全站儀坐標(biāo)法在紙機(jī)傳動(dòng)基礎(chǔ)定位及預(yù)留預(yù)埋施工中的應(yīng)用

吳靜龍

摘? ? 要：筆者之前供職于國(guó)有施工企業(yè)從事多年工業(yè)建筑施工，結(jié)合之前工作經(jīng)驗(yàn)就全站儀坐標(biāo)法在紙機(jī)傳動(dòng)基礎(chǔ)定位及預(yù)留預(yù)埋施工中的應(yīng)用進(jìn)行一些探討。紙機(jī)安裝對(duì)傳動(dòng)基礎(chǔ)的定位及預(yù)留預(yù)埋的水平位置精度要求高，加上工期緊，傳動(dòng)基礎(chǔ)施工時(shí)與設(shè)備安裝交叉作業(yè)，且現(xiàn)場(chǎng)情況復(fù)雜通視條件差，給采用傳統(tǒng)矩形控制網(wǎng)測(cè)量定位造成很大困難。為了提高測(cè)量放線的準(zhǔn)確性和功效，我們將全站儀坐標(biāo)法測(cè)量與AutoCAD坐標(biāo)標(biāo)注相結(jié)合，運(yùn)用到了紙機(jī)傳動(dòng)基礎(chǔ)定位及預(yù)留預(yù)埋施工測(cè)量中，同時(shí)將常用于收斂觀測(cè)的反射片作為現(xiàn)場(chǎng)，大大提高了測(cè)量放線成果質(zhì)量和工作效率。

關(guān)鍵詞：全站儀;AutoCAD;直角坐標(biāo)系統(tǒng)

1? 引言

紙機(jī)安裝對(duì)傳動(dòng)基礎(chǔ)的定位及預(yù)留預(yù)埋的水平位置精度要求高，加上工期緊，傳動(dòng)基礎(chǔ)施工時(shí)與設(shè)備安裝交叉作業(yè)，且現(xiàn)場(chǎng)情況復(fù)雜通視條件差，給采用傳統(tǒng)矩形控制網(wǎng)測(cè)量定位造成很大困難。如果傳動(dòng)基礎(chǔ)定位及預(yù)留預(yù)埋定位出現(xiàn)偏差，將直接影響下一步設(shè)備安裝質(zhì)量和工期。因此，為了提高測(cè)量放線的準(zhǔn)確性和功效，我們將全站儀坐標(biāo)法測(cè)量與AutoCAD坐標(biāo)標(biāo)注相結(jié)合，運(yùn)用到了紙機(jī)傳動(dòng)基礎(chǔ)定位及預(yù)留預(yù)埋施工測(cè)量中，同時(shí)將常用于收斂觀測(cè)的反射片作為現(xiàn)場(chǎng)，大大提高了測(cè)量放線成果質(zhì)量和工作效率。

2? 測(cè)量原理

以安裝班組布設(shè)的PM1&PM2真空伏輥中心線，以及PM1&PM2紙機(jī)廠房EF軸中心線，分別作為坐標(biāo)系的X軸和Y軸，Z軸坐標(biāo)同圖紙?jiān)O(shè)計(jì)相對(duì)標(biāo)高值（須與紙機(jī)基礎(chǔ)板板面實(shí)際標(biāo)高進(jìn)行比校），即中心交點(diǎn)（0，0，7.45），7.45為建筑物二層樓板相對(duì)標(biāo)高，建立坐標(biāo)系（單位：米），將已知點(diǎn)用反射片現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)注。

3? 坐標(biāo)測(cè)量

3.1? 傳動(dòng)基礎(chǔ)施工

以PM2傳動(dòng)基礎(chǔ)施工為例，使用AutoCAD獲得傳動(dòng)基礎(chǔ)定位及預(yù)留預(yù)埋水平位置的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，導(dǎo)出到Excel中添加圖紙給定的相對(duì)標(biāo)高作為Z軸數(shù)值，整理后得到每一個(gè)基礎(chǔ)螺栓孔心坐標(biāo)值（X、Y、Z）。

