全站仪坐标法在直线定线中的应用

刘艳杰 张信栓

(1.河南理工大学，河南 焦作 454000； 2.河南农业职业学院，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。

⋮

Xn=X1+DncosαAB。

Yn=Y1+DnsinαAB。



全站仪坐标法在直线定线中的应用

刘艳杰1，2张信栓2

(1.河南理工大学，河南 焦作 454000； 2.河南农业职业学院，河南 中牟 451450)

针对实际施工测量中存在的问题，对全站仪坐标法直线定线的具体实施过程进行了详细介绍，指出该方法在实际的工程施工定线中有较好的应用优势，能够解决施工中直线定线的难题。

全站仪，直线定线，坐标法，施工测量

0 引言

全站仪是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，是集水平角、垂直角、距离、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。在外业测量过程中，它能对测量数据实时的记录、储存、计算并显示出所需要的测量成果。测量作业所需要的已知数据也可以从计算机输入全站仪，从而使测量的外业工作高效化，而且可以实现整个测量作业的高度自动化。

在实际施工测量中，经常遇到直线定点的情况，由于有些直线较长，其间难免遇到有建筑物或树林等障碍物遮挡的情况，使得常规直线工作难以进行。基于此种情况，国内诸多文献对此作了许多研究，提出了一些很好的测量方法：比如点坐标已知的情况下对直线外设站放样直线上任意点进行了探讨；根据极坐标的方法，在假设角度的情况下对不通视直线段上的点的施工放样进行研究。当在不通视直线段上，两端点坐标未知，周围无已知点，此时要在直线段上定出中间若干点的位置，以上方法都难以实现。本文主要针对这种情况进行探讨，并通过间接的方法确定出中间点的位置，在实际施工工作中能够得到较好的效果。

1 直线定线的概念和方法

测量距离或者在直线放线时，如果两点之间距离较长(超过一个尺段长)，会使沿直线测量距离或者直线定线时发生困难。这时需要在直线的方向上标定出若干个点，使它们在同一直线上，作为分段测量距离或直线放线的依据，这项工作成为直线定线。一般在两点通视的情况下可采用目估法定线和仪器(经纬仪等)定线。但是在不通视的情况下，再采用上述两种方法都难以实现。本文主要介绍了全站仪坐标法直线定线，对于不通视的情况，能够快速实现直线定线的目的。

2 全站仪坐标法直线定线

A，B两点实地位置如图1所示，某单位要在A，B两点间进行直线定线，但A，B被一高层建筑物遮挡，该单位应用南方全站仪(NTS-340)坐标法完成了该项目的直线定线工作。

2.1 坐标系中坐标反算

以C点为假定控制点，且C点与A，B两点均通视，假设它的坐标为(100.000，100.000)，用磁北方向进行定向，在C点架设全站仪建站(见图2)，先对中整平，输入测站点的坐标(100.000，100.000)，输入后视方向方位角为0.000 0，然后旋转全站仪照准磁北方向，进行定向(如图3所示)。再把全站仪分别照准A，B方向，测得A，B两点的坐标(如图4所示)。然后应用坐标反算法计算出A，B两点间距离为DAB和假定坐标系中坐标方位角为αAB。

αAB=arctan((YB-YA)/(XB-XA))。

2.2 坐标系中坐标正算

将A，B两点间距离分为n+1段，每段相对于起点的距离为D1，D2,…，Dn,利用坐标正算出这n点坐标为(X1,Y1),(X2,Y2),…，(Xn,Yn)。

X1=XA+D1cosαAB。

Y1=YA+D1sinαAB。

X2=XA+D2cosαAB。

Y2=YA+D2sinαAB。

⋮

Xn=X1+DncosαAB。

Yn=Y1+DnsinαAB。

2.3 在A，B两点间定出n个点同样在A点或B点架设全站仪，对中整平，然后输入测站点A点或B点的坐标，以C点作为后视方向定向，依次将这n点在实地放样出来，并打好木桩。

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2.4A，B两点间定线

用石灰在实地把A,1,2,3,…,n,B点铺设出来，A,B两点之间的直线定线工作就完成了。

2.5 直线定线校核

在1点架设好全站仪，将仪器对中整平后，照准2点，方向值设为0.000 0，然后旋转全站仪，照准2方向，记录下该方向角度，用同样方法在2点架设全站仪，照准1方向，方向值设为0.000 0，然后旋转全站仪，照准3方向，同样记录下该方向角度，依次类推，所有放样点都测绘完后，计算所有转折角角度之和，当所有转折角之和在限差范围内时，则满足要求。否则，则要重新进行直线定线。

3 全站仪坐标法直线定线的几点体会

通过本文分析和实际测量作业的验证，得到以下结论：

1)使用全站仪坐标法直线定线时，仪器操作简单、易于理解，在实际操作过程中较灵活，各项数据通过全站仪内置程序自动运算，测线定点的速度快，和通常测量定线方法相比，工作效率提高一半以上。

2)因全站仪测距和测角精度比较高，用全站仪坐标法在不通视两点间直线定线比传统目估法和经纬仪定线法进行直线定线在精度方面提高一个等级。

3)在建筑物、构筑物和山区进行两点间的直线定线时，该方法更为实用，具有很大的优势。

4)测线上转点的点位精度主要受观测边的测距误差的影响。距离测量误差主要受仪器测量精度的限制，在天顶距较小时，测距误差的影响较小，随着天顶距的增大，其误差影响也随之增大。所以测量的过程中应关注测距的精度问题。

4 结语

本文讨论了如何利用全站仪坐标法进行直线定线的方法，所给方法具有普遍性，对各类线形工程均适应。与常规方法相比，本文方法野外工作简单，误差不易累积，测设精度较高，同时也发挥了全站仪综合使用效率，在实际的施工工程当中有一定的推广作用。

[1]高玉艳.园林测量.重庆：重庆大学出版社，2006.

[2]何英伟，刘 飞，曹军奇.利用全站仪直线放样功能测量定线的精度分析.北京测绘，2010(4):35-38.

[3]罗永贤.全站仪在施工直线定线放样中的应用探讨.测绘与空间地理信息,2012(10):219-220.

[4]金为民.园林测量.北京：中国农业出版社，2006.

[5]NTS-340系列全站仪操作手册.

[6]李寿冰.园林测量.北京：中国电力出版社，2010.

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[8]吴飞宇，吴兆福.全站仪在施工定线中的应用探讨.北京测绘，2010(4)：82-83.

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

刘艳杰(1979- )，女，在读硕士，讲师; 张信栓(1965- )，男，高级实验师

TU198

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