淺談全站型電子速測(cè)儀在公路測(cè)量中的特殊應(yīng)用

【摘 要】全站型電子速測(cè)儀已成為現(xiàn)代測(cè)量的主要儀器之一，其許多特殊功能在工程測(cè)量中得到廣泛應(yīng)用，但在一些特殊情況下全站型電子速測(cè)儀的一些功能難以實(shí)現(xiàn)，此時(shí)利用電子地圖內(nèi)外業(yè)相結(jié)合的方法，方便又快捷的實(shí)現(xiàn)了特殊情況下測(cè)量的需求。本文簡(jiǎn)述了全站型電子速測(cè)儀在跨水面情況下懸高的測(cè)量和圓柱形橋梁墩位的定位測(cè)量。

【關(guān)鍵詞】懸高測(cè)量；橋梁墩位；方位角

全站型電子速測(cè)儀集光電測(cè)距儀、電子經(jīng)緯儀和微處理機(jī)于一體，不僅能同時(shí)測(cè)角、測(cè)距，而且精度高、速度快，尤其是它提供的一些特殊測(cè)量功能如對(duì)邊測(cè)量（RDM)、懸高測(cè)量（REM)、三維導(dǎo)線測(cè)量、放樣測(cè)量等，給公路測(cè)量工作帶來(lái)了極大的方便。但要想充分發(fā)揮全站型電子速測(cè)儀的功能，除了要掌握上述測(cè)量功能的基本原理外，還應(yīng)在此基礎(chǔ)上加以靈活運(yùn)用。

一、懸高測(cè)量的原理

所謂懸高測(cè)量，就是測(cè)定空中某點(diǎn)距地面的高度。全站型電子速測(cè)儀進(jìn)行懸高測(cè)量的工作原理簡(jiǎn)單，只需把反射棱鏡設(shè)立在欲測(cè)目標(biāo)點(diǎn)的天底（即過(guò)目標(biāo)點(diǎn)的鉛垂線與地面的交點(diǎn))，輸入反射棱鏡高，然后照準(zhǔn)反射棱鏡進(jìn)行距離測(cè)量，再轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)目標(biāo)點(diǎn)，便能實(shí)時(shí)顯示出目標(biāo)點(diǎn)至地面的高度。利用全站型電子速測(cè)儀提供的該項(xiàng)功能，可方便地用于測(cè)定懸空線路的高度。值得注意的是，要想利用懸高測(cè)量功能測(cè)出目標(biāo)點(diǎn)的正確高度，必須將反射棱鏡恰好安置在被測(cè)目標(biāo)點(diǎn)的天底，否則測(cè)出的結(jié)果將是不正確的。

二、特殊情況下懸高測(cè)量的應(yīng)用

然而在新建公路工程中，線路經(jīng)常穿越池塘、河流、溝渠等水體，此時(shí)無(wú)法在水面上安置棱鏡，測(cè)量跨越水面的凈空就相對(duì)變得復(fù)雜了，必須采用一些改進(jìn)的測(cè)量方法。在這種情況下首先應(yīng)在圖上選擇方便架設(shè)全站型電子速測(cè)儀的A點(diǎn)（見(jiàn)圖 1)，量取公路中線與過(guò)路線的交點(diǎn)（即目標(biāo)的）B至A點(diǎn)的平距DAB以及A點(diǎn)至B點(diǎn)的方位角，A點(diǎn)的平面坐標(biāo)。然后到工程現(xiàn)場(chǎng)用全站型電子速測(cè)儀或RTK的方法放樣A點(diǎn)的具體位置，用水準(zhǔn)的方法測(cè)量A點(diǎn)的高程HA和水面高程H水。在A點(diǎn)架設(shè)全站型電子速測(cè)儀，量取儀器高Hi定向后按照A點(diǎn)至B點(diǎn)的方位角來(lái)?yè)芙嵌ㄎ籅點(diǎn)方向，旋轉(zhuǎn)鏡頭瞄準(zhǔn)過(guò)路線定位B點(diǎn)，測(cè)得A點(diǎn)至B點(diǎn)的高度角β。則B點(diǎn)至水面的凈空V=DAB×tgβ+HA-H水+Hi。

圖1

三、橋梁墩位的定位測(cè)量

在橋梁改建工程中，舊橋墩的墩位尤其重要，因?yàn)樵谂f橋改建設(shè)計(jì)中新的橋墩經(jīng)常要躲避舊橋墩。在跨公路立交或跨干溝的舊橋墩位可直接安放小棱鏡測(cè)量墩位坐標(biāo)。當(dāng)橋梁跨河流時(shí)，由于水面上無(wú)法安置棱鏡，所以無(wú)法直接測(cè)量墩位，此時(shí)應(yīng)用一些特殊方法進(jìn)行測(cè)量。首先在橋面上測(cè)量橋梁伸縮縫的位置EF（見(jiàn)圖2），在橋臺(tái)能放置棱鏡的情況下還應(yīng)測(cè)量橋臺(tái)的四個(gè)端點(diǎn)位置。在能觀測(cè)到橋墩位置的已知點(diǎn)A架設(shè)全站型電子速測(cè)儀，定向后用全站型電子速測(cè)儀的豎絲瞄準(zhǔn)橋墩的邊緣（即圓柱體的切線位置），讀取方位角αAB，再瞄準(zhǔn)另一個(gè)邊緣并讀取方位角αAC，外業(yè)工作已完成。內(nèi)業(yè)部分，在圖上繪制伸縮縫EF及A點(diǎn)，根據(jù)測(cè)得的方位角αAB和αAC，繪制直線AB和AC，做AB和AC的角平分線AD，則AD必然通過(guò)圓心O，伸縮縫EF也必然通過(guò)圓心O，由此可確定圓心O的位置。由圓心O做切線AB或AC的垂線OM，則圓的半徑為OM，因此可確定橋墩墩位。

圖2

雖然GPS、RTK、VRS等衛(wèi)星定位技術(shù)主導(dǎo)了現(xiàn)代測(cè)繪領(lǐng)域，但衛(wèi)星定位也存在某些局限性，尤其在公路測(cè)量中，路兩側(cè)行道樹遮擋衛(wèi)星信號(hào)，使得上述測(cè)量難以得到固定解。此時(shí)全站型電子速測(cè)儀仍然以其方便靈活而得到廣泛應(yīng)用，而且全站型電子速測(cè)儀的許多特殊功能是衛(wèi)星定位無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]楊俊志．全站型電子速測(cè)儀的測(cè)量原理及其檢定[M]．北京：測(cè)繪出版社，2004：95～143

[2]徠卡TPS800系列全站型電子速測(cè)儀使用手冊(cè)．

http：//www.geovey.com/UploadFiles/200712910113347.pdf

[3]徐紹銓，張華海，楊志強(qiáng)，王澤民．GPS測(cè)量原理及應(yīng)用[M]．武漢：武漢大學(xué)出版社，2001