AutoCAD结合全站仪在工程测量中的应用

李盼红

[摘要]AutoCAD以其强大的绘图和计算功能已经渗透到很多行业，可以充分利用AutoCAD的设定坐标、绘图和去点的功能大大减轻外业的工作强度及内业的计算过程。文章总结了AutoCAD在工程测量中的应用，以及在线路施工当中的一些应用，对工作中的一些实例作了简略阐述。

[关键词]AutoCAD；全站仪；工程测量

[DOI]1013939/jcnkizgsc201535180

在道路建设中，通常分为几个标段同时施工，每个标段一般包括路基及各种构造物，因此，施工测量工作任务十分繁重，由于全站仪在工程测量中的普遍应用，其极坐标放样功能使测量工作中出现错误主要为坐标计算错误，特别是具有记忆功能的全站仪，可以事先在全站仪中输入坐标，复核后再到现场进行放样工作。所以施工测量的主要工作就是根据施工图纸计算其各个部位的坐标，而如何快速、准确地计算坐标是关键所在。应用AutoCAD技术进行坐标定位计算，则可以事半功倍，并能取得良好的施工效果。

1绪论

AutoCAD是美国AUTODESK公司推出的一个通用的计算机辅助绘图和设计的软件包。它以强大的绘图和计算功能深受大家的欢迎，适用性强，易于二次开发。对于追求精确尺寸计算机辅助设计来说，CAD是功能最强大，也是最理想的一款软件。比如绘制建筑施工图、设计机械零件，它以能在Windows平台下更方便、更快捷的进行绘图和设计工作，以更高质量与更高速度的超强图形功能、三维功能、Internet功能而被广大用户所深爱，并广泛流行。在工程测量中，AutoCAD配合AutoLisp语言，还可以编制一些常用的计算程序，得到计算结果。它大大提高了工程技术人员的工作效率——AutoCAD的特性提供了测量内业资料计算的另外一种全新直观明了的图形计算方法。

结合我们使用的TOPCON GTS-720型全站仪的情况，它能够很方便地进行三维坐标的测量。通过AutoCAD的内业计算及对计算结果的验证，可很快的完成内业计算。随着全站仪的推广和普及，极坐标的放样越来越成为众多放样方法中最受测量工作者喜爱的一种。而坐标计算又是极坐标放样中的重要环节，由于一般的工程放样中的元素多为点、直线、圆弧等，故可以充分利用AutoCAD的设定坐标、绘图和去点的功能大大减轻我们外业的工作强度及内业的计算过程。

2AutoCAD在内业资料计算中的应用

AutoCAD在内业资料计算中可以大大地提高工作者的工作效率。它能准确而方便快捷的解决一些抽象而复杂的计算。

在常规计算中，我们常常需要一系列的数学公式计算，而在CAD中，我们就要通过图解方式进行计算。首先由已知条件准确绘制图形，再通过标注命令和查询功能得出所要的结果。要达到准确可靠，必须掌握各种捕捉功能的灵活应用。

对于线路测量放样，尤其是高速铁路，它主要是由桩基础和承台、墩身组成。每个墩身下有8～20根桩基础不等，而每个承台又有四个角点。每隔30多米就有一个墩身，这样每个施工单位就会有成百上千个墩身，就会有几千根桩基础，这样的工作量利用手算或计算器计算每一根桩基和承台的坐标，会是一个惊人的工作量。利用手或计算器来计算会很大程度上影响到施工进度，耽误下一个工作程序的进行。对于计算的结果检核也是一个很烦琐的工作，且不容易检查出错误。

下面就结合笔者在京沪高速铁路天津特大桥段的工作中领悟到的运用AutoCAD给我们带来的方便与快捷进行讨论。设计该工程的部门为铁道部第三勘查设计院，他们给施工单位提供每个墩身、承台的中心里程。给定的里程坐标为施工坐标，我们可以利用AutoCAD及数学公式将其转化为大地坐标。我们要计算承台四个角点的坐标和每个桩基础中心的坐标，利用图纸上给定的承台尺寸在AutoCAD上画一个矩形框，利用各个桩基中心的距离关系在AutoCAD的矩形框内画出。根据转换后得到的大地坐标在图中捕捉矩形框的中心位置，然后在命令行输入承台中心的大地坐标，输入后回车，该承台和桩会相应的落到对应坐标上，这样承台的中心坐标是正确的。由于有方位角的影响，目前桩基的坐标还不是我们要的坐标。要以承台的中心旋转基本点，采用AutoCAD的旋转功能旋转相应的方位角。这样得到的图形就是和我们实地一致的图形。我们就可以采用AutoCAD的取点功能获取所需要的桩基中心坐标和承台各个角点的坐标。对于在AutoCAD取出来的坐标可以用计算器检验，精度要求都能满足。

旋转角度之前应对AutoCAD进行方位角的设置，AutoCAD默认状态下方位角的起始方向为正东方向。需要将其设置成以正北方向为起始方位角。AutoCAD默认状态的坐标系也与我们使用的坐标系相反。在输入和取出坐标时注意。

3AutoCAD在土方量计算中的应用

AutoCAD以其强大的绘图和计算功能深受大家的喜爱，它不但能直接量取两点之间的距离，方位角还可以得出两点之间的坐标增量。对于平面多边形而言它还可以量取该多边形的面积，在三维立体模型中它还可以用于查询土方量，为施工计算提供数据基础。对于京沪高速铁路的墩身和墩帽需要计算混凝土的用量。如果用数学公式计算一个曲面体的体积要用到微积分的一些知识，不但烦琐而且工作量也非常大。如果我们将墩身和墩帽利用AutoCAD绘制出来，利用体积查询功能就能很快的计算出需要的混凝土量。这样既提高了工作效率，又计算准确。

4AutoCAD在施工设计方案中的应用

施工方案的设计重要而复杂。利用AutoCAD能直观快速设计出施工方案。在京沪高速铁路静津路连续梁施工方案中我们需要计算出钢管支架的用量，方木的用量，梁底与梁顶的标高，预拱度对高程带来的变化。如果我们利用手或计算器计算那将是一个很大的计算量。可根据实际情况画出梁的立面图和平面图，以及交通疏导图。这样我们就能直观看到设计方案的内容，就能很快而直观的计算出所需材料。有了交通疏导图我们可以很好的疏散交通，使我们的施工更顺利进行。

5AutoCAD结合全站仪在施工测量中的应用

我们目前使用的全站仪为TOPCON GTS-720型全站仪，其本身已具备利用坐标进行放样工作的能力。我们在实际工作中的一些三维坐标的放样，就可以利用AutoCAD建立数字化模型，先用编程计算器在计算机AutoCAD平台上进行模拟检验，经检验程序正确后，再将之用于外业放样。对于需要外业放样的点线，我们就可以尽量直接利用全站仪的坐标放样功能，将所需放样点的施工坐标输入全站仪，正确操作就可以得到正确的所需点位了。

6结论

AutoCAD以其强大的绘图和计算功能已经渗透到很多行业。AutoCAD对我们的生产实践起到了很大的作用。对于测量工作者来说，随着社会进步科技的发展，测量仪器的更新，结合AutoCAD给我们的测量工作人员减轻外业劳动强度，能更好地提高测量作业效率及精度。随着全站仪开发技术的提高和工程技术人员技术水平的提高，测量工作者将拥有更广阔的发展空间。

参考文献：

[1]聂让，施锁云，聂泳，等测量学[M].北京：中国科学技术出版社，2004

[2]聂让全站仪与高等级公路测量[M].北京：人民交通出版社，2001