关于全站仪的测量外业与内业计算

1、全站仪使用方法在这个日新月异的社会里，有许多的东西在被取代。在老前辈的时候用作测量放线的是经纬仪，而经纬仪受地形的影响，地势变化大的地方用经纬放线很不方便。因此在经纬仪的基础上聪明的人又发明了全站仪，它使前线的施工放线工作变的简单、快捷化。而且无累积误差，是现施工放线中最常用的方法。现西北项目部用的是拓普康GTS-332N电子全站仪，下面就以此型号的全站仪作一下简单的介绍。仪器的各部分名称见说明书第10、11页。先来介绍一下仪器的安置（仪器的整平与对中）1、 安置三脚架：先将三脚架打开，伸到适当高度，拧紧三个固定螺旋。2、 将仪器安置到三脚架上：将仪器小心地置到三脚架上，拧紧中心连接螺旋。3、

2、 仪器的对中（光学对中器）：先用光学对中器粗略对中，具体方法如下：光学对中器的中心距测站点较远，则应移动三脚架，其方法是将一脚架固定住，移动另外两个脚架将其对准测站点，在此当中可利用人的脚来帮忙找点，这样会提高效率。对中后将另外两个脚架也踩实，尤其是在地面较软的情况下这项工作尤为重要。4、 利用脚架的升降将圆水准气泡居中。5、 再一次用光学对中器对测站点：对中的目的是使仪器的中心与测站点位于同一铅垂线上。轻轻松开中心螺旋至仪器可移动即可，将仪器轻轻移动至对中器对准测站点为止。6、 精确整平：整平的目的是使仪器的竖轴居于铅垂位置，从而使水平度盘水平。整平时，先转动照准部平行于任意两个脚螺旋的连线

3、，使两个脚螺旋作相对（或相反）转动，左手大拇指的运动方向即为气泡移动方向。当气泡居中后，再将照准部平转90°,旋转另一个脚螺旋使气泡居中。这一工作需反复多次，直至气泡在任何位置都居中为止。（部分分仪器也可用电子气泡调平）7、 仪器的照准：首先转动目镜使十字丝清晰，然后旋转照准部，使望远镜筒上的瞄准器照准目标，拧紧水平制动螺旋和竖直制动螺旋；再转动望远镜物镜调焦筒，使目标成像清晰；最后旋转水平和竖直微动螺旋，使十字丝精确照准目标，仔细消除视差。全站仪各键功能简介：POWE维为电源开键；星键用于如下项目的设置或显示：（1）显示屏对比度（2）十字丝照明（3）背景光（4）倾斜改正（5）设置音

4、响模式；ANG角度测量模式MEN比单键ESC退出键ENT确认键F1-F4为软键（功能键）对应于显示的软键功能信息。利用全站仪测角的方法：在将仪器对中整平的情况下开机，屏幕显示为测角模式V为竖直角HR为水平角，如需测角可直接读数。置盘：确认处于角度测量模式（1）照准目标（2）按F3（置盘）键（3）通过键盘输入所要求的角度如70°04'30则应输入70,0430即在度后加.然后输入分和秒。置零：确认处于角度测量模式（1）照准目标（2）按F1（置零）键根据屏幕显示显示提示按确认键即将水平度盘置零。利用全站仪测距：距离测量（连续测量）：（1）确认处于测角模式（2）按下测距键（MENI

5、M下方）巨,距离测量开始，显示测量的距离（HD为平距，VD为高差，SD为斜距）再次按测距键，显示变为水平角（HR）,垂直角（V）和斜距（SD）o距离放样：该功能可显示出测量的距离与输入的放样距离之差（测量距离-放样距离=显示值）放样时可选择平距（HD,高差（V。和余距（SD中的任意一种放样模式。（1）在距离测量模式下按F4（1）键，进入第2页功能（2）按F2（放样）键，显示出上次设置的数据（3）通过按F1-F3键选择测量模式例：水平距离（4）输入放样距离（5）照准目标（棱镜）测量开始。显示出测量距离与放样距离之差（6）移动目标棱镜，直至距离差等于0m为止。对边测量：测量除支镜点外另两个目标棱镜

6、间的水平距离，斜距，高差和水平角。（如下图）棱镜点A支镜点棱镜点B（1）按MENUIC再按F4（1）键进入第2页菜单（2）按F1键（3）按F2对边测量键（4）按F1或F2键，选择是否使用坐标文件例：不使用坐标文件（5）按F1或F2键，选择是否使用坐标格网因子例：F2不使用坐标格网因子（6）按F1键（7）照准棱镜A,按F1（测量）键显示仪器到棱镜A的平距（HD（8）测量完毕，棱镜位置即被确定（9）照准棱镜B,按F1（测量）键显示仪器到棱镜B的平距（HD（10）测量完毕显示棱镜A与B之间的平距dHDft高差Dvdo加热器开/关：屏幕加热器可以设置为开或是关。当气温低于0c时，仪器内装的加热器就自动