3.2? 平面坐標(biāo)放樣測(cè)量

全站儀使用方法有在已知點(diǎn)設(shè)站和未知點(diǎn)設(shè)站兩種情況。第一種在已知點(diǎn)設(shè)站包情況又包括極坐標(biāo)法放樣和坐標(biāo)法放樣，第二種在未知點(diǎn)設(shè)站又包括角度后方交會(huì)法設(shè)站和邊角聯(lián)合后方交會(huì)法設(shè)站。實(shí)際運(yùn)用中我們一般使用已知點(diǎn)坐標(biāo)放樣和后方交會(huì)法坐標(biāo)放樣。在輸入未知紙機(jī)孔坐標(biāo)后，儀器會(huì)自動(dòng)計(jì)算出所需要的水平角值和平距值，利用角度放樣和距離放樣功能，便可以設(shè)定未知點(diǎn)的位置

3.2.1? 已知點(diǎn)設(shè)站

已知點(diǎn)設(shè)站即在已知坐標(biāo)點(diǎn)上安置全站儀來(lái)確定其坐標(biāo)，這時(shí)需要一個(gè)后視點(diǎn)的坐標(biāo)或者后視方位角為已知。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，我們可以把測(cè)站設(shè)置在Y軸任意位置上，那么測(cè)站點(diǎn)坐標(biāo)就是（X=0，Y=測(cè)站與基準(zhǔn)點(diǎn)的距離），利用棱鏡求出測(cè)站到基準(zhǔn)點(diǎn)的距離，即為Y值，Z值為2.2中計(jì)算的（3）W數(shù)值。

實(shí)測(cè)步驟為：（1）儀器設(shè)站：將儀器在已知點(diǎn)上對(duì)中整平，開機(jī)后進(jìn)入放樣測(cè)量，選取“3.測(cè)站設(shè)置”后按【ENT】確認(rèn)，進(jìn)入后輸入測(cè)站坐標(biāo)。（2）輸入棱鏡和儀器高：按照2.2計(jì)算得出棱鏡和儀器高度參數(shù)全部輸入0。（3）后視方位角設(shè)置：放樣菜單界面下，選取“4.置方位角”后按【ENT】確認(rèn)，按【定向】，通過(guò)輸入后視點(diǎn)坐標(biāo)，計(jì)算并設(shè)置方位角。輸入后視點(diǎn)坐標(biāo)。

3.2.2? 自由點(diǎn)設(shè)站

由于現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境復(fù)雜，Y軸線多數(shù)情況下并不通視或者不方便支設(shè)儀器和棱鏡，這個(gè)時(shí)候就用到全站儀反光貼。事先在1軸線和42軸線梁位置貼若干反光貼，并測(cè)設(shè)得到這些位置的坐標(biāo)，作為已知點(diǎn)在后面施工中使用。

因?yàn)橛^測(cè)的已知點(diǎn)數(shù)超過(guò)兩個(gè)，并且計(jì)算坐標(biāo)將采用最小二乘法進(jìn)行平差，坐標(biāo)則通過(guò)計(jì)算平均值求取。所以，觀測(cè)的已知點(diǎn)越多，計(jì)算所得坐標(biāo)精確度也越高。

兩個(gè)已知點(diǎn)求取測(cè)站坐標(biāo)的測(cè)量：（1）在測(cè)站模式下按【后交】進(jìn)入后方交會(huì)測(cè)量功能，將已知點(diǎn)的坐標(biāo)輸入屏幕。（2）輸入已知1點(diǎn)的坐標(biāo)，照準(zhǔn)已知1點(diǎn)反光貼紙，按【測(cè)量】進(jìn)行測(cè)量。（3）測(cè)量完成后，觀察測(cè)量結(jié)果，并根據(jù)提示輸入棱鏡高度。（4）按【ENT】把已知2點(diǎn)坐標(biāo)輸入并進(jìn)行測(cè)量。重復(fù)b、c步完成已知2點(diǎn)的測(cè)量。（5）檔輸入并測(cè)量完兩個(gè)已知點(diǎn)后，選擇【計(jì)算】計(jì)算交會(huì)點(diǎn)坐標(biāo)，按【ENT】將交會(huì)坐標(biāo)置為測(cè)站坐標(biāo)。（6）按【ENT】設(shè)置測(cè)站，根據(jù)提示，照準(zhǔn)已知點(diǎn)1，按【ENT】設(shè)置坐標(biāo)方位角，返回測(cè)量模式。

