山區高速公路全站儀橫斷面測量方法淺析

摘 要：本文介紹了幾種山區高速公路全站儀橫斷面測量的方法，充分應用了全站儀的內置程序和斷面處理程序，進行快速的橫斷面測量與數據處理。

關鍵詞：高速公路 全站儀測量 橫斷面測量

中圖分類號：U412 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）04（b）-0045-01

為了正確統計土石方量，在高速公路的勘測設計階段和施工階段都要對線路的橫斷面進行測量。傳統的橫斷面測量方法有水準儀皮尺法、橫斷面儀法、經緯儀視距法等。而山區的高速公路，由于高差大，通視條件差，路基寬度大，橫斷面密度大，這些傳統的測量方法，進行快速高精度的橫斷面測量比較困難。隨著科技的進步，測量設備在向著電子化，自動化方向發展，近些年出現的全站儀和GPS大大提高了測量的效率和精度。全站儀作為目前普及率最高的測量儀器，由于設站靈活、內置程序可以輔助測量，在山區高速公路橫斷面測量中發揮了重要作用。下面就分析幾種在山區高速公路橫斷面測量中使用的全站儀橫斷面測量方法。

1 全站儀橫斷面測量方法

1.1 計算器輔助法

在測量前先計算出所測橫斷面的中樁點坐標和線路法線方向，如果是直線段，則可以只計算一個里程的中樁點坐標和線路法線方向。編程計算器編寫坐標轉換程序，將施工坐標轉換為以中樁為中心的斷面坐標。則每個斷面測點在斷面坐標系中的坐標為：

L=S×COS（J-U）

D=S×SIN（J-U）

J為中樁到測點的方位角，U為斷面法線方位角。

D用于修正斷面的橫向精度，也用于多斷面測量的間隔值。

在測量時，將實測坐標輸入計算器，計算出L、D值，如果值大于0.1 m，進行點位移動，直到滿足要求，然后將點號按照斷面編號，記錄在全站儀的內存里。

此種方法，適合于沒有內置程序的拓普康全站儀和部分國產全站儀。此種方法優點是設站靈活，在山區可以找平坦的至高點設站，缺點是手工計算速度慢，效率不高（如圖1）。

1.2 內置參考線程序輔助法

全站儀內置的參考線程序一般作為放樣規則的結構物比較方便，只要知道各點之間的相互關系，不用每個點的坐標都輸入就可以進行放樣。此程序也可應用于線路橫斷面的測量。全站儀建好站后，進入參考線程序，首先提示輸入第一個點坐標，輸入斷面的中樁坐標，然后輸入第二點坐標，輸入斷面橫向的一個點坐標，一般要輸中樁右側的點。對準棱鏡進行測距后，直接顯示的是offs值和line值。offs為offset的簡寫，是點位偏移參考線的距離，line值為在參考線上到中樁的距離。根據offs的大小移動棱鏡，直到符合規范要求，進行記錄。直線上可只進行一次參考線設置，曲線上要每個斷面都要進行參考線設置。

此方法適合于有內置程序的萊卡TPS700＼800系列等的全站儀。此方法優點是儀器自動計算偏差值，效率較高，測點速度快，缺點是在曲線段每次只能測一個斷面，斷面數據需要提前輸入儀器中，現場加測斷面困難。

1.3 內置線路程序輔助法

全站儀應用十幾年來，全站儀測量技術在不斷的發展，越來越多的程序被開發出來，減輕了測量人員的勞動強度。利用全站儀內置的線路程序，可以測出任一點的里程和到中樁的距離，同時也可應用到橫斷面的測量中。全站儀內置的線路程序，應用前先進行線路定義，輸入線路起點、主點和終點坐標以及半徑等曲線要素。線形有直線、圓曲和緩曲，半徑就輸此點的半徑，按照左負右正輸入，直線的半徑格式為±99999999.999。

線路定義完成后，進入橫斷面測量子程序，先將所測斷面里程輸入儀器，再編輯點號，測完一個點后查看“△里程”，如果值大于規范，即進行位置調整，重新測量，直到合格后進行記錄存儲于儀器內。可以每個斷面輸一下里程，也可以只輸一個斷面里程，其他的斷面用“△里程”進行控制。每次輸入的斷面里程數據都是單獨存儲的，外業完成后，將數據通過數據線傳入電腦中，生成后綴為*.OBS的文件。格式為：

>>34265.000，589.862

1，-10.244，2.946，4013091.720，476993.632，592.808

各數據含義分別為樁號，設計高程，點號，橫向差值，高程差值，X、Y坐標，高程。

利用電腦上配套的斷面測量軟件，編輯路基設計斷面。然后將實測斷面和設計斷面加載于一起，即可自動計算出本斷面的填挖方量。選擇要輸出的斷面樁號，生成CAD格式斷面圖，進行編輯。

在一些品牌的全站儀都已經內置了類似的測量程序，可進行橫斷面的測量，線路邊坡的放樣等。此種方法測量速度快，自動化程度高，在山區高速公路測中會有越來越多的應用。

2 結語

利用全站儀進行橫斷測量時，配備兩個鏡站，分別從兩端到中間施測，同時配備1～2個定向人員可提高測量速度，具有紅外測距功能的儀器，在植被較少的地方，能減少鏡站的作業強度，一些隱蔽點和遮擋點的測量，可用GPS配合進行。山區高速公路由于其地形的特殊性，使得全站儀成為最有效的橫斷面測量工具，再配合內業的程序，可快速的進行土方量的計算。

參考文獻

[1]紀明喜.工程測量[M].北京：中國農業出版社，2004：212-214.

[2]JTG C10—2007[S].公路勘測規范：39-40.

[3]顧孝烈，鮑峰，程效軍，等.測量學[M].上海：同濟大學出版社，2006：320-323.