華測LandStar7在工程中的應(yīng)用

李建新 LI Jian-xin

（民航機場建設(shè)工程有限公司，天津 300456）

0 引言

隨著科技的發(fā)展，衛(wèi)星接收機現(xiàn)在基本采用GNSS系統(tǒng)，GNSS（Global Navigation Satellite System）全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)，是所有在軌工作的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的總稱。目前主要包攬GPS衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)、GLONASS全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)、Galileo衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、PRARE精確距離及其變率測量系統(tǒng)、DORIS星載多普勒無線電定軌定位系統(tǒng)以及QZSS準(zhǔn)天頂衛(wèi)星系統(tǒng)等等。相較GPS單星系統(tǒng)，GNSS衛(wèi)星接收機任一時間段可視衛(wèi)星數(shù)可以達(dá)到20+，衛(wèi)星鎖定速度更快，其平面及高程精度不斷提高，RTK的可靠性和精度得到很大的提高，可以取代等外高程測量、一二三級導(dǎo)線測量工作。隨著RTK在工程中的不斷深入應(yīng)用，RTK相應(yīng)的操作軟件不斷研發(fā)和完善，更貼合現(xiàn)場實際應(yīng)用，大大提高了測量工作效率。

LandStar7是華測公司最新研發(fā)的一款安卓版測量軟件，它充分利用安卓平臺穩(wěn)定、開放的優(yōu)勢，以簡單、易于使用為目標(biāo)，創(chuàng)新性加入5種常用工作模式，一鍵即可完成RTK設(shè)置；同時配備強大的圖形編輯引擎，并首次在常規(guī)測量軟件中添加了對圖層、代碼等屬性的編輯和繪制，在野外即可自動成圖；充分優(yōu)化的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，支持8萬點以上的海量數(shù)據(jù)管理和百兆超大底圖；還結(jié)合強大的云服務(wù)功能，讓數(shù)據(jù)的分享、備份更簡單。本次以天津港北疆港區(qū)C段智能化集裝箱碼頭工程（輔建區(qū)部分）為例，介紹華測LandStar7軟件在工程中的應(yīng)用。

1 工程背景

本項目位于天津港北港池歐亞國際集裝箱碼頭北側(cè)、天津港北港池西側(cè)規(guī)劃集裝箱碼頭區(qū)。碼頭南側(cè)續(xù)接于歐亞集裝箱泊位，本項目北側(cè)為已有環(huán)球滾裝碼頭，與滾裝碼頭之間預(yù)留規(guī)劃隧道用地，陸域西側(cè)至臨海路。碼頭堆場縱深約752m，陸域?qū)挾葘?yīng)碼頭岸線1100m。設(shè)計范圍海側(cè)至港池東邊界，陸側(cè)至用地紅線邊界對應(yīng)碼頭岸線1100m。

本工程擬建設(shè)3個集裝箱泊位，碼頭按照20萬噸級集裝箱泊位設(shè)計、建設(shè)，并兼顧25000TEU集裝箱船舶?？啃枨蟆４a頭前沿底高程為-18.0m，港池設(shè)計底高程-15.5m?，F(xiàn)狀北港池水深-15.5m，20萬噸級船舶可根據(jù)實際吃水情況，乘潮進(jìn)出港。碼頭岸線總長1100m，可同時?？?艘20萬噸級集裝箱船舶，或同時?？?艘7萬和2艘10萬噸級集裝箱船舶。設(shè)計集裝箱年吞吐量250萬TEU。其中建筑面積2.37萬m2，建筑物占地面積0.98萬m2，綠化面積1.74萬m2。陸域內(nèi)建設(shè)智控中心、閘口管理中心、維修中心各1座，變電所3座，進(jìn)出港大門3座，配套建設(shè)污水處理設(shè)施、生產(chǎn)水池2座等。

我公司承建該工程陸域部分，施工內(nèi)容主要涉及樁基工程、建筑單體、道路堆場、供電照明工程、通信信息工程、控制、給排水消防工程等內(nèi)容；其中建（構(gòu)）筑物包括智控中心、閘口管理中心、維修中心各1座，變電所2座，進(jìn)出港閘口3座。

本工程工程量大，工期短，需要放樣復(fù)核的樁位、井室、道路中心點、建筑外輪廓角點、圍墻角點、高桿燈、路燈等近2000個放樣點，土基整平、結(jié)構(gòu)層回填等大量高程復(fù)核工作，依據(jù)傳統(tǒng)的測量方式，測量內(nèi)外業(yè)工作任務(wù)較重，通過對華測LandStar7軟件中CAD放樣、面放樣功能的學(xué)習(xí)與應(yīng)用，完美的解決了上述問題，大大提高了測量工作效率。

2 CAD放樣功能在工程中的應(yīng)用

華測LandStar7軟件中的CAD放樣功能，可以直接識別CAD電子圖，對CAD電子圖中的點和線進(jìn)行捕捉，生成點和線的放樣數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)點放樣、線放樣等功能。本功能使用的關(guān)鍵是制作原坐標(biāo)電子平面圖，如果電子平面圖發(fā)生錯誤，點放樣與線放樣就會發(fā)生錯誤。

