全站儀自由設站法在游泳池長度測量中的應用

張興國，楊學峰，檀繼猛

(濟南市勘察測繪研究院，山東濟南250013)

一、引 言

為舉辦2010年中國水上運動會，日照市在奧林匹克水上公園內興建了游泳館，該館位于青島路東、山東路北，主要由游泳館、跳水館、訓練館、露天泳池等組成。日照游泳館按照世界錦標賽比賽標準進行設計，其規(guī)模和功能既能滿足水運會比賽要求，同時還能滿足賽后全民健身、群眾體育及水上健身娛樂等活動的需要。為確保游泳館長度滿足標準要求，日照市游泳館工程建設領導小組辦公室委托濟南市勘察測繪研究院對游泳館進行了長度測量。

傳統(tǒng)游泳池長度測量采用鋼尺或手持測距儀量距，該方法操作簡單，但精度難以控制。近年來廣泛利用的內外控制網法精度高，但受游泳池周邊項目施工影響較大，受作業(yè)空間限制，日照游泳館無法采用此方法。全站儀自由設站法不需要布設控制點，測量工作在游泳池內完成，不需要在周邊開辟工作面，對周邊項目施工基本沒有影響，易于操作。

二、標準游泳池工藝要求

根據TY-T 1003—2005《游泳、跳水、水球和花樣游泳場館使用要求及檢驗方法》規(guī)定：標準比賽游泳池尺寸為50m×25m或50m×21m，兩端池壁自水面上30 cm至水面下80 cm范圍內的長度誤差應為[0．00，0．01]m。安裝自動計時觸板后，誤差也不得超出此范圍。

施工過程中工藝要求為：面磚鋪貼完成后檢測長度要求：50．025m ±0．002 m(允許精度極限誤差為±0．005m)。自動計時觸板厚度為確定值，一般在計時觸板安裝前測量游泳池長度，達到最終控制游泳池長度的目的。

三、測量方案

1．儀器設備

本項目投入的設備有全站儀、溫度計、濕度計、氣壓計等。全站儀標稱精度為：一測回水平方向標準偏差0．5″，測距綜合標準差為1mm+1ppm。

2．施測方法

游泳池池壁為一豎直面，其上無法放置棱鏡，而反射片的測距精度隨激光入射角的變化而變化。通過制作“十”字觀測標志，用A4復印紙打印，并用透明膠粘貼到池壁上，應保證紙張緊貼池壁，由于紙張薄，可認為觀測標志與池壁在同一豎直面上。

在游泳池兩個短邊池壁上，隨機抽取5對測量檢測點(見圖1)，檢測點應對稱，粘貼測量標志。在長邊池壁中心連線上且靠近池壁處的A和B處設站，A和B點的選擇應滿足基本的測量空間，設站應嚴格置平，不用對中，腳架踩牢。假定 A(0，0)、B(s，0)，分別在A、B上測量各觀測點方位角及AB距離s，測量A和B之間的距離時，應根據觀測時的氣象條件及時調整氣象參數，并進行加常數的改正。本工程按分組觀測法觀測6個測回。

圖1

3．數據處理

檢查采集的數據，無誤后，計算各觀測點與AB、BA的夾角，根據AB之間的距離，借助AutoCAD繪制A、B及各觀測點相對關系圖。連接1、5繪制一條直線，其余8個觀測點作該直線的垂線，通過距離加或減，計算出5對檢測邊相對于該直線的垂距。

4．精度分析

前方交會法是求未知點P(見圖2)的坐標：根據AB的觀測邊長S及觀測角α、β，先求AP的長度b及坐標方位角αAP，然后按坐標正算公式求P點坐標。

圖2

假定 A(0，0)，B(0，s)由于

則

根據誤差傳播定律

游泳池長度L中誤差mL

表1為觀測6個測回，游泳池長度中誤差為0．000 8m，與前方交會形狀無關，精度滿足施工要求。

表1 不同圖形結構點位和長度中誤差情況表

5．實例分析

在日照市游泳池距離測量中采用了此方法，面磚層鋪貼完成后長向距離檢測結果見表2。

表2m

檢測結果：面磚鋪貼完成后檢測基線長度最大為50．029m，最小為50．022m，檢測結果符合在面磚鋪貼完成后競賽池的長度要求(50．025±0．005m)。

四、結束語

本文基于日照游泳館特殊的作業(yè)空間而研究的一種游泳池長度測量方法，該方法大大降低了對周圍項目施工的影響及精度對周圍環(huán)境的依賴，提高了游泳池長度測量的精度和可靠性，解決了常規(guī)鋼尺或手持測距儀量距精度低、可靠性差等問題。通過在實踐應用，取得了良好的效果。

[1]潘正風，程效軍．數字測圖原理與方法[M]．武漢：武漢大學出版社，2011．