AutoCAD結合全站儀在工程測量中的應用

李盼紅

[摘要]AutoCAD以其強大的繪圖和計算功能已經滲透到很多行業，可以充分利用AutoCAD的設定坐標、繪圖和去點的功能大大減輕外業的工作強度及內業的計算過程。文章總結了AutoCAD在工程測量中的應用，以及在線路施工當中的一些應用，對工作中的一些實例作了簡略闡述。

[關鍵詞]AutoCAD；全站儀；工程測量

[DOI]1013939/jcnkizgsc201535180

在道路建設中，通常分為幾個標段同時施工，每個標段一般包括路基及各種構造物，因此，施工測量工作任務十分繁重，由于全站儀在工程測量中的普遍應用，其極坐標放樣功能使測量工作中出現錯誤主要為坐標計算錯誤，特別是具有記憶功能的全站儀，可以事先在全站儀中輸入坐標，復核后再到現場進行放樣工作。所以施工測量的主要工作就是根據施工圖紙計算其各個部位的坐標，而如何快速、準確地計算坐標是關鍵所在。應用AutoCAD技術進行坐標定位計算，則可以事半功倍，并能取得良好的施工效果。

1緒論

AutoCAD是美國AUTODESK公司推出的一個通用的計算機輔助繪圖和設計的軟件包。它以強大的繪圖和計算功能深受大家的歡迎，適用性強，易于二次開發。對于追求精確尺寸計算機輔助設計來說，CAD是功能最強大，也是最理想的一款軟件。比如繪制建筑施工圖、設計機械零件，它以能在Windows平臺下更方便、更快捷的進行繪圖和設計工作，以更高質量與更高速度的超強圖形功能、三維功能、Internet功能而被廣大用戶所深愛，并廣泛流行。在工程測量中，AutoCAD配合AutoLisp語言，還可以編制一些常用的計算程序，得到計算結果。它大大提高了工程技術人員的工作效率——AutoCAD的特性提供了測量內業資料計算的另外一種全新直觀明了的圖形計算方法。

結合我們使用的TOPCON GTS-720型全站儀的情況，它能夠很方便地進行三維坐標的測量。通過AutoCAD的內業計算及對計算結果的驗證，可很快的完成內業計算。隨著全站儀的推廣和普及，極坐標的放樣越來越成為眾多放樣方法中最受測量工作者喜愛的一種。而坐標計算又是極坐標放樣中的重要環節，由于一般的工程放樣中的元素多為點、直線、圓弧等，故可以充分利用AutoCAD的設定坐標、繪圖和去點的功能大大減輕我們外業的工作強度及內業的計算過程。

2AutoCAD在內業資料計算中的應用

AutoCAD在內業資料計算中可以大大地提高工作者的工作效率。它能準確而方便快捷的解決一些抽象而復雜的計算。

在常規計算中，我們常常需要一系列的數學公式計算，而在CAD中，我們就要通過圖解方式進行計算。首先由已知條件準確繪制圖形，再通過標注命令和查詢功能得出所要的結果。要達到準確可靠，必須掌握各種捕捉功能的靈活應用。

對于線路測量放樣，尤其是高速鐵路，它主要是由樁基礎和承臺、墩身組成。每個墩身下有8～20根樁基礎不等，而每個承臺又有四個角點。每隔30多米就有一個墩身，這樣每個施工單位就會有成百上千個墩身，就會有幾千根樁基礎，這樣的工作量利用手算或計算器計算每一根樁基和承臺的坐標，會是一個驚人的工作量。利用手或計算器來計算會很大程度上影響到施工進度，耽誤下一個工作程序的進行。對于計算的結果檢核也是一個很煩瑣的工作，且不容易檢查出錯誤。

