全站仪在城市测量中的应用.ppt

文档介绍：全站仪在城市测量中的应用
湛江市公路管理局廉江分局黎华海
二0一0年七月
序言
全站仪全称电子速测全站仪,它实际上是电子经纬仪和红外线测距仪的组合,用它可完成一个测站的全部工作(测角、测距)。
全站仪最大的优点是能快速测量一个测点的三维坐标(X,Y,Z),利用它和工程绘图软件AUTOCAD,在城市测量施工放样中应用广泛。
如一个小区的施工测量放样,可先在CAD中画出该小区的规划图,坐标要准确,然后在实地中用全站仪放出每个测点,测点坐标从CAD图形中查询可知。
下面我将从大地坐标系统和平面直角坐标系统、全站仪测量高程的方法、全站仪测量坐标的方法和全站仪施工放样的方法四个方面详讲。最后将坐标反算的程序清单列出,供测量现场用。
一、大地坐标系统和平面直角坐标系统
全站仪使用的坐标系统是大地坐标系统,而工程绘图软件AUTOCAD使用的坐标系统是平面直角坐标系统,关于这两种坐标系统的区别详见下图。
大地坐标和平面直角坐标的区别和换算
从图可知,大地坐标系统顺时针转(即从左往右转)角度增加,而平面直角坐标系统逆时针转(即从右往左转)角度增加。两坐标系统的X轴及Y轴也不同。所以在CAD图形上的坐标转到全站仪时,记住要转换。转换方法如下:
CAD上的X值=全站仪上的Y值;CAD上的Y值=全站仪上的X值。
举例说明:CAD图形上某点的坐标为(100,80),在全站仪上该点坐标为(80,100)
二、全站仪测量高程
全站仪测量高程的原理
全站仪测量高程的原理和经纬仪测量高程的原理一样,是三角高程测量原理。其公式如下:
HB=HA+D×tan a +iA-VB
其中HB为待测点的B的高程,HA为测站点A的高程,D为AB间的平距,a为竖直角,IA为仪器高,VB为棱镜高。
测量时只需输入三个参数,测站点高程、仪器高,棱镜高。全站仪会自动计算出待测点B的高程。
全站仪测量高程的方法
从上三角高程测量原理可知,影响测量精度的主要两个参数为仪器高和棱镜高。
由此,全站仪测量高程要想办法尽可能地减少影响精度的两个参数。其测量方法如下:
在能看到已知水准点的位置架测站,对准已知水准点,把棱镜高调到最低,在仪器上设置棱镜高(、、),最好用对中杆,对中整平。在仪器上读取已知水准点的Z坐标,以已知水准点的高程对照,改变测站的Z坐标或测站仪器高,使在仪器上测出的Z坐标与已知水准点高程相等。
然后在各测站上直接测出各点的高程(即Z坐标值),如棱镜高改变还需在仪器上设置棱镜高参数。
举例说明:
,在能看见BM1的位置架测站,在BM1点架棱镜,对中、整平,,。
对照BM1点,按坐标测量,假设测出的坐标为(100,100,22),与已知高程23差1m。假设仪器中的测站坐标为(50,50,21),。
根据公式HB=HA+D×tan a +iA-VB
可知,把测站坐标的Z坐标改为22+(23-22)=23即可
+(23-22)=
三、全站仪测量坐标
全站仪可以测量测点的平面坐标,这时要输入测站点的坐标和确定北方向,也即是确定方位角,确定方位角的方法有两种:
1、在测站上输入测站点的坐标,照准后视点,在全站仪的数据采集菜单下,输入后视点的坐标,这时仪器会自动计算出此测站至后视点的方位角,这时按“是”,即可。
2、在测站上输入测站点的坐标,照准后视点,利用计算器计算出测站点至后视点的方位角,在角度测量模式下设此时的角度为计算出的方位角即可。
无论哪种方法,测量时都要复核一下后视点的坐标,方法是在坐标测量模式下,照准后视点,测出该点的坐标与原坐标值对照,相差不大即可进入下一步工作。
定好北方向角后,即可直接照准测点,在坐标测量模式下,测出各点的坐标。
四、全站仪进行施工放样
坐标正算
已知A点的坐标(XA,YA)和AB的方位角α和AB间的平距D,要求出B点的坐标(XB,YB),此法叫坐标正算,公式如下::
XB=XA+D×cos α YB=YA+D×sin α
举例说明:A点坐标为(100,80),A至B的方位角为30度,AB间的平距为50米,那么B的的坐标为
XB=100+50 ×cos 30°=
YB=80+50 ×sin 30°=
坐标反算
已知A点的坐标(XA,YA)和B点的坐标(XB,YB),反求A至B点的方位角和距离,此法叫坐标反算。在施工放样中叫极坐标法。公式如下:
XB-XA=△X YB-YA= △Y tan-1α= △Y /△X D=( △X 2+ △Y 2)1/2
如果△X >0, △Y >0,则α= tan-1α; △