2.1 CAD放樣電子圖的制作與放樣操作應(yīng)注意的事項

利用設(shè)計施工圖紙復(fù)核設(shè)計施工電子圖紙的相對尺寸是否正確，比例是否一致；一般設(shè)計施工電子圖紙的單位是mm，通過CAD縮放功能，將設(shè)計施工電子圖紙尺寸轉(zhuǎn)換為以m為單位；確定道路中線交點、建（構(gòu)）筑物外輪廓線角點等已知點設(shè)計坐標(biāo)，通過平移旋轉(zhuǎn)等操作將設(shè)計施工電子圖紙轉(zhuǎn)換為原坐標(biāo)電子圖紙。

CAD電子平面圖中同一類其線型、顏色、符號應(yīng)一致，道路中線、邊線、堆場邊線、建（構(gòu)）筑物外輪廓線、井室等均應(yīng)統(tǒng)一設(shè)置，便于現(xiàn)場放樣時快速分辨和識別。

CAD電子平面圖中需要放樣的點位符號應(yīng)是LandStar7軟件中CAD放樣功能能夠識別捕捉的符號，并且捕捉識別的位置應(yīng)該與設(shè)計定位點重合。如果不能識別，應(yīng)將原電子圖中的點位符號替換成LandStar7軟件中CAD放樣功能能夠識別的符號。符號盡量避免采用多邊形，因為CAD放樣功能捕捉到多邊形角點位置，從而出現(xiàn)放樣錯誤的情況。

CAD電子圖中的說明、注釋、尺寸標(biāo)注等應(yīng)分圖層存放；在CAD放樣功能中，利用圖層的開關(guān)功能，選擇性的顯示，從而保持放樣界面簡潔清晰，此操作有利于在CAD電子圖中快速尋找放樣點位。

做好CAD放樣用的電子圖后，應(yīng)將CAD電子圖，打開各圖層的鎖定功能，避免點位被修改移動，致使CAD放樣發(fā)生錯誤。

當(dāng)設(shè)計施工圖紙發(fā)生變更時，應(yīng)及時更新CAD電子平面圖。

CAD電子平面圖中應(yīng)在四周設(shè)置最少3個復(fù)核點，并標(biāo)注設(shè)計坐標(biāo)，將設(shè)計坐標(biāo)放置在0層，開始進(jìn)行CAD放樣前，應(yīng)先捕捉最少2個復(fù)核點坐標(biāo)，檢查與預(yù)留的標(biāo)注坐標(biāo)是否一致，確保CAD電子平面圖未被移動和更改。CAD放樣中，捕捉放樣點位應(yīng)在屏幕中放大比例顯示，有利于發(fā)現(xiàn)捕捉點位是否出現(xiàn)錯誤。

2.2 CAD放樣功能的優(yōu)勢

2.2.1 樁基工程完成樁位復(fù)核

傳統(tǒng)樁位復(fù)核的方法有兩種：

第一種是現(xiàn)場掛設(shè)出該構(gòu)筑物的各軸線，然后利用鋼尺和線錘測量出各個完成工程樁樁位與軸線的相對尺寸，依據(jù)樁基工程平面圖中樁位與軸線設(shè)計相對尺寸，計算工程樁樁位偏差，此方法存在的缺點是：需要掛設(shè)的軸線較多，當(dāng)軸線較長時，測量時需要無風(fēng)且需要中間布設(shè)軸線的控制點位，每個樁位均需將線錘吊至工程樁樁位中心，工作量較大，需要配合的人員較多，工作效率低。

第二種是現(xiàn)場利用全站儀、GPS直接測量工程樁樁位中心坐標(biāo)，將外業(yè)數(shù)據(jù)導(dǎo)入電腦，利用南方CASS展點功能將測量坐標(biāo)展繪到樁基工程原坐標(biāo)平面電子圖中，在電子圖上量取樁位軸線的距離，依據(jù)樁基工程平面圖中樁位與軸線設(shè)計相對尺寸，計算工程樁樁位偏差。

CAD放樣進(jìn)行樁位復(fù)核：

天津港北疆港區(qū)C段智能化集裝箱碼頭工程（輔建區(qū)部分）所有樁基工程均為軸線正交的樁基平面圖，建立以軸線方向為坐標(biāo)軸方向的獨立坐標(biāo)系，利用CAD放樣功能直接選取制作好的電子平面圖（圖1）中的樁位中心坐標(biāo)進(jìn)行放樣，可實時得到該樁位南、北方向偏差，即該樁與軸線的距離偏差，大大提高了測量工作效率。對于非軸線正交的樁位，CAD放樣應(yīng)采用線放樣的方式，得到樁位與軸線的距離，再計算工程樁樁位偏差。