下面就結合筆者在京滬高速鐵路天津特大橋段的工作中領悟到的運用AutoCAD給我們帶來的方便與快捷進行討論。設計該工程的部門為鐵道部第三勘查設計院，他們給施工單位提供每個墩身、承臺的中心里程。給定的里程坐標為施工坐標，我們可以利用AutoCAD及數學公式將其轉化為大地坐標。我們要計算承臺四個角點的坐標和每個樁基礎中心的坐標，利用圖紙上給定的承臺尺寸在AutoCAD上畫一個矩形框，利用各個樁基中心的距離關系在AutoCAD的矩形框內畫出。根據轉換后得到的大地坐標在圖中捕捉矩形框的中心位置，然后在命令行輸入承臺中心的大地坐標，輸入后回車，該承臺和樁會相應的落到對應坐標上，這樣承臺的中心坐標是正確的。由于有方位角的影響，目前樁基的坐標還不是我們要的坐標。要以承臺的中心旋轉基本點，采用AutoCAD的旋轉功能旋轉相應的方位角。這樣得到的圖形就是和我們實地一致的圖形。我們就可以采用AutoCAD的取點功能獲取所需要的樁基中心坐標和承臺各個角點的坐標。對于在AutoCAD取出來的坐標可以用計算器檢驗，精度要求都能滿足。

旋轉角度之前應對AutoCAD進行方位角的設置，AutoCAD默認狀態下方位角的起始方向為正東方向。需要將其設置成以正北方向為起始方位角。AutoCAD默認狀態的坐標系也與我們使用的坐標系相反。在輸入和取出坐標時注意。

3AutoCAD在土方量計算中的應用

AutoCAD以其強大的繪圖和計算功能深受大家的喜愛，它不但能直接量取兩點之間的距離，方位角還可以得出兩點之間的坐標增量。對于平面多邊形而言它還可以量取該多邊形的面積，在三維立體模型中它還可以用于查詢土方量，為施工計算提供數據基礎。對于京滬高速鐵路的墩身和墩帽需要計算混凝土的用量。如果用數學公式計算一個曲面體的體積要用到微積分的一些知識，不但煩瑣而且工作量也非常大。如果我們將墩身和墩帽利用AutoCAD繪制出來，利用體積查詢功能就能很快的計算出需要的混凝土量。這樣既提高了工作效率，又計算準確。

4AutoCAD在施工設計方案中的應用

施工方案的設計重要而復雜。利用AutoCAD能直觀快速設計出施工方案。在京滬高速鐵路靜津路連續梁施工方案中我們需要計算出鋼管支架的用量，方木的用量，梁底與梁頂的標高，預拱度對高程帶來的變化。如果我們利用手或計算器計算那將是一個很大的計算量。可根據實際情況畫出梁的立面圖和平面圖，以及交通疏導圖。這樣我們就能直觀看到設計方案的內容，就能很快而直觀的計算出所需材料。有了交通疏導圖我們可以很好的疏散交通，使我們的施工更順利進行。

5AutoCAD結合全站儀在施工測量中的應用

我們目前使用的全站儀為TOPCON GTS-720型全站儀，其本身已具備利用坐標進行放樣工作的能力。我們在實際工作中的一些三維坐標的放樣，就可以利用AutoCAD建立數字化模型，先用編程計算器在計算機AutoCAD平臺上進行模擬檢驗，經檢驗程序正確后，再將之用于外業放樣。對于需要外業放樣的點線，我們就可以盡量直接利用全站儀的坐標放樣功能，將所需放樣點的施工坐標輸入全站儀，正確操作就可以得到正確的所需點位了。

6結論

AutoCAD以其強大的繪圖和計算功能已經滲透到很多行業。AutoCAD對我們的生產實踐起到了很大的作用。對于測量工作者來說，隨著社會進步科技的發展，測量儀器的更新，結合AutoCAD給我們的測量工作人員減輕外業勞動強度，能更好地提高測量作業效率及精度。隨著全站儀開發技術的提高和工程技術人員技術水平的提高，測量工作者將擁有更廣闊的發展空間。

參考文獻：

[1]聶讓，施鎖云，聶泳，等測量學[M].北京：中國科學技術出版社，2004

[2]聶讓全站儀與高等級公路測量[M].北京：人民交通出版社，2001