基于全站仪的线路纵横断面的测量Word文档格式.docx

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如下图所示。

2全站仪测量线路纵横断面的方式。

所谓的线路断面测量主要是指对线路某一方向的剖面地面进行测量，主要包括对纵断面与横断面的测量。

对纵断面进行测量，主要是对中线桩的高程进行测量，其测量方式与水准测量方式的原理一致，可利用相关软件将测量结果绘制成纵断面图。

对于横断面的测量，主要是对线路两侧的坡点与中线桩之间的距离与高差进行测量，根据对纵断面测量的结果来确定填挖的土方量。

2.1全站仪测量纵断面的方法。

由于线路的纵断面暴露于大气环境中，因此极易受到外界环境因素的干扰。

在对线路的纵断面进行测量时，既可以同地形测量一并进行，同时又可以单独进行测量。

传统的纵断面测量方式为水准测量，主要对中桩的地面高程进行测量。

然而当使用全站仪进行测量时，由于其事先已对中桩的高程信息进行了设定，因此无需重复此步骤。

最佳的测量方式为将平面同高程控制点进行完整重合，如此便可得到无需经过换算的三维坐标数据。

反之则需要利用相关公式进行换算。

测量者可依据h=h0+H0-（L-I）（其中L为目标高度，I为全站仪的高度，并且L、I为已知数据）公式计算出高程；

若L、I未知，则可以通过h=h0+H0-△h公式计算出高程数据，其中△h为两点差值。

若经过该公式求得的高程结果在允许的误差范围内，则可进行纵断面的实际测量工作。

在实际测量工作中，既要对地面上的物体进行测量，同时还需要对地形进行测量，如此才能确保测量结果的精确性，并且只有当该点测量完毕后，才能继续对之后的坐标点进行测量。

2.2全站仪测量横断面的方法。

横断面简单点就说是某一中桩垂直于路线方向两侧相对于中桩的原地面自然起伏形状，它是计算土石方数量的重要依据。

我们要测量的就是中桩两侧原地面每一个变化点相对与中桩的高差和平距。

那么说到测量高差和平距正好是全站仪的功能所在，所以测量起来也特别方便，而且对于高差较大，地势险峻的地段其优势尤为突出。

测量的时候我们可以在中桩处架好仪器对中整平后瞄准垂直于路线的横断面方向，指挥菱镜手在每个变化点处立杆，测量出距离和高差（或直接测量高程）既可。

还有也可以使用全站仪自带的对边测量功能，也可以很方便的测量出所需数据。

或者还可以任意一点架仪器，测量出每个变化点的坐标和高程。

各种方法的不同之处为，第一种方法需要每个中桩架设仪器，这样速度慢，但横断面方向比较准确，后两种方法可以在任意点架仪器，灵活度大，工作强度小，但是在横断面方向确定精度上不如第一种方法。

2.2.1实际三维坐标法。

如果测区植被茂密，通视条件较差，可将全站仪架在线路附近地势较高、视野开阔的已知控制点上，用已知控制点定向，中桩上安排一人用“十”字方向架指挥定向，镜站人员在定向人员的指挥下沿横断面方向在横断面上地形、地物、地质变化点立点，测站人员用数字命名点名，将这些描述横断面的点一一采集下来，记录在全站仪的内存里，测完一个横断面后再测另外一个，也可以同时测几个横断面。

采用以下格式测量记录数据：

表１　　横断面（距离、高程）

距离

高程

-51.93

-23.22

-5.50

0.00

0.69

24.78

39.15

52.63

53.44

58.69

58.70

50.76

49.93

表２横断面（距离差、高差）

101.0

60.8

59.2

58.2

56.4

43.2

92.2829

94.0548

94.5218

94.5023

94.1515

94.3631

2.2.2假定三维坐标法。

如果测区通视、通行条件较好，可将全站仪直接架在中桩上，以中桩里程数命名测站点，输入假定坐标（如（100，100，10））和仪器高，以设站中桩前后一定距离的某个中桩定向，拨角至横断面方向测定并记录横断面特征点的假定三维坐标，镜站人员在横断面上离中桩大于20m的位置报告一个左点或右点，测站人员输入该点所对应中桩里程数减1或加1（左减右加）的数字作为点名，并测量其坐标，以便程序识别横断面的左右方向，其余横断面特征点的点名用不同于测站点和横断面方位识别点的数字表示（采用任意三维坐标法也需要这样做）。

