全站儀坐標法在紙機傳動基礎定位及預留預埋施工中的應用

吳靜龍

摘? ? 要：筆者之前供職于國有施工企業(yè)從事多年工業(yè)建筑施工，結合之前工作經驗就全站儀坐標法在紙機傳動基礎定位及預留預埋施工中的應用進行一些探討。紙機安裝對傳動基礎的定位及預留預埋的水平位置精度要求高，加上工期緊，傳動基礎施工時與設備安裝交叉作業(yè)，且現場情況復雜通視條件差，給采用傳統(tǒng)矩形控制網測量定位造成很大困難。為了提高測量放線的準確性和功效，我們將全站儀坐標法測量與AutoCAD坐標標注相結合，運用到了紙機傳動基礎定位及預留預埋施工測量中，同時將常用于收斂觀測的反射片作為現場，大大提高了測量放線成果質量和工作效率。

關鍵詞：全站儀;AutoCAD;直角坐標系統(tǒng)

1? 引言

紙機安裝對傳動基礎的定位及預留預埋的水平位置精度要求高，加上工期緊，傳動基礎施工時與設備安裝交叉作業(yè)，且現場情況復雜通視條件差，給采用傳統(tǒng)矩形控制網測量定位造成很大困難。如果傳動基礎定位及預留預埋定位出現偏差，將直接影響下一步設備安裝質量和工期。因此，為了提高測量放線的準確性和功效，我們將全站儀坐標法測量與AutoCAD坐標標注相結合，運用到了紙機傳動基礎定位及預留預埋施工測量中，同時將常用于收斂觀測的反射片作為現場，大大提高了測量放線成果質量和工作效率。

2? 測量原理

以安裝班組布設的PM1&PM2真空伏輥中心線，以及PM1&PM2紙機廠房EF軸中心線，分別作為坐標系的X軸和Y軸，Z軸坐標同圖紙設計相對標高值（須與紙機基礎板板面實際標高進行比校），即中心交點（0，0，7.45），7.45為建筑物二層樓板相對標高，建立坐標系（單位：米），將已知點用反射片現場標注。

3? 坐標測量

3.1? 傳動基礎施工

以PM2傳動基礎施工為例，使用AutoCAD獲得傳動基礎定位及預留預埋水平位置的坐標數據，導出到Excel中添加圖紙給定的相對標高作為Z軸數值，整理后得到每一個基礎螺栓孔心坐標值（X、Y、Z）。

3.2? 平面坐標放樣測量

全站儀使用方法有在已知點設站和未知點設站兩種情況。第一種在已知點設站包情況又包括極坐標法放樣和坐標法放樣，第二種在未知點設站又包括角度后方交會法設站和邊角聯合后方交會法設站。實際運用中我們一般使用已知點坐標放樣和后方交會法坐標放樣。在輸入未知紙機孔坐標后，儀器會自動計算出所需要的水平角值和平距值，利用角度放樣和距離放樣功能，便可以設定未知點的位置

3.2.1? 已知點設站

已知點設站即在已知坐標點上安置全站儀來確定其坐標，這時需要一個后視點的坐標或者后視方位角為已知。

根據現場實際情況，我們可以把測站設置在Y軸任意位置上，那么測站點坐標就是（X=0，Y=測站與基準點的距離），利用棱鏡求出測站到基準點的距離，即為Y值，Z值為2.2中計算的（3）W數值。

實測步驟為：（1）儀器設站：將儀器在已知點上對中整平，開機后進入放樣測量，選取“3.測站設置”后按【ENT】確認，進入后輸入測站坐標。（2）輸入棱鏡和儀器高：按照2.2計算得出棱鏡和儀器高度參數全部輸入0。（3）后視方位角設置：放樣菜單界面下，選取“4.置方位角”后按【ENT】確認，按【定向】，通過輸入后視點坐標，計算并設置方位角。輸入后視點坐標。

