44）仪器器内部有有双轴补补偿器，可可自动测测量仪器器竖轴和和水平轴轴的倾斜斜误差，并并对角度度观测值值施加改改正。2全全站仪的的一般操操作程序序仪仪器对中中、整平平一打开开电源水平度度盘和垂垂直度盘盘指标的的设置设置仪仪器参数数进入测测量模式式调焦和和照准。显示（输输出）测测量结果果。3全站站仪在施施工测量量各阶段段的应用用33.1进进场后,复核起起始数据据施施工单位位进场后后，其测测量的首首要工作作是对拟拟建建筑筑物四周周的城市市导线点点的坐标标及高程程等起始始数据进进行复核核。在此此阶段，可可用全站站仪对城城市导线线点进行行两测回回的测角角、测距距，联测测数据的的精度满满足测量量规范的的要求后后，即可可将其作作为该工工程布设设建筑平平面控制制网的基基准点和和起算数数据。其其具体方方法如下下：（1）选选取两城城市控制制网点NNl、NN2。将将Nl点点作为测测站点并并在此架架设全姑姑仪将NN2点作作为目标标点，把把棱镜架架于其上上（图22）。图22坐标测测量示意意图（2）对对全站仪仪进行对对中、整整平，并并设置好好仪器参参数。（33）将仪仪器照准准方向的的方向值值设置成成零度。全站仪仪可按要要求的次次数，进进行多次次测距和和水平角角的复测测并显示示其平均均值（图图3）。图图3方位位角设置置示意图图为为占地面面积宽广广、体量量庞大的的建筑物物提供起起始控制制数据的的城市导导线点之之间的距距离可能能较远。当两导导线点之之间距离离达到22003000m时，用用一般光光学仪器器来观测测就很容容易引起起误差；如果使使用全站站仪来观观测就方方便得多多，而且且测量精精度高。以在学学校学习习使用的的GTSS3322W拓普普康全站站仪为例例：测角精精度：2，绝对对法测角角，无需需过零检检验。测距距精度：（2mmm+22ppmm*D）。测测程：单单棱镜330000m，三三棱镜440000m高速测测距：精精测1.2秒粗测测0.77秒跟踪00.4秒秒在在可测范范围内，可可以逐步步建立控控制网，提提高测量量经度。简略如如下：三角角网：以高高精度而而稀疏的的一等三三角锁，尽尽可能沿沿经纬线线方向纵纵横交叉叉地迅速速布满全全国，形形成统一一的骨干干大地控控制网，然然后在一一等锁环环内逐级级（或同同时）布布设二、三、四四等三角角网。在此此基础上上，可布布设一、二级小小三角或或一、二二、三级级导线作作为区域域控制（或或局部控控制网）。国国家三角角锁、网网的布设设规格与与精度要要求：国家家水准网网：按国国家水准准测量规规范的技技术要求求建立起起来的高高程控制制网。作用用：全国国范围内内施测各各种比例例尺地形形图的高高程控制制基础，以以及一些些科学研研究如地地壳垂直直形变规规律、各各海洋平平均海水水面的高高度变化化，以及及其他有有关地质质和地貌貌的研究究等。由高高级到低低级，从从整体到到局部：分成四四个等级级，逐级级控制，逐逐级加密密一一等水准准网：骨骨干，环环线长110000-15500kkm二等水水准网：基础，环环线长5500-7500km三、四等水水准网：为地形形测图和和工程建建设服务务。基本规规定：前后后视距差差应小于于1m,累积差差应小于于3m；相相邻测站站上，奇奇站按“后前前前后”观测，偶偶站按“前后后后前”观测同一测测段的水水准路线线上测站站数目应应为偶数数；每一测测段都要要往、返返测一测段段的往返返测应在在不同气气象条件件下进行行33.2通通过坐标标放样建建立平面面控制面控控制网是是建筑物物定位的的基本依依据，其其原则是是整体控控制局部部，高精精度控制制低精度度。使用用全站仪仪的坐标标放样功功能可准准确、方方便地测测设出整整个建筑筑的平面面控制网网，并进进而加密密成建筑筑方格网网（图44）。其其具体方方法如下下：图4坐坐标放样样测量示示意图（11）根据据施工图图纸，计计算出各各控制点点及其它它待放样样点的坐坐标。（22）选取取两城市市控制网网点Nll、N22，其坐坐标己知知。把NN2点作作为测站站点，NNl点作作为后视视点。把把全站仪仪架在NN2点上上，把一一台棱镜镜架在后后视点NN1，另另一台带带有测杆杆的棱镜镜由另一一名测量量人员来来放置，其其放置的的具体位位置听从从仪器操操作人员员的指挥挥。