浅谈地下管线工程测量放样方法

摘要: 随着技术的进步、仪器不断地更新和改进, 促使放样工作越来越简化, 精度也越来越高。可以根据需要采用不同的放样方式。对一些放样点数少, 又有相关地物点,能保证精度的, 可采用传统的方法。对于精度要求高的,采用全站仪结合水准仪进行坐标和高程放样。几种放样方法亦可以结合使用, 以便更好地提高放样工作效率以及精度指标, 满足规范要求。

关键词: 放样; 光学经纬仪; 全站仪;RTK; GPS

1 传统方法

利用传统光学经纬仪、钢尺及水准仪等工具在实地测设出点位坐标和高程。根据地形条件可以采用: ①高程导线; ②测图水准和经纬仪水准; ③三角高程路线; ④独立交会高程点。对于工程精度要求稍低的, 可采用钢卷尺直接丈量或用三角高程测量等方法。只是这些方法很容易产生累计误差。

2 数字放样

(1) 采用CASIO - f ×4800 计算器。通过编写程序, 简化计算工式, 减轻测量员内业工作量。测量员在使用此类型计算器时只要输入关键数据即可计算出所需数值, 而且计算时小数位数是自身进行取舍的, 所以其精度也比人工逐步计算的高。

(2) 采用电子表格( Exel 配合VBA) 。电子表格为用户提供各种类型函数, 比如在测量中一般采用度、分、秒计算, 而电子表格计算按照弧度计算, 所以在使用电子表格计算时, 可以运用PI ( )这个函数将π代替。电子表格中单元格数字类型提供的自定义选项丰富了数值内涵, 使之能在工程中更有效运用。同时其计算过程可以用公式更直接地表现出来, 有效地利用电子表格的拖拉功能可以减少大量重复性的工作, 并且可以将各个程序分段编写, 使各个关键点很明显地表现出来。

(3) 采用Auto CAD 同时配合Auto Lisp 语言。在Auto CAD 软件中, 可直接调用各种工程放样程序。比如放样路线设计好后, 随时可提取放样数据。由于一般的工程放样中的元素多为点、直线(段) 及圆(弧) 等, 故可以充分利用Auto CAD的设定坐标系、绘图和取点的功能, 直接提取放样点的大地坐标, 不必进行坐标转换等工序。由于Auto CAD 具有很强的数学计算功能和很高的数学精度, 其有效位数已完全能够满足在工程测量中的需要。值得注意的是Auto CAD 中的坐标顺序与测量中的大地坐标系是有区别的, 也就是要注意X坐标和Y坐标的对应关系。结合全站仪坐标放样中不足之处是高程的放样精度不高, 需配合水准仪一起使用。在线路测量时由于地形条件限制及测量方法的特点, 如进行圆曲线详细测设时会出现以下问题: ①在曲线主点处无法设站; ②后视方向太近, 定向不准; ③误差积累较大。

3 RTK实时动态定位技术

RTK实时动态测量技术是以载波相位观测为根据的实时差分GPS 技术。由基准站接收机、数据链以及流动站接收机3 部分组成。放样测量过程中, 采用RTK 模式测量, 只需将中桩点坐标输入到GPS 电子手簿中,系统软件就会自动定出放样点的点位。由于每个点测量都是独立完成的, 不会产生累计误差, 各点放样精度趋于一致。其优点如下:

(1) 实时动态显示精度高。在中线桩放样过程中经现场检测, 在距离参考站约8 km 的地方, 与已有的高等级控制点的平面检验校差最大为4149cm , 高程校差最大值为512 cm。放样时手簿屏幕上实时显示箭头指示偏移量和偏移方位, 便于前后左右移动, 直到误差小于设定的为止。

(2) 作业效率高。很多中线折点在密林里面, 水平方向通视困难, 有些中线折点离控制点还比较远。同时开设了RTK - GPS 测量组和全站仪测量组。采用RTK技术由于其无需通视等优点和可以单人作业, 一套基准站可配多套流动站同时工作。每个放样点只需要停留2～5 s , 根据地形不同, 一天可完成中线测量8～16 km。结果前者完成的任务量是后者的2～3 倍。

(3) 节约经费, 节省时间。采用常规方法施测中需要投入大量的辅工作, 成本高。RTK 技术适合大批量设计点位的放样工作, 尤其是中线折点桩, 征地范围线等放样。无需沿途布设图根控制点, 从而减少施工控制网的布设密度。

(4) 联合作业。由于RTK在居民区内与基准站接收机连接信号不是很好, 达不到有效状态。因此使用RTK 技术在居民区进行图根控制测量, 再用全站仪测绘。以满足规范要求。

(5) 简便、直观以及高效等诸多优点。

4 结语

随着技术的进步、仪器不断地更新和改进, 促使放样工作越来越简化, 精度也越来越高。可以根据需要采用不同的放样方式。对一些放样点数少, 又有相关地物点, 能保证精度的, 可采用传统的方法。对于精度要求高的, 如贯通工程、桥梁等要采用全站仪结合水准仪进行坐标和高程放样。在应用RTK 模式时, 要注意以下几个问题:①基准站架设位置应尽量选在高而开阔的地带, 有利于卫星和电台的接收; ②作业前, 使用随机软件做好卫星星历的预报, 应选择PDOP 值小于5 的情况下进行RTK 测量, 以提高放样点的精度; ③差分定位的精度随流动站至基准站的距离增加而降低, 因此求转换参数的已知点应均匀分布在测区四周及中心, 这对高程测量尤为重要; ④利用RTK控制测量做图跟点时, 两点最好通视, 以方便全站仪等仪器的联测。当然几种放样方法亦可以结合使用, 以便更好地提高放样工作效率以及精度指标,满足规范要求。