全站儀坐標法在直線定線中的應用

劉艷杰 張信栓

(1.河南理工大學，河南 焦作 454000； 2.河南農(nóng)業(yè)職業(yè)學院，河南 中牟 451450)

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αAB=arctan((YB-YA)/(XB-XA))。

X1=XA+D1cosαAB。

Y1=YA+D1sinαAB。

X2=XA+D2cosαAB。

Y2=YA+D2sinαAB。

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Xn=X1+DncosαAB。

Yn=Y1+DnsinαAB。

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全站儀坐標法在直線定線中的應用

劉艷杰1，2張信栓2

(1.河南理工大學，河南 焦作 454000； 2.河南農(nóng)業(yè)職業(yè)學院，河南 中牟 451450)

針對實際施工測量中存在的問題，對全站儀坐標法直線定線的具體實施過程進行了詳細介紹，指出該方法在實際的工程施工定線中有較好的應用優(yōu)勢，能夠解決施工中直線定線的難題。

全站儀，直線定線，坐標法，施工測量

0 引言

全站儀是一種集光、機、電為一體的高技術(shù)測量儀器，是集水平角、垂直角、距離、高差測量功能于一體的測繪儀器系統(tǒng)。在外業(yè)測量過程中，它能對測量數(shù)據(jù)實時的記錄、儲存、計算并顯示出所需要的測量成果。測量作業(yè)所需要的已知數(shù)據(jù)也可以從計算機輸入全站儀，從而使測量的外業(yè)工作高效化，而且可以實現(xiàn)整個測量作業(yè)的高度自動化。

在實際施工測量中，經(jīng)常遇到直線定點的情況，由于有些直線較長，其間難免遇到有建筑物或樹林等障礙物遮擋的情況，使得常規(guī)直線工作難以進行。基于此種情況，國內(nèi)諸多文獻對此作了許多研究，提出了一些很好的測量方法：比如點坐標已知的情況下對直線外設(shè)站放樣直線上任意點進行了探討；根據(jù)極坐標的方法，在假設(shè)角度的情況下對不通視直線段上的點的施工放樣進行研究。當在不通視直線段上，兩端點坐標未知，周圍無已知點，此時要在直線段上定出中間若干點的位置，以上方法都難以實現(xiàn)。本文主要針對這種情況進行探討，并通過間接的方法確定出中間點的位置，在實際施工工作中能夠得到較好的效果。

1 直線定線的概念和方法

測量距離或者在直線放線時，如果兩點之間距離較長(超過一個尺段長)，會使沿直線測量距離或者直線定線時發(fā)生困難。這時需要在直線的方向上標定出若干個點，使它們在同一直線上，作為分段測量距離或直線放線的依據(jù)，這項工作成為直線定線。一般在兩點通視的情況下可采用目估法定線和儀器(經(jīng)緯儀等)定線。但是在不通視的情況下，再采用上述兩種方法都難以實現(xiàn)。本文主要介紹了全站儀坐標法直線定線，對于不通視的情況，能夠快速實現(xiàn)直線定線的目的。

2 全站儀坐標法直線定線

A，B兩點實地位置如圖1所示，某單位要在A，B兩點間進行直線定線，但A，B被一高層建筑物遮擋，該單位應用南方全站儀(NTS-340)坐標法完成了該項目的直線定線工作。

2.1 坐標系中坐標反算

以C點為假定控制點，且C點與A，B兩點均通視，假設(shè)它的坐標為(100.000，100.000)，用磁北方向進行定向，在C點架設(shè)全站儀建站(見圖2)，先對中整平，輸入測站點的坐標(100.000，100.000)，輸入后視方向方位角為0.000 0，然后旋轉(zhuǎn)全站儀照準磁北方向，進行定向(如圖3所示)。再把全站儀分別照準A，B方向，測得A，B兩點的坐標(如圖4所示)。然后應用坐標反算法計算出A，B兩點間距離為DAB和假定坐標系中坐標方位角為αAB。

