一、項(xiàng)目背景
采用傳統(tǒng)的測量方法使用全站儀瞄準(zhǔn)棱鏡或反射片等測定量測點(diǎn)的坐標(biāo)和高程，這種方法具有操作簡單，能適應(yīng)不同環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。但目前許多實(shí)際工作中待測點(diǎn)無法架設(shè)棱鏡，或目標(biāo)點(diǎn)距離較遠(yuǎn)較高，測量人員到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)較困難且不安全，給測量工作帶來極大不便，如何解決此類難題，我們在工作中不斷摸索，結(jié)合全站儀測量原理和測量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對無棱鏡測量的精度進(jìn)行分析，并與使用棱鏡測量結(jié)果進(jìn)行了比較，最終通過理論分析和實(shí)踐論證，確定了采用無棱鏡測定目標(biāo)點(diǎn)三維坐標(biāo)的測量方法，在實(shí)際生產(chǎn)中可行。
二、研究內(nèi)容
如圖若需測出某建筑物上M 點(diǎn)的三維坐標(biāo)，其操作步驟及原理如下圖所示：
2.關(guān)鍵技術(shù)
為提高M(jìn)點(diǎn)的坐標(biāo)成果精度，關(guān)鍵要注意以下幾點(diǎn):
(1)準(zhǔn)確量取儀器高
(2)測量 B、C兩點(diǎn)的間距精度要高
(3)瞄準(zhǔn)目標(biāo)點(diǎn)至少要一個(gè)測回，必須精確瞄準(zhǔn)設(shè)置 C點(diǎn)時(shí)，要保證 C、M、B 三點(diǎn)在同一鉛垂面內(nèi)，并盡量使BC的距離長些。在很好地做到上述幾點(diǎn)的情況下，此種方法完全可滿足測量精度要求
3.工藝流程
(1)儀器設(shè)在已知點(diǎn)B點(diǎn)，量出儀器高“,用另一個(gè)已知點(diǎn)向后照準(zhǔn)待測點(diǎn)M測得邊BM的方位角為P及天頂距為a若只需測M點(diǎn)的高程，則不需要方位角P
(2)在地面點(diǎn)上設(shè)置一點(diǎn)C，使c B，M三點(diǎn)在同一鉛錘面內(nèi)，并保證在C點(diǎn)能測到M 點(diǎn)，測出BC間的平距L和和高差h
(3)把儀器設(shè)在C點(diǎn)，量出儀器高ic,使照準(zhǔn)待測點(diǎn)M測得天頂距a2。
根據(jù)上述步驟所量測的數(shù)據(jù)結(jié)果，代入下列三維坐標(biāo)的計(jì)算公式，便可獲得目標(biāo)點(diǎn)的三維坐標(biāo)。
三、應(yīng)用前后對比
1.成果使用前后相關(guān)指標(biāo)
使用儀器為拓普康，在B點(diǎn)設(shè)站，儀器高為1.621m,瞄準(zhǔn)M點(diǎn)測得天頂距a1= 66°5153
斜距S = 36.171m。假設(shè)B點(diǎn)的高程為0，則計(jì)算出 H=15.833m測設(shè) C、D、E、F四點(diǎn)，使這4 個(gè)點(diǎn)與B、M在同一鉛錘面內(nèi)，測量它們與B點(diǎn)的平距和高程H如圖下表所示:
分別在C、D、E、F設(shè)站，測量M點(diǎn)，測量數(shù)據(jù)和計(jì)算出的H如下表所示。
通過此算列結(jié)果對比，可驗(yàn)證精度附合要求，證明這種方法是可行的。
通過在不同區(qū)域，不同環(huán)境測量前后，成果數(shù)據(jù)對比分析該測量方法產(chǎn)生的主要誤差由儀器精度和測量距離產(chǎn)生，這與全站儀進(jìn)行變形監(jiān)測測量精度指標(biāo)完全吻合，所以該方法不產(chǎn)生系統(tǒng)外的誤差。
2.應(yīng)用效果
此種方法為不宜放置棱鏡而測量其三維坐標(biāo)提供了一種很好的作業(yè)方式，既保證了作業(yè)精度，又節(jié)省了人力，使工作人員不再冒著生命危險(xiǎn)高空作業(yè)，解決了施工測量中的一個(gè)難題，為更好、更快、更高效地為設(shè)計(jì)施工單位及規(guī)劃監(jiān)督部門中的規(guī)劃驗(yàn)轉(zhuǎn)化果線、驗(yàn)收成果做出了很好的保證。
3成果的運(yùn)行成本
采用傳統(tǒng)的測量方法，使用全站儀瞄準(zhǔn)棱鏡或反射片等測定待測點(diǎn)的坐標(biāo)，這種方法進(jìn)行觀測一個(gè)目標(biāo)點(diǎn)，一個(gè)測站所用時(shí)間1小時(shí)，人員4人。而采用無棱鏡觀測方法測定同一目標(biāo)點(diǎn)一個(gè)測站所用時(shí)間為 25分鐘，此方法只需要一臺(tái)全站儀，配套的三腳架，人員一到兩人即可，不需要額外的投入即可完成所需的測量成果，大大的提高了勞動(dòng)效率，節(jié)省了生產(chǎn)成本，提高了效益。
四、推廣應(yīng)用前景
在許多實(shí)際工作過程中，由于待測目標(biāo)點(diǎn)無法架設(shè)棱鏡或架設(shè)棱鏡困難，采用傳統(tǒng)的施測方法，測量速度慢，測量人員到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)較困難且不安全，工作效率低，難以滿足現(xiàn)代快速、安全高效的施工要求，傳統(tǒng)的全站儀測量需要棱鏡的配合使用，在難于架設(shè)棱鏡的工作條件下，給測量帶來極大不方便。
本方法充分運(yùn)用了全站儀的基本功能，可操作性好，靈活性強(qiáng)，適應(yīng)了現(xiàn)場的復(fù)雜地形條件，廣泛應(yīng)用于測量懸空線路、橋梁及高大建筑、構(gòu)筑物等。既保證了作業(yè)精度又有效的減少了傳統(tǒng)測量所花時(shí)間，節(jié)省了人力物力，提高工作效率，也使工作人員不再冒著生命危險(xiǎn)高空作業(yè)，有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值。
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