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1、全站儀對邊測量在河道橫斷面測量中應用 摘要:針對傳統(tǒng)河道橫斷面測量方法勞動強度大、作業(yè)效率低、測量精度低的缺點,介紹運用全站儀、計算機等先進設備和技術,改進常規(guī)斷面測量方法,提高斷面測量精度的方法,該方法適合各類帶(線)狀工程測量。關鍵詞:全站儀、對邊測量、河道橫斷面中圖分類號:TV85文獻標識碼:A文章編號:1.引言為了開發(fā)利用河流水利資源全面進行防洪、灌溉、航運和水力發(fā)電等工程的規(guī)劃和設計,必須知道河流的水面坡降和過水面積的大小,了解水下地形情況。河道測量的主要任務和目的,就是進行河道縱、橫斷面測量和水下地形測量,為
2、工程規(guī)劃、設計與施工提供必要的河道縱、橫斷面圖[1]。河道的橫斷面眾多,采集的數(shù)據(jù)量大,如果完全采用手工采集與處理數(shù)據(jù),則不但勞動強度大、作業(yè)效率低、測量精度低而且容易出錯。全站儀是光電測距儀、電子經緯儀及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)三者的有機結合體,具備強大的測量與數(shù)據(jù)存儲功能。而EXCEL是微軟推出的一款具備強大數(shù)據(jù)處理功能的電子制表軟件,通過它的計算功能,可以實現(xiàn)橫斷面的數(shù)據(jù)計算,AUTO6CAD是一款大型的圖形處理軟件,通過它的繪圖功能可以實現(xiàn)橫斷面圖的計算機繪制,將三者有機結合,可以實現(xiàn)橫斷面數(shù)據(jù)采集,處理的一體化作業(yè),從而大大
3、地減少了外業(yè)工作量,減輕勘測勞動強度,提高工作效率[2]。2.橫斷面數(shù)據(jù)的外業(yè)采集河道橫斷面測量的任務,是測出各中心樁處垂直于渠線方向或管線方向的地面高低情況。進行橫斷面測量時,以中心樁為起點測出橫斷面方向上地面坡度變化點間的距離和高差。【3】由于河道中心有水,無法固定中心樁,故采用河堤起點樁位起點測出橫斷面方向上坡度變化點間的距離和高差。全站儀的對邊測量功能能快速、準確的實現(xiàn)這一過程。2.1對邊測量的原理所謂對邊測量是指間接地測定出遠處兩測點間的水平距離和高差。如圖1所示,P1,P2為遠處的兩測點,為測定其間的水平距離與
4、高差,可以在與P1,P2通視的任意點安置P全站儀,測得量點間的斜距S1,S2。豎直角a1、a2,以及PP1與PP2的水水平角然后根據(jù)下列公式(1)計算所求的水平距離D和高差h:實際上,全站儀顯示屏上顯示出來的水平距和高差,就是利用其自身具有的存儲和計算功能按式(1)計算出來的。2.2對邊測量現(xiàn)場作業(yè)方法2.2.1對邊測量作業(yè)方式的選擇6全站儀對邊測量包括兩種測量方式:射線對邊(A—B,A—C)和折線對邊(A—B,B—C)。射線對邊測量時,首先照準A點(為中樁點)棱鏡測量,然后照準橫斷面上的變坡點B、C、D……測量,儀器計算
5、顯示B、C、D……各點相對于A點(為中樁點)的平距與高差;而折線對邊顯示的是變坡點相對于前一點的高差和平距,即A—B,B—C……。在實際作業(yè)中,由于駕駛船只沿河道橫斷面各個觀測點進行,并要求計算出各個觀測點間的平距與高差,故選擇折線對邊。2.2.2全站儀架設點的選擇在實際作業(yè)中,由于橫斷面測量關心的是各點之間的相對平距與高差,無論全站儀如何設站,定向如何,相對平距與高差是不變的,所以,全站儀架設點的選擇盡量選在能通視河道兩岸各個觀測點及控制點的任意位置。如果條件允許可以選擇一個能通視所有斷面的測站進行觀測。2.3數(shù)據(jù)采集及
6、記錄在斷面測量過程中,首先測得是各個觀測點的坐標值,采用對邊測量,在下一點測存后,方可計算出兩觀測點的平距與高差。而在測量過程中要求除第一點和最后一點外,中間所有觀測點分別作為上一觀測點的終點和下一觀測點的起點,測兩次。在測量過程中為了確保數(shù)據(jù)的準確性和不因個人疏忽等原因造成的數(shù)據(jù)丟失,可隨測隨記,測量完成與導出的數(shù)據(jù)進行比較,確保數(shù)據(jù)準確。測量過程中,觀測員與立鏡員之間的通訊可利用對講機,方便易行。63.橫斷面數(shù)據(jù)的傳輸每一種全站儀都自帶有一套免費的數(shù)據(jù)傳輸軟件,傳輸?shù)倪^程大同小異。以徠卡TC-402型全站儀為例,隨機帶
7、有免費的“LeicaSurveyOffice”軟件,它包括數(shù)據(jù)交換管理器、坐標編輯器和編碼管理器等實用工具。具體的傳輸過稱為:(1)外業(yè)采集完成后,用通信線將儀器與電腦連接。打開“LeicaSurveyOflqee”軟件,單擊菜單中“數(shù)據(jù)交換管理器”,如圖2所示,設置端口無誤后,在輸出格式中選擇mdt,把數(shù)據(jù)下載到電腦上。這樣輸出的即為各觀測點的平距與高差。圖2:徠卡tc-402數(shù)據(jù)傳輸截圖(2)根據(jù)測量過程中記錄的數(shù)據(jù)與導出的數(shù)據(jù)進行比較,復核確認無誤后,將數(shù)據(jù)導入EXCEL表格,進行斷面數(shù)據(jù)整理,整理為起點距與高程的格
8、式。將計算的各斷面數(shù)據(jù)匯總得出斷面數(shù)據(jù)表。4.橫斷面圖的繪制。河床橫斷面圖的繪制,應用AUTO6CAD軟件,根據(jù)斷面數(shù)據(jù)表,將測得的起點距與高程分別輸入圖中。得出橫斷面圖,在橫斷面圖的繪制過程中縱向比例為1:100,橫向比例為1:1000。方向為順水流方向從左向右。在以后的橫斷面圖的繪制時,可在同一張圖