浅谈纵横断面测量的两种简便方法

2010-08-15侯晋华

山西建筑 2010年13期

关键词：纵断面横断面外业

侯晋华

在建设道路、沟渠和敷设各种管道时,为了选择合理的线路和坡度,通常要测量线路的纵、横断面,为施工提供可靠而准确的依据。新的测量仪器与计算机的普及使得测量界发生了革命性的变化,减轻了测量人员的计算工作,提高了测量效率。

1 纵断面测量

纵断面测量是指在线路中线测量之后再对中线上各里程桩进行的地面高程测量。通过地面高程测量,可以绘制路线中线纵断面图,为设计路线纵坡、计算中桩处的填、挖高度提供重要依据。

1.1 纵断面外业测量的步骤

1)通过设计好的线路中心线逐桩坐标,将中桩放样到实地。我们可以将长约30 cm的木桩钉到实地标记其中桩位置。如遇地形起伏变化较大等特殊情况,我们还需要加桩表示。故设计时应考虑这些情况,最好提供间距较小的逐桩坐标。2)测量并记录中桩处的高程,得到的数据即为线路中心线纵断面高程数据。

1.2 纵断面外业测量的方法

1.2.1 全站仪测量纵断面

首先我们需要设站,根据逐桩坐标利用全站仪的放样程序将中桩放样到实地并采集记录其高程,然后把编好号的木桩钉到实地正确位置。这样按此顺序依次进行下去,直到此测站点无法满足其观测需要,我们再将全站仪搬到新的测站点上进行观测。

1.2.2 RTK测量纵断面

RTK是一种新的常用的GPS测量方法,能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法,它的出现为工程放样,地形测图,各种控制测量带来了新曙光,极大地提高了外业作业效率。

首先我们需要在合适的地方设置基准站,再利用移动站采集两个或两个以上控制点坐标进行平面和高程参数转换,满足限差要求后根据逐桩坐标进行中桩放样并采集记录其高程,然后把编好号的木桩钉到实地正确位置。

1.3 纵断面图的绘制

随着计算机的普及应用,手工绘制纵断面图已经显得相当落后和缓慢,精度也往往不能满足现代工程的特殊需要,被各种各样的计算机应用软件所代替。我们可以将外业采集到的纵断面数据录入绘制纵断面的应用程序,经过后期数据处理得到直观而又准确的纵断面图。目前大多数软件需要的是原始数据的三维坐标。

2 横断面测量

横断面是指过中线桩垂直于中线方向的断面,横断面测量是测量中桩处垂直于中线方向(法线方向)的地面高程,进行横断面测量时首先要测定横断面的方向,然后在这个方向上测定中桩两侧变坡点与桩点间的距离和高差,从而绘制横断面图。

2.1 横断面外业测量的步骤

1)通常我们用两两垂直的十字架在中桩处进行定向,使得互相垂直的两条线分别照准线路方向和横断面法线方向。2)从中桩处开始,沿着横断面法线方向,左右两侧由近及远分别采集并记录变坡点与中桩的平距与高差,或者直接采集变坡点处的三维坐标,直到最后一个点与中桩的水平距离大于设计要求距离为止,该中桩处的横断面测量结束。

2.2 横断面外业测量的方法

2.2.1 全站仪测量横断面

上面我们已经较详细的介绍了横断面测量的具体实施方法,这里我们主要补充几点：1)测量平距与高差模式。我们以南方NTS-352全站仪为例,首先选择一最佳位置架设好全站仪,选择对边测量程序,以选择不使用文件程序和选择A-B,A-C为例,然后在第一步中输入镜高并照准中桩处的棱镜测量,完毕后屏幕将显示HD数值,初始设置完成;再按照十字架指示的横断面法线方向从中桩处开始由近到远分别测量中桩左右两侧变坡点数据,照准在变坡点处立好的棱镜进行第二步测量,完毕后屏幕将显示dHD与dVD数值,分别为此变坡点与中桩处的平距与高差,记录此组数据,这一变坡点处的测量工作结束;然后依次测量剩下的变坡点与中桩处的平距与高差,直至左右两侧最后一个变坡点与中桩处的平距大于设计距离为止,该中桩处的横断面测量结束。2)测量三维坐标模式。首先在合适的位置架设全站仪并进行设站,按照十字架指示的横断面法线方向从中桩开始由近到远分别测量中桩左右两侧变坡点的三维坐标,将其按里程加上左右标记Z1(2,3,…,n)与Y1(2,3,…,n)编号并进行保存,直至左右两侧最后一个变坡点与中桩处的平距大于设计距离为止,此中桩处的横断面测量结束。

2.2.2 RTK测量横断面

由于RTK采集的是三维坐标,我们设置好基准站和移动站后采用与全站仪相同的方法采集变坡点的三维坐标,将其按里程加上左右标记编号并保存,我们也可以利用RTK里配置的采集横断面程序,省去立十字架步骤,直接通过手簿显示横断面法线方向采集变坡点,这里就不做过多的步骤介绍了。

2.3 用EXCEL处理数据

全站仪采集的三维坐标或RTK采集的三维坐标都可以转化成南方CASS的＊.dat格式数据,我们将其横断面数据和纵断面数据导出后展点到南方CASS软件中,利用量取距离工具按钮我们可以得到每个变坡点与中桩处的平距并将其记录,然后把每个变坡点与中桩的高差一一对应到其平距数据组中。把采集到的三维坐标按里程编号整理,提取同一组横断面中的高程与纵断面高程放入EXCEL中进行高差计算,第一列为里程编号,第二列为其每个变坡点的高程,第三列为对应的中桩高程,然后利用EXCEL函数功能可快速而又准确计算出每个高差值,尤其在数据较多时显得非常高效。然后,将从南方CASS中量取的变坡点与中桩处的平距与计算得到的高差一一对应起来输入并保存到EXCEL中,形成横断面数据。