一种已知点不通视条件下的施工放样新方法

2016-12-15陈秋计

测绘通报 2016年9期

关键词：坐标值全站仪基点

陈秋计

(西安科技大学，陕西西安 710054)

一种已知点不通视条件下的施工放样新方法

陈秋计

(西安科技大学，陕西西安 710054)

建筑场地往往狭小且变化快，导致施工前设置的已知点的通视性发生变化；同时，由于场地条件限制，难以找到一个同时与两个已知点都通视的点，导致无法采用后方交会法确定一个合适的临时工作基点来进行放样工作。本文提出了一种虚拟后方交会的方法，通过几何关系，确定了两个满足通视条件的临时基点的坐标值，进而指导施工放样。该方法可以利用常用的全站仪完成放样工作，工艺简单，为建筑密集区施工放样提供了一种新的选择。

施工放样;虚拟后方交会;通视

城区建筑场地往往狭小，且场地变化快，导致施工前设置的已知点通视性发生变化，难以利用常规方法进行放样。虽然GPS技术可以不需要已知点通视而进行放样，但是，大部分施工单位没有配备该设备，且建筑密集区，信号不好，也影响GPS测量效果[1-4]。因此，如何利用全站仪解决完成放样任务，就成为现场施工技术人员必须考虑的问题[5-13]。本文所探讨的技术场景是在建筑场地已知点不通视，且难以通过后方确定临时基准点的条件下进行施工放样的新方法。

一、虚拟后方交会法

1. 技术思路

如图1所示，A点和B点为场地周边的两个已知点。但由于城市建设变化快，AB之间难以通视。施工现场需要标定F点和G点桩位。由于AB不通视，难以利用常用的极坐标法进行放样。同时，由于场地条件限制，难以找到一个同时与A和B都通视的点，无法采用后方交会法确定一个合适的临时工作基点E。虚拟后方交会法的思想是不需要在后方点架设仪器观测已知点，而是在后方交会点和已知点之间布设两个临时工作基点C和D，已知点A和B与临时工作基点C和D的延长线交点为虚拟的后方交会点E。根据各点之间的几何关系，求解出C点和D点的坐标值，进而标定出F点和G点的位置。

2. 测设过程

1) 选点。在AB边一侧的施工场地周围选择临时工作基点C和D的合适点位，要求是：C点与A点、D点通视；D点与B点、C点通视；C点或D点与施工场地待放样点通视，或者可以通过支导线将坐标系统引入到施工场地。

图1 虚拟后方交会法原理

2) 观测。在C点架设全站仪，观测CA边和CD边的长度，记作LCA和LCD；同时观测∠ACD，记作β1。

然后，将全站仪架设到D点，观测DB边的长度，记作LDB；同时观测∠CDB，记作β2。

3. 成果整理

1) 根据观测值，求解△CDE边LEC、LED的长度及∠CED的值α3。

根据图1可知存在以下几何关系

(1)

根据三角形正弦定理可得

(2)

2) 根据△AEB的几何关系(如图1所示)，求解∠EAB的值α4和∠EBA的值α5。

因为A、B为已知点，LAB的长度可以根据坐标值计算得到，即

设A点的坐标为(XA,YA)，B点的坐标为(XB,YB)，则可得

(3)

根据三角形正弦定理可得

(4)

3) 根据导线计算公式，计算临时工作基点C和D的坐标值。

a. 设A点的坐标为(XA,YA)，B点的坐标为(XB,YB)，则边LAB的方位角αAB为[14-18]

(5)

式中，K值取值如下：

如果△X>0，△Y>0,K=0°;

如果△X<0，△Y>0,K=180°;

如果△X<0，△Y<0,K=180°;

如果△X>0，△Y<0,K=360°。

b. 边LAC的坐标方位角αAC计算如下

αAC=αAB-α4

(6)

c. 临时工作基点C的坐标值(XC,YC)计算如下[14-18]

(7)

d. 同理，计算出临时工作基点D的坐标值(XD,YD)。

4. 施工放样

假设待放样点F的坐标为(XF,YF)，将全站仪架设在临时工作基点C(或D)，后视其他已知点，利用全站仪的放样功能，完成放样工作。

二、案例分析

为了验证该方法的可行性，选择学校操场地为试验场地(如图2所示)。坐标系为任意独立坐标系，已知点为A(35 686.659，71 245.571)和B(35 686.484，71 066.261)。由于场地周边进行了绿化建设和土方堆放，挡住了AB的视线。假定需要放样点的设计坐标为(35 678.663，71 177.725)。根据场地情况，选择C和D为临时工作基点。观测了如下参数：LCA=75.466 m，LCD=50.662 m，LDB=113.960 m，∠ACD=102°36′46″，∠CDB=161°37′55″。根据前文所介绍的方法，计算得出临时工作基点C和D的坐标值为：C(35 618.100，71 214.030)和D(35 628.713，71 164.492), 将仪器架设在临时工作基点C，后视D点，利用全站仪的放样功能，标定出F点。将计算结果绘制在CAD中，在计算机上进行分析，结果正确可靠。