线路转点测设新方法

郭宗河，郑进风，于广明

(青岛理工大学土木工程学院，山东青岛266033)

一、引 言

在线路中线测量工作中，转点的测设是要经常进行的一项重要工作。当因地形障碍使相邻交点间互不通视时，应在其间或延长线上设置一些能通视的转点，以便在交点测量转折角和设置里程桩时作为照准和定线的目标。过去，由于测量仪器(光学经纬仪、卷尺等)的限制，故而传统的转点测设方法需要多次安置仪器，操作起来比较麻烦，且测设的精度也较低[1]。而现如今，随着科学技术的发展，电子全站仪已相当普及而且不断向智能化方向发展，特别是其提供的一些特殊功能，如对边测量、悬高测量、面积测量、偏心测量、辅助点测量等，给的测量工作带来了极大的便利[1-11]。为此，本文介绍一种利用全站仪两点参考线测量功能快速完成遇障碍物转点测设的新方法，供大家参考使用。

二、传统测设方法

1．在两交点间测设转点

如图1所示，JD5和JD6为相邻而互不通视的两个交点，首先在两交点间较高处试选一转点ZD'，点ZD'要能与两交点通视，然后在ZD'安置经纬仪，分别用盘左和盘右瞄准交点JD5倒转望远镜将直线JD5—ZD'延长至JD6附近，并取其中间位置，记作JD'6，此法称为经纬仪正倒镜分中法。若JD'6与JD6重合或其偏差f在限差之内，即可将ZD'作为转点。否则应调整试转点ZD'的位置。具体做法为：先量出偏差f值，用视距法测出距离a和b，然后按下式计算出ZD'应横向移动的距离值e

图1 两交点间传统转点测设示意图

并将ZD'按e值移至ZD。重复上述步骤，逐渐趋近，直至符合要求为止。

2．在两交点延长线上测设转点

如图2所示，JD8和JD9为相邻而互不通视的两个交点，先在其延长线上初定转点ZD'(点ZD'要能与两交点通视)，然后将经纬仪置于ZD'点上，瞄准JD8点定向，用正、倒镜分中法在JD9附近设置点JD'9。若点JD'9与JD9重合或其偏差f在限差之内，即可将ZD'作为转点。否则应调整试转点ZD'的位置，方法同上，只是ZD'横向移动的距离值e应按下式计算

图2 两交点延长上传统转点测设示意图

由此可见，由于测量仪器(光学经纬仪、卷尺等)的限制，故而传统的转点测设方法需要多次安置仪器，操作起来比较麻烦，且测设的精度也较低[1]。

三、现代测设新方法

1．两点参考线测量及其基本原理[7]

如图3所示，P1、P2为两已知点(其连线P1P2即为参考线)，P为待测点。所谓两点参考线测量，就是将全站仪安置在任意适当位置O，分别将反射棱镜竖立在P1、P2、P三点进行观测，全站仪就会自动计算并显示出P点到参考线P1P2的垂距BP和垂线到P1点的偏距AP。其测量原理如下。

首先，建立测站平面直角坐标系XOY(原点O为仪器即水平度盘中心)，X轴指向水平度盘0°分划线(见图3)。反射棱镜依次竖立在P1、P2、P三点进行观测，全站仪即可依次按下式自动计算出它们的坐标和。

图3 两点参考线测量原理示意图面

式中，S为全站仪至反射棱镜的斜距;α为全站仪至反射棱镜的竖直角;β为全站仪至反射棱镜的水平角。

然后，再以P1为原点，参考线P1P2为纵轴A，建立参考线平面直角坐标系AP1B(见图3)。不难看出，P点到参考线P1P2的垂距BP和垂线到A点的偏距AP就是P点在参考线平面直角坐标系AP1B中的横坐标和纵坐标。因此，全站仪通过下面的坐标变换即可自动计算并显示出垂距BP和偏距AP。

式中，αo为参考线相对于X轴的旋转角，可通过下式求得

2．全站仪测设新方法

如图4所示，JD1和JD2为相邻而互不通视的两个交点，先在两交点间较高处试选一转点ZD'(点ZD'要能与两交点通视)，然后在两交点和试转点上分别竖立反射棱镜，在一适当位置M点安置全站仪利用其两点参考线测量模式进行观测。若测得ZD'点到JD1与JD2连线的垂距B等于0，即可将ZD'作为转点;否则，可将试转点上的反射棱镜沿M—ZD'方向前(后)移动，重新进行观测，直至垂距B等于零为止，此时立镜点即为待测设的转点ZD。同时，还可根据测得的偏距A，按下式求得转点ZD的里程。

图4 两交点间现代转点测设示意图

此方法除可用于在两交点间测设转点外，同样可方便地用于在两交点延长线上测设转点，如图5所示。

图5 两交点延长上现代转点测设示意图

四、结束语

从上面的介绍可知，利用全站仪两点参考线测量功能进行相邻两个交点间互不通视时转点的测设，将十分方便、快捷，精度也较高;另外，由于对全站仪的安置没有什么特殊的要求，所以该新方法在实际应用中具有很大的灵活性，能适应复杂情况下的转点测设。同时，为了使全站仪在实际生产中发挥更大的效益，就要充分利用其提供的一些特殊测量功能，并要不断积极探索其在各项测量工作的应用研究，这必将会大大提高工作效率，从而进一步感受到现代测绘科技带来的便利、轻松和快意。

[1]郭宗河，董宇阳，郑进凤．测量学实用教程[M]．北京：中国电力出版社，2006：234-235．

[2]郭宗河．利用对边测量功能进行直线测设的新方法[J]．测绘通报，1998(7)：26．

[3]郑进凤，崔云川，郭宗河．全站仪在建筑挡光测量中的应用[J]．测绘通报，2001(11)：40-41．

[4]郭宗河，郑进凤．全站仪面积测量及其精度分析[J]．测绘通报，2002(3)：30-31．

[5]郑进凤，郭宗河．遇障碍物时直线测设新方法[J]．测绘通报，2002(12)：61-62．

[6]郑进凤，郭宗河．利用尼康DTM352全站仪进行建筑物倾斜观测[J]．测绘通报，2003(7)：63-64．

[7]郭宗河，郑进凤，崔云川．全站仪两点参考线测量与放样及其在工程中的应用[J]．测绘通报，2004(8)：62-63．

[8]郑进凤，郭宗河．全站仪偏心测量及其精度分析[J]．测绘通报，2005(1)：50-52．

[9]郑进凤，郭宗河，刘建秀．全站仪辅助点放样及其应用[J]．测绘通报，2007(4)：25-26．

[10]郭宗河，郑进凤，贺可强．全站仪导线测量若干问题的探讨[J]．合肥工业大学学报：自然科学版，2010(2)：266-268．

[11]郭宗河，郑进凤，贺可强．全站仪线高测量及其应用[J]．测绘科学，2010(3)：171-172．