7、工作，以保持显示屏正常显示：（1）先按MENU腱，再按F4（P）键两次进入第3页菜单（2）按F1键（3）按F4键（4）按F3键显示先前设置状态（5）按F1（开）键或F2（关）键，再按F4（同车键）。用坐标法放样：1、设置测站点（本例采用的是直接输入坐标数据）（1）按MENU腱按F2进入放样模式由放样菜单按F1（测站点输入）键，（2）按F3（坐标）键，进入坐标输入模式，即显示原有数据，光标箭头就会在N坐标上闪动，按F1输入键输入X坐标，输入完毕后按F4（ENT回车键）然后，光标箭头就会在E标上闪动按F1输入键输入y标，输入完毕后按F4（ENT回车键）根据屏幕提示输入。（按F4,直至回到放样模式。

8、然后按F2（后视点输入）进入坐标输入模式,即显示原有数据，光标箭头就会在N坐标上闪动，按F1输入键输入X坐标，输入完毕后按F4（ENT回车键）然后，光标箭头就会在E标上闪动按F1输入键输入y标，输入完毕后按F4（ENT回车键）根据屏幕提示输入。仪器会自动配成这两点间的方位角屏幕显示H（B）=00°00'00照准？是否,精确照准后视棱镜按F3（是）键，仪器将自动回到放样的初始菜单.按F3（放样点输入）按以上输入测站和后视坐标的方法输入放样点坐标一直按F4键按F1键HR实际测量的水平角dHR:对准放样点仪器应转动的水平角=实际水平角-计算的水平角当dHD=O00'00时即

9、表明放样方向正确.固定好仪器的水平置动.指挥前视（棱镜）左右移动直至移到仪器十字丝方向，照准棱镜按F1（距离）键HD:实测的水平距离dHD:对准放样点尚差的水平距离=实测平距-计算平距，按F1（模式）键进行精测.重复以上工作直至方向与距离都达到要求方可定点。以上介绍的是仪器的外业操作，下面来介绍一下测量的一些内业计算：曲线要素的计算：圆曲线：T=Rtg%/2L=R%兀/180（兀:圆周率）E0=R（seca/2-1）sec%/2=1/cos%/2偏角S=k*90/（R*兀）带缓和曲线的圆曲线T=m+(R+P)*tg%/2p0=L0/2*R*180/兀S0=1/3B。q=2T-Lm=L3c/2-

10、L0L=2Lo+(R*(*-2*B0)兀/180)R=(R+P)*sec%/2-RP=L0/24*R坐标正反算公式：x=dcos%y=dcos%d=a/Ax2+Ay2tan%=Ay/Ax缓和曲线中桩坐标计算公式：（附曲线要素图）直线段:XzH=Xb+S*COSYzH=Yb+S*SIN%第一缓和曲线段：X=Xzh+(L-L5/(40*R2*Ls2)COSA0+L3/(6*RLs)*COS(A0+90)Y=Yzh+(L-L5/(40*R2*Ls2)SINA0+L3/(6*RLs)*SIN(A0+90)圆曲线段：Xhy=Xzh+(L-L3/(40*R2)+L5/120*R4)*COS(A0+B0)+

11、(L2/(2*R)-L4/24F3+L6/720*R5)*COS(A0+B0+90)Yhy=Yzh+(L-L3/(40*R2)+L5/120*R4)*SIN(A0+B0)+(L2/(2*R)-L4/24R+L6/720*R5)*SIN(A0+B0+90)第二缓和曲线段：X=Xzh+(L-L5/(40*R*Ls2)COS(A)+A+180)+L3/(6*RLs)*COS(A+180-90)Y=Yzh+(L-L5/(40*R2Ls2)*SIN(4+180)+L3/(6*RLs)*SIN(A0+180-90)备注：L为曲线长Ls为缓和曲线长R为半径A0为方位角(1)Ao+为下一直线坐标方位角此处Ao

12、+4+180是取、反方位角的意思，此公式实际上和第一缓和曲线段公式本质上相同(2)此处-90是因为曲线偏的方向已改变，注意与第一条缓和曲线不同之处.当p点在缓和曲线上2_Bp=Lp/(2*R*L0)*180/兀当p点在圆曲线上Bp=B0+(Lp-L0)/R*兀/180=(2Lp-L0)/2*R)*180/兀例：(如S8标段曲线要素表76曲线)查曲线要素表得曲线的半径R=2000,缓和曲线长L。(Ls)=90,切线长T=451.322,转向角a=2257'57JD75的坐标(4861181,853,27570748,137)JD76的坐标(4860784,363,27569733,445

13、),JD77的坐标(4860835,302,27567879,632)ZH点桩号DK190+399,568HY点桩号DK190+489,568B0=L/2R*180/兀=(90/2*2000)*180/3.1415926=1°17'21tgA0二(YJD76"YJD75)/(XJD76-XJD75)=(570748.137-569733.445)/(4861181.853-4860784.363)=2.552748497A。=68°36'29XZH=T*COS(A)+XJD76=451.322*COS(68°36'29)+Xjd7