（3）对对全站仪仪进行对对中和整整平，设设置好仪仪器参数数。（4）进进入坐标标放样模模式，输输入测站站点的坐坐标、仪仪器高、目标高高。（5）进进入方位位角的设设置状态态，输入入后视点点的坐标标。精确确照准后后视点棱棱镜中心心，仪器器根据测测站点和和后视点点坐标，将将自动完完成后视视点方位位角的设设备。（66）再次次进入坐坐标放样样模式，输输入待放放样点的的坐标。（77）旋转转仪器的的照准部部，使所所显示的的水平角角读数为为零。此此时，照照准部所所照准的的方向即即为待测测点的方方向。仪仪器操作作人员可可指挥持持棱镜的的操作人人员按此此方向移移动棱镜镜。照准准带测杆杆的棱镜镜（待放放样点附附近），通通过对照照准点的的测量，仪仪器显示示出预先先输入的的待放样样值与实实测值之之差，即即显示值值=实测测值-放放样值。（88）根据据显示值值，指挥挥持棱镜镜的测量量人员，沿沿照准方方向移动动带测杆杆的棱镜镜，直到到观测屏屏幕上的的显示值值在误差差范围之之内。（99）在测测杆指示示的位置置埋上刻刻有“十”字丝的的螺栓，用用水泥砂砂浆将螺螺栓固定定。传统的的放样工工作使用用经纬仪仪、钢尺尺、线坠坠等仪器器，通过过经纬仪仪拨角度度、定方方向以及及钢尺量量具来进进行。这这种方式式工作量量大、误误差大、易出错错。特别别是在施施工前期期基础的的定位阶阶段，还还容易受受地形条条件的限限制，对对各独立立柱基的的开线定定位使用用全站仪仪，实是是方便快快捷准确确，减小小由于场场地的高高低不平平，坑坑坑洼洼的的地形，以以往的人人为拉尺尺定位从从而产生生的误差差。在结结构施工工中，用用全站仪仪对各柱柱、剪力力墙等位位置进行行开线定定位，方方便快捷捷，并能能减少误误差；总总之利用用全站仪仪的坐标标放样功功能可有有效地克克服传统统放样工工作中的的弊端，在在测量过过程中大大大减少少设站次次数，可可直接进进行放样样并省去去现场的的记录工工作。3.3通过过三角高高程测距距进行高高程控制制高高程测量量在整个个测量工工作中所所占的工工作量很很大，同同时也是是测量工工作的重重要组成成部分。利用全全站仪的的距离测测量模式式就可精精确地进进行高程程控制。具体方方法如下下：（1）将将全站仪仪架在水水准点BBM1附附近。（22）将两两根装有有棱镜的的测杆，一一根立在在BMII点上，另另一根立立在需测测标高的的点上。（33）将全全站仪对对中、整整平，进进入距离离测量模模式，分分别测出出仪器至至BM11点的平平距、斜斜距和高高差h11及仪器器至所求求点的平平距、斜斜距和高高差h22。（4）若若测杆11与侧杆杆2的高高度一致致，则所所求点AA的计算算式为：HHA=BBMI（高高程）+h2-hl如果果仪器至至测杆11测得为为负高差差，则hh1前变变符号为为“+”。两测测杆高度度不一致致时，如如测杆22大于测测杆1一一个差值值，则两两杆的高高差减去去这一差差值；否否则相加加。（5）通通过架设设的水准准仪，可可把A点点的标高高引测到到楼面上上的其它它位置（见见图5）。图图5高程程测量示示意图传统统的高程程控制方方法的缺缺点是工工作量大大，容易易引起误误差。通通过全站站仪三角角高程测测距法进进行标高高控制，对对施工作作业干扰扰少、工工作量小小，引测测速度快快。3.44进行边边坡及附附近建筑筑物的偏偏移和沉沉降观测测大大型工程程的边坡坡支护难难度大，安安全系数数要求高高。因此此，对其其进行定定期限监监测也是是测量工工作的一一项重要要内容。其方法法是：首首先沿基基坑四周周的边线线每边均均匀设置置3个监监测点：再选取取两个可可以通视视的基准准点，其其坐标和和高程已已定出（既既已知三三维坐标标）。通通过全站站仪三角角高程测测距法进进行标站站仪架设设于其中中一点上上，另一一点作为为后视点点，可定定期测出出监测点点的三维维坐标，并并进行分分析比较较。4结束束语总之，大大型工程程的边坡坡支护难难度大，安安全系数数要求高高，为确确保工程程质量，应应充分利利用全站站仪测量量精度高高、速度度快、节节省人工工，受施施工条件件和外界界影响小小等优点点。特别别是在大大型工程程中，对对其定期期监测也也是测量量工作的的一项重重要内容容。