3内业数据处理与成图

3.1内业数据处理。

利用全站仪设备对线路纵横断面的数据进行采集后录入至电脑中，通过依靠相应的数据处理软件，对已有数据进行处理得出相应的纵横断面的数据资料。

以表1中的数据为例，利用数字测图方式对数据进行采集，不仅有效的减小了工作量，同时为计算机自动数据处理提供了极大的便利条件。

在进行数据处理的过程中，已获得测量数据可自动的转化为纵横断面的坐标数据格式，并生成（.HDM）与（.TF）等格式的文件资料，为成图提供了较大便利。

3.2测量数据的计算自动化。

线路纵横断面的测量无需在每个点设置测站点，只需确保能够通视即可，然而由此将使得测量数据的顺序较为混乱，需要解决如下问题：

第一，不符值的测站点间距需要按照一定的比例配赋于测站点上，因此测量软件需要对测站点与非测站点进行自动识别。

第二，由于全站仪具有一定的优越性，因此无需按照同一方向进行测量，可选择不同的方向进行，因此需要测量软件能够对距离的计算累积距进行自动识别。

第三，由于距离限差与高差限差的计算存在不符值现象，应按比例配赋于各测站点上，因此测量软件需要自动识别距离限差与高差限差。

3.3纵横断面图的绘制。

通过对数据的处理，并利用相应的绘图软件，将图片名称、尺寸大小、比例尺大小与纵横断面图幅数据文件进行输入后，计算机便可自动的生成纵横断面的图形供相关人员的查看。

4、野外测量过程及原始数据。

笔者在老师的帮助下，进行了一次测量并取得测量数据。

全站仪测量分为分桩和测量两大部分：

4.1分桩：

首先给出南北方向的两个已知点的三维坐标（X，Y，Z），用以坐标定向，在已知点架设仪器测量圆直点（起始点记作0+223点）的坐标（X，Y，Z）以及每个桩的坐标。

每隔20米分一个桩，分别记为（0+240,0+260,0+260,0+280,0+300,0+320,0+340），数据如下：

学院土木楼北横断面桩号坐标

桩号

X

Y

Z

0+223

4045491.349

481009.936

60.949

0+240

4045791.372

480992.716

61.014

0+260

4045491.400

480972.738

61.078

0+280

4045491.348

480952.767

61.122

0+300

4045491.384

480932.755

61.173

0+320

4045491.210

480912.846

61.235

0+340

4045491.131

480892.850

61.318

4.2测量：

使用全站仪测量每个断面上的多个点的坐标。

在道路两边150米距离上选取合适的点，左边平距记为负又为正，在每个点上测量其坐标值，测量成果如下：

0.000

平距

5.807

60.935

-116.648

61.125

5.911

61.098

-89.035

61.227

14.999

61.325

-61.813

61.301

22.809

62.111

-33.588

61.087

42.856

62.43

64.894

62.433

-6.086

61.003

71.712

64.118

-6.026

60.845

91.252

64.08

60.969

109.048

64.603

5.871

60.856

5.947

61.015

11.871

19.641

61.456

土木楼

24.669

62.483

-26.364

61.544

37.150

62.574

-6.151

61.182

65.862

62.688

-6.100

61.032

70.990

63.839

75.317

63.956

6.061

60.972

78.789

64.187

6.109

79.486

63.584

16.344

61.448

80.270

63.621

22.406

62.331

81.283

64.403

43.520

62.230

82.072

64.278

66.056

62.447

83.359

63.630

68.984

64.024

84.117

63.656

79.622

64.106

100.651

64.782

101.000

63.056

-120.297

61.230

-23.425

61.562

-96.040

61.251

-6.317

61.279

-66.735

61.142

-6.227

61.079

-38.353

61.239

-26.563

61.151

5.959

61.071

-6.128

61.058

6.059

61.221

-6.080

60.915

16.579

61.497

21.844

62.251

5.793

60.870

38.673

62.300

5.893

61.020

63.793

62.379

18.221

61.266

68.527

63.921

25.559

62.448

70.814

63.758

47.337

62.498

71.314

61.258

67.402

62.638

100.181

72.618

64.270

100.681

63.665

86.625

63.796

103.000

108.381

64.641

-130.444

61.392

-23.311

61.555

-108.848

61.479

-6.344

61.290

-82.272

61.466

-6.244

61.140

-55.221

61.563

-28.843

61.509

5.843

61.178

-6.198

5.943

61.328

-6.142

60.976

13.376

61.487

21.763

62.133

36.279

62.393

64.553

62.305

68.523

63.988

-23.214

61.556

70.356

63.908

-6.240

61.362

71.259

63.801

-6.237

61.212

71.309

99.796

5.850

61.245

100.796

63.625

5.867

61.395

105.000

63.634

8.789

14.967

61.609

17.906

62.011

43.114

62.170

67.180

62.203

70.154

63.421

70.619

63.444

73.348

62.516

80.287

62.747

107.227

62.981

4.3成图。

在上面数据基础上输入计算机，由计算机辅助制图系统微型计算机＋绘图仪＋相应软件）处理后，输出横断面测量的各种记录、成果和图件资料。

5、结论和建议

5.1利用全站仪进行线路纵横断面测量的优势

利用全站仪进行测量可有效的减少工作量，并减少手工记录，进而确保测量结果的精确性。

对于纵横段断面的测量主要是测量线路两侧与一已知点的距离与高差。

利用传统的经纬仪与测距仪，需要进行大量的手工抄录数据，之后再利用计算机进行计算，在较大程度上无法确保数据的准确性。

然而采用全站仪进行测量，则可有效的避免上述不良情况的发生。

全站仪自身具有计算功能，可同时对距离与角度进行测量，并将相应数据进行自动储存。

只需要在全站仪中录入相应的数据，并设置相应的测量方式，则全站仪便可进行自动的测量，并显示出最终的数据测量结果的格式，省去在记录观测手簿中记载的环节，避免了手工录入等诸多重复性工作，极大的提升了工作效率，确保了数据测量的准确性。

5.2基于以上论述和目前实际情况,提出如下建议:

5.2.1道路纵横断面和地形测量尽可能进行一体化作业,主要使用全站仪实测法。

GPS-RTK测量法主要适用于地形起伏较大、地表疏松、高程精度要求不太高（允许3cm误差）的测区和地形条件十分复杂、不宜架设仪器的测区。

5.2.2道路散点尤其是地形起伏较大的线路散点测量建议采用全站仪三角高程测量。

全站仪三角高程测量方法与水准仪比较,减少了设站次数,作业时相对简单、灵活。

6、参考文献：

[1]李晓.基于全站仪的线路纵横断面的测量[J].建材与装饰,2016（34）:

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49

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国防工业出版社，2005．

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中国地图出版社,2001.