3.3? 高程的測(cè)量

全站儀標(biāo)高測(cè)量采用的原理，測(cè)量過(guò)程的實(shí)質(zhì)是高差測(cè)量。想要求得放樣點(diǎn)的標(biāo)高，必須得到測(cè)定站點(diǎn)與放樣點(diǎn)之間的高差，然后根據(jù)測(cè)定站點(diǎn)標(biāo)高，即可求出放樣點(diǎn)的標(biāo)高。

高程測(cè)量的操作介紹：紙機(jī)已知S點(diǎn)標(biāo)高暫為Zs，只要知道紙機(jī)定位孔每一點(diǎn)對(duì)T點(diǎn)的高差Zst即可由Zt=Zs+Zst得到每一個(gè)紙機(jī)定位孔點(diǎn)的標(biāo)高Zt。

HD——為S、T兩點(diǎn)間的水平距離;

VA——為在基準(zhǔn)點(diǎn)觀測(cè)天頂距;

i——為測(cè)站點(diǎn)的儀器高，t為棱鏡高;

Zs——為S點(diǎn)高程，Zt為T點(diǎn)高程。

VD——為全站儀望遠(yuǎn)鏡和棱鏡之間的高差。

VD=SD*COS（VA）

不考慮其他因素的影響，求高差Zst，我們需要已知點(diǎn)S架設(shè)儀器，在T點(diǎn)豎立棱鏡，觀測(cè)角VA，需要量取儀器高i和棱鏡高t，測(cè)算出A，B兩點(diǎn)間的水平距離為HD，所以根據(jù)Zst=VD+i-t，得出計(jì)算公式：Zt=Zs+SD*COS（VA）+i-t。

通過(guò)以上測(cè)量方法我們分析：首先全站儀架設(shè)在已知高程點(diǎn)上，而且要測(cè)出待測(cè)點(diǎn)的高程，首先要量取儀器高和棱鏡高。

在實(shí)際應(yīng)用中上述方法受限因素很多，因此我們可以借鑒水準(zhǔn)儀任意置點(diǎn)的方法，利用三角高程測(cè)量原理測(cè)出待測(cè)點(diǎn)的高程，可以大大提高施測(cè)的速度。

具體操作介紹：假設(shè)已知T點(diǎn)的高程，未知S點(diǎn)的高程，我們要通過(guò)全站儀測(cè)定其他定位孔的高程。首先由（1）式可知：

Zs=Zt-{SD*COS（VA）+i-t}? ?（2）

數(shù)據(jù)中只有VD的值可以用儀器測(cè)量計(jì)算，儀器和棱鏡的高度都是未知的。但一次測(cè)量中儀器和棱鏡的高度是不變的。從（2）可知：

Zs+i-t=Zt-SD*COS（VA）=W? ?（3）

由（3）可知，基于上面結(jié)論，Zs+i-t在任一未知紙機(jī)孔上也是固定不變的。而且可以計(jì)算出它的高程。

實(shí)際操作中需要注意：（1）全站儀可以任意設(shè)置，但是要通視;（2）照準(zhǔn)已知基準(zhǔn)點(diǎn)，測(cè)出天頂距，并算出高程。（3）儀器高和棱鏡高設(shè)為0即可.

4? 結(jié)束語(yǔ)

紙機(jī)傳動(dòng)基礎(chǔ)定位及預(yù)留預(yù)埋施工中，采用全站儀坐標(biāo)法進(jìn)行測(cè)量放線，簡(jiǎn)化了測(cè)量程序，不再像以往使用傳統(tǒng)方法，需要在測(cè)量前后處理大量的數(shù)據(jù)，大大提高工作效率，節(jié)約了人力和財(cái)力。同時(shí)，也提高了測(cè)設(shè)的精準(zhǔn)度，顯示出傳統(tǒng)放線無(wú)法比擬的優(yōu)越性。

參考文獻(xiàn)：

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