圖1 智控中心樁位CAD放樣電子圖

2.2.2 工程測量放線（點）

天津港北疆港區(qū)C段智能化集裝箱碼頭工程（輔建區(qū)部分）需要放樣復(fù)核的井位、道路中心點、建筑外輪廓角點、圍墻角點、高桿燈、路燈等近2000個，依照傳統(tǒng)的工作方式是：制作原坐標(biāo)電子平面圖、利用南方CASS對需要放樣的點位生成放樣點數(shù)據(jù)，將放樣點數(shù)據(jù)導(dǎo)入手簿中進(jìn)行放樣。傳統(tǒng)方式操作的弊端是：放樣點位較多時，點名與放樣位置的對應(yīng)容易發(fā)生混亂，需要制作點名與實際位置的對應(yīng)表費時費力。

CAD放樣功能完美的解決了上述弊端，通過CAD放樣功能可以在CAD電子圖（圖2）進(jìn)行點位或者線的選擇，即可進(jìn)行點放樣或線放樣等操作。需要注意的是進(jìn)行線放樣時，圖2中的任意樁號、偏距的取值，需要原位放樣時，任意樁號、偏距均應(yīng)設(shè)置為0。

圖2 天津港北疆港區(qū)C段智能化集裝箱碼頭工程（輔建區(qū)部分）CAD放樣總平面圖

3 面放樣在工程中的應(yīng)用

該功能使用的關(guān)鍵是制作符合設(shè)計意圖的三角高程網(wǎng)電子圖，首先根據(jù)設(shè)計施工高程圖紙，利用南方CASS在原坐標(biāo)電子平面圖上生成高程基線，利用CIVIL3D將高程基線生成等間距高程點，然后生成三角網(wǎng)，保存為.DXF格式，導(dǎo)入電子手簿。打開華測LandStar7軟件中面放樣功能（圖3），可以顯示面區(qū)域內(nèi)GNSS移動站所處位置的設(shè)計高程、實測高程、差值，大大提高了含有坡度的道路、堆場回填復(fù)核工作的效率。

圖3 道路堆場區(qū)域設(shè)計三角高程網(wǎng)

因為道路、堆場中是有橫坡和縱坡的，在原地面整平和山皮土回填施工時，傳統(tǒng)測量方式需要先對測量區(qū)域劃分方格網(wǎng)，計算方格網(wǎng)角點的設(shè)計高程，現(xiàn)場放樣出方格網(wǎng)，利用水準(zhǔn)儀實測方格網(wǎng)角點實際高程，對比計算高程差值，然后進(jìn)行下一步施工，費時費力，效率較低；面放樣功能完美的解決了上述問題，避免復(fù)雜的內(nèi)業(yè)和現(xiàn)場計算，實時完成測量復(fù)核工作。

面放樣功能使用過程中需要注意兩點：

第一點：LandStar7軟件中面放樣功能在測量邊界位置高程時，經(jīng)常不顯示測量設(shè)計高程，所以制作三角高程網(wǎng)電子圖的邊界應(yīng)略大于施工范圍邊界。

第二點：三角高程網(wǎng)是按內(nèi)插的方法計算每個三角形的內(nèi)部高程，所以當(dāng)坡度為雙向坡度或者設(shè)計要求以單向特征線高程為主進(jìn)行放坡時，應(yīng)對該位置的特征線加密進(jìn)行處理，使設(shè)計三角高程網(wǎng)符合設(shè)計意圖，容易出現(xiàn)該問題的位置：與建筑物角點銜接處、弧形十字路口等位置。

為了驗證華測LandStar7軟件中的面放樣功能任意點生成高程數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，對此部分區(qū)域的高程數(shù)據(jù)按設(shè)計施工高程圖紙要求進(jìn)行手算，對兩者相同點的高程數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，高程數(shù)據(jù)最大互差位1mm（表1），證明面放樣方法的正確性和可行性，并且面放樣的方法去除了內(nèi)業(yè)高程數(shù)據(jù)的計算，提高了外業(yè)的工作效率。

表1 設(shè)計三角高程網(wǎng)內(nèi)插值與手算值對比

4 結(jié)語

本文主要主要介紹了華測LandStar7軟件CAD放樣、面放樣在工程中的實際應(yīng)用，大大提高了工程測量的內(nèi)外業(yè)工作效率，并闡述了相較傳統(tǒng)方法具備的優(yōu)勢；但應(yīng)特別注意要了解軟件操作容易出現(xiàn)問題的地方，測量過程中應(yīng)堅持二級檢查一級驗收制度，避免因為對軟件了解不透徹從而造成測量錯誤。

隨著現(xiàn)代測量技術(shù)的高速發(fā)展，測量儀器及相應(yīng)軟件更新越來越快，測量技術(shù)人員應(yīng)緊跟時代步伐，不斷學(xué)習(xí)測量前沿知識；如今的建設(shè)工程時間短、任務(wù)重，我們應(yīng)該擅于結(jié)合新的測量技術(shù)及相應(yīng)測量軟件快速解決工程中遇到的各種問題，提高測量工作效率，滿足工程施工的要求。