αAB=arctan((YB-YA)/(XB-XA))。

2.2 坐標系中坐標正算

將A，B兩點間距離分為n+1段，每段相對于起點的距離為D1，D2,…，Dn,利用坐標正算出這n點坐標為(X1,Y1),(X2,Y2),…，(Xn,Yn)。

X1=XA+D1cosαAB。

Y1=YA+D1sinαAB。

X2=XA+D2cosαAB。

Y2=YA+D2sinαAB。

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Xn=X1+DncosαAB。

Yn=Y1+DnsinαAB。

2.3 在A，B兩點間定出n個點同樣在A點或B點架設(shè)全站儀，對中整平，然后輸入測站點A點或B點的坐標，以C點作為后視方向定向，依次將這n點在實地放樣出來，并打好木樁。

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2.4A，B兩點間定線

用石灰在實地把A,1,2,3,…,n,B點鋪設(shè)出來，A,B兩點之間的直線定線工作就完成了。

2.5 直線定線校核

在1點架設(shè)好全站儀，將儀器對中整平后，照準2點，方向值設(shè)為0.000 0，然后旋轉(zhuǎn)全站儀，照準2方向，記錄下該方向角度，用同樣方法在2點架設(shè)全站儀，照準1方向，方向值設(shè)為0.000 0，然后旋轉(zhuǎn)全站儀，照準3方向，同樣記錄下該方向角度，依次類推，所有放樣點都測繪完后，計算所有轉(zhuǎn)折角角度之和，當所有轉(zhuǎn)折角之和在限差范圍內(nèi)時，則滿足要求。否則，則要重新進行直線定線。

3 全站儀坐標法直線定線的幾點體會

通過本文分析和實際測量作業(yè)的驗證，得到以下結(jié)論：

1)使用全站儀坐標法直線定線時，儀器操作簡單、易于理解，在實際操作過程中較靈活，各項數(shù)據(jù)通過全站儀內(nèi)置程序自動運算，測線定點的速度快，和通常測量定線方法相比，工作效率提高一半以上。

2)因全站儀測距和測角精度比較高，用全站儀坐標法在不通視兩點間直線定線比傳統(tǒng)目估法和經(jīng)緯儀定線法進行直線定線在精度方面提高一個等級。

3)在建筑物、構(gòu)筑物和山區(qū)進行兩點間的直線定線時，該方法更為實用，具有很大的優(yōu)勢。

4)測線上轉(zhuǎn)點的點位精度主要受觀測邊的測距誤差的影響。距離測量誤差主要受儀器測量精度的限制，在天頂距較小時，測距誤差的影響較小，隨著天頂距的增大，其誤差影響也隨之增大。所以測量的過程中應關(guān)注測距的精度問題。

4 結(jié)語

本文討論了如何利用全站儀坐標法進行直線定線的方法，所給方法具有普遍性，對各類線形工程均適應。與常規(guī)方法相比，本文方法野外工作簡單，誤差不易累積，測設(shè)精度較高，同時也發(fā)揮了全站儀綜合使用效率，在實際的施工工程當中有一定的推廣作用。

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Total station coordinate method in the application of the linear alignment

Liu Yanjie1，2Zhang Xinshuan2

(1.HenanUniversityofScienceandTechnology,Jiaozuo454000,China;2.HenanAgriculturalVocationalCollege,Zhongmu451450，China)

In this paper, according to some problems in factual construction measurement, the process for the implementation of the total station coordinate method has made the detailed introduction, point out the method in actual engineering construction has very good application advantages of alignment, alignment problem can be solved during the construction of the straight line.

total station, straight line alignment, coordinates method, construction measurement

1009-6825(2015)01-0203-03

2014-10-28

劉艷杰(1979- )，女，在讀碩士，講師; 張信栓(1965- )，男，高級實驗師

TU198

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