14、6=4860948.981Yzh=T*SIN(A0)+YJD76=451.322*SIN(68°36'29)+Yjd76=570153.674第一缓和曲线段：(DK190+399.568DK190+489.568)Xhy=Xzh+(L-L5/(40*R2*Ls2)COSA0+L3/(6*RLs)*COS(A。+90)=4860948.981+(90-905/(40*20002*902)COS248°36'29)+903/(6*2000*90)*COS(248°36'29+90)=4860916.784Yhy=Yzh+(L-L5/(40*R2

15、*Ls2)SINA0+L3/(6*RLs)*SIN(A。+90)=570153.674+(90-905/(40*20002*902)SIN(248°36'29)+903/(6*2000*90)*SIN(248°36'29+90)=570069.632备注：引入正反方位角相差180度，68°36'29为JD76JD75的方位角,JD75JD76才是我们线路前进方向的方位角，故在后面的计算中采用(68°36'29+180),L=(489.45-399,45)=90(即为要计算桩号减ZH点号曲线长DK190+399.45DK19

16、0+489.45间的任一桩号都可用此公式计算,)圆曲线段：(DK190+489.568-DK191+201.23)例(DK190+600)X=Xhy+(L-L3/(40*F2)+L5/120*R4)*COS(A+B0)+(L2/(2*R)-L4/24F3+L6/720*R5)*COS(A0+B0+90)=4860916.784+(110.432-110.4323/(40*20002)+110.4325/120*20004)*COS248°36'29+1°17'21)+(110.432/(2*2000)-110.4324/24*20003+110.556/72

17、0*20005)*COS(248°36'29+1°17'21+90)(注：如是左转曲则为-b0-90)=4860881.675Y=YHy+(L-L3/(40*R2)+L5/120*R4)*SIN(A0+B0)+(L2/(2*R)-L4/24R3+L6/720*R5)*SIN(A0+B0+90)=570069.632+(110.432-110.4323/(40*20002)+110.4325/120*20004)*SIN(248°36'29+1°17'21)+(110.432/(2*2000)-110.4324/24*200

18、03+110.4326/720*20005)*SIN(248°36'29+1°17'21"+90)(注：如是左转曲则为-b0-90)=569964.820tgA0=(YJD76"YJD75)/(XJD76-XJD75)=(569733.445-570748.137)/(4860784.363-4861181,853)=2.552748497A0=68°36'29第二缓和曲线段：(DK191+201.23DK191+291,230)例：(DK191+260)第二缓和曲线采用的方位角为：A0+a(工Xhz=T*COS(A+a

19、)+XjD76=451.322*COS(248°36'29+22°57'57)+X玲=4860796.759Yzh=T*SIN(Ao)+YJD76=451.322*SIN(248°36'29+22°57'57)+Yjd76=569282.293X=Xzh+(L-L5/(40*R*Ls2)COS(A+z+180)+L3/(6*RLs)*COS(A0+180-90)=4860796.759+(31.112-58.775/(40*20002*902)COS(248°36'29+22°57'57

20、+180)+31.1123/(6*2000*90)*COS(248°36'29+22°57'57+180-90)=4860795.932Y=Yzh+(L-L5/(40*R*Ls2)SIN(A)+A+180)+L3/(6*RLs)*SIN(A0+180-90)=569282.293+(31.112-58.775/(40*20002*902)SIN(248°36'29+22°57'57+180)+31.1123/(6*2000*90)*SIN(248°36'29+22°57'57+180-9

21、0)=569313.394(注:l=hz点桩号-计算点桩号)以上就为整条曲线的直线、缓和曲线、圆曲线的计算全过程，在现场放线中曲线可采用全站仪输入坐标法放线也可用偏角法拨角度放样。偏角的详细算法此处就不再多介绍。直线段也可采用坐标法依次放样，也可用坐标法精确放出前后两点，然后支镜其一后视另一个点穿线测距。下面以塔克尔达拉特大桥1号墩为例介绍一下桥墩放样的计算方式：1号墩桩号为(DK191+072.2)按上叙方法算得坐标为：(4860798,484,569501,239)1号墩外移值E为3cm.Bp=(2Lp-Lo)/2*R)*180/兀注：Lp=计算点桩号-zh点桩号=(2*672.75-90

22、)/2*2000)*180/3.1415926=17°59'1注:e是在该点的切线方向上外移切线方位角0=248°36'29+17°59'1-90=176°35'30X=D*COS(0)+4860798.484=0.03*COS(176°35'30)+4860798.484=4860798.454Y=D*SIN(a0)+569501.239=0.03*COS(176°35'30)+569501.239=569501.240以上就为特大桥放样资料的计算内容,以此类推，则可将所有在曲线上的桥墩坐标计算出来,直线段则可用以上提供直线段公式进行计算.以下提供整个特大桥各桥墩的中心坐标比对塔克尔达拉特大桥各桥墩中心坐标点号、里程墩台坐标（X）墩台坐标（Y）精台台尾DK191+030.114860801.40027569543.227精台台前DK191+039.414860800.673275