3.2.2? 自由點設站

由于現場施工環(huán)境復雜，Y軸線多數情況下并不通視或者不方便支設儀器和棱鏡，這個時候就用到全站儀反光貼。事先在1軸線和42軸線梁位置貼若干反光貼，并測設得到這些位置的坐標，作為已知點在后面施工中使用。

因為觀測的已知點數超過兩個，并且計算坐標將采用最小二乘法進行平差，坐標則通過計算平均值求取。所以，觀測的已知點越多，計算所得坐標精確度也越高。

兩個已知點求取測站坐標的測量：（1）在測站模式下按【后交】進入后方交會測量功能，將已知點的坐標輸入屏幕。（2）輸入已知1點的坐標，照準已知1點反光貼紙，按【測量】進行測量。（3）測量完成后，觀察測量結果，并根據提示輸入棱鏡高度。（4）按【ENT】把已知2點坐標輸入并進行測量。重復b、c步完成已知2點的測量。（5）檔輸入并測量完兩個已知點后，選擇【計算】計算交會點坐標，按【ENT】將交會坐標置為測站坐標。（6）按【ENT】設置測站，根據提示，照準已知點1，按【ENT】設置坐標方位角，返回測量模式。

3.3? 高程的測量

全站儀標高測量采用的原理，測量過程的實質是高差測量。想要求得放樣點的標高，必須得到測定站點與放樣點之間的高差，然后根據測定站點標高，即可求出放樣點的標高。

高程測量的操作介紹：紙機已知S點標高暫為Zs，只要知道紙機定位孔每一點對T點的高差Zst即可由Zt=Zs+Zst得到每一個紙機定位孔點的標高Zt。

HD——為S、T兩點間的水平距離;

VA——為在基準點觀測天頂距;

i——為測站點的儀器高，t為棱鏡高;

Zs——為S點高程，Zt為T點高程。

VD——為全站儀望遠鏡和棱鏡之間的高差。

VD=SD*COS（VA）

不考慮其他因素的影響，求高差Zst，我們需要已知點S架設儀器，在T點豎立棱鏡，觀測角VA，需要量取儀器高i和棱鏡高t，測算出A，B兩點間的水平距離為HD，所以根據Zst=VD+i-t，得出計算公式：Zt=Zs+SD*COS（VA）+i-t。

通過以上測量方法我們分析：首先全站儀架設在已知高程點上，而且要測出待測點的高程，首先要量取儀器高和棱鏡高。

在實際應用中上述方法受限因素很多，因此我們可以借鑒水準儀任意置點的方法，利用三角高程測量原理測出待測點的高程，可以大大提高施測的速度。

具體操作介紹：假設已知T點的高程，未知S點的高程，我們要通過全站儀測定其他定位孔的高程。首先由（1）式可知：

Zs=Zt-{SD*COS（VA）+i-t}? ?（2）

數據中只有VD的值可以用儀器測量計算，儀器和棱鏡的高度都是未知的。但一次測量中儀器和棱鏡的高度是不變的。從（2）可知：

Zs+i-t=Zt-SD*COS（VA）=W? ?（3）

由（3）可知，基于上面結論，Zs+i-t在任一未知紙機孔上也是固定不變的。而且可以計算出它的高程。

實際操作中需要注意：（1）全站儀可以任意設置，但是要通視;（2）照準已知基準點，測出天頂距，并算出高程。（3）儀器高和棱鏡高設為0即可.

4? 結束語

紙機傳動基礎定位及預留預埋施工中，采用全站儀坐標法進行測量放線，簡化了測量程序，不再像以往使用傳統(tǒng)方法，需要在測量前后處理大量的數據，大大提高工作效率，節(jié)約了人力和財力。同時，也提高了測設的精準度，顯示出傳統(tǒng)放線無法比擬的優(yōu)越性。

參考文獻：

[1] 曹志勇.全站儀在坐標測量和放樣中的應用[J].河北工程技術學報，2005.

[2]? GB 50026—2007.工程測量規(guī)范[S].

[3] 王明.使用全站儀進行坐標放樣[J].中翰信息，2003（3）：29.