1、西南科技大学城市学院本科生毕业论文 I谈全站仪和 RTK 在施工放样的应用摘要 ：建筑工程的施工放样工作不仅是工程建设的关键，而且是设计工程质量的关键，随着近几年国内外社会经济的快速发展，各种各样的建筑物拔地而起，其中最关键的就是放样工作，放样的具体实施对工程师的技术要求越来越高，施工放样是建筑的一项重要工程，所以施工放样质量的好坏直接影响建筑物的寿命。本论文主要介绍全站仪与 RTK 的基本原理、系统组成、技术特点、和使用方法及操作步骤，介绍了全站仪在施工放样中的具体放样方法以及步骤和相关注意事项，说明了全站仪在施工放样中的重要地位,并利用 RTK 在工程测量中进行点放样，对测量结果进行精度分
2、析，并且阐述了 RTK 具有工作效率高、定位精度高、全天候作业、数据处理能力强和操作简单易于使用等特点。最后介绍全站仪和 RTK 在各个方面的对比。关键词 ： 全站仪； RTK； 施工放样西南科技大学城市学院本科生毕业论文 IITalk about total station and the application of RTK in construction loftingAbstract: the construction of the construction work is not only the key to the project construction, and the de
3、sign is the key of project quality at home and abroad in recent years, with the rapid development of society and economy, various buildings have sprung up, one of the most critical is the layout work, so the engineers of the technical requirements of increasingly high, construction lofting construct
4、ion an important project, so construction quality directly affects the service life of buildings.This paper mainly introduces the total station and the basic principle of RTK, system composition, technical characteristics, and use methods and operation steps, this paper introduces the application of
5、 total station in the construction lofting lofting in specific methods and steps and related matters needing attention, illustrates the total station in the important position of construction lofting, and by using the gps-rtk points in engineering survey lofting, the measurement results are accuracy
6、 analysis, and expounds the RTK has high working efficiency, high positioning accuracy, all-weather operation, data processing ability strong and the operation is simple and easy to use, etc. Finally introduces the total station and the comparison of RTK in all aspects.Key words: total station， RTK，
7、 Construction lofting西南科技大学城市学院本科生毕业论文 III目录前言 .1第 1 章 绪论 .21.1 测绘仪器的发展 .21.2 放样介绍 .21.3 传统放样方法 .21.4 坐标放样阶段 .31.5 现代数字化阶段 .3第 2 章 全站仪的介绍和其放样的方法 .42.1 全站仪的介绍及操作流程 .42.2 全站仪坐标法设站极坐标法放样 .52.3 全站仪边角交会法设站极坐标法放样 .62.4 全站仪测角后方交会法极坐标法放样 .62.5 方向交会法放样 .72.6 正倒镜投点法单方向设站 .82.7 轴线交会法设站+方向线法放线 .92.8 方向线平移法放线 .9
8、2.9 全站仪在建筑工程中的施工放样 .102.9.1 全站仪在建筑工程平面施工放样定位 .102.9.2 全站仪在建筑工程中高程施工放样定位 .11第 3 章 RTK 的形成和作业基本原理 .133.1 RTK 的发展形成 .133.2 RTK 的系统组成 .133.2.1RTK 的基本原理 .143.2.2 RTK 的技术特点 .143.3 利用 RTK 进行点放样 .15第 4 章 全站仪与 RTK 在测量之间的对比 .184.1 全站仪与 RTK .184.2 使用条件上的对比 .184.3 测量距离上的对比 .194.4 测量误差上的对比 .194.5 测量引点上的对比 .19第 5
9、 章 总结 .21致谢 .22参考文献 .23附表 1.24西南科技大学城市学院本科生毕业论文1前言在工程测量中当施工控制网建立以后，为了满足工程建设的需求，需要将已设计好的资料在实地标出，以便施工，这个过程我们称为放样。也就是说施工放样是把图纸上的设计方案移到实地现场的过程。由于施工是以放样出的标桩为依据，故放样的过程不允许有任何一点差错，否则会影响施工的进度和质量。而且在实际放样的过程中，由于工程建筑物复杂多样，有时往往需要将几种方法综合运用，才能放出该建筑物的点、线，面。因此，放样方法的选取显得十分重要。放样方法的选择与工程建筑物的类型、工程建筑物的施工部位、施工现场条件和施工方法以及放
10、样的精度要求和控制点的分布都有密切的关系。因此，放样人员必须根据实际情况，如精度要求、控制点分布、现有仪器、现场条件、计算工具等来选择测站点和放样点的测设方法的不同组合及不同的检核方法。各类工程及同一工程的不同阶段、不同部位对放样点的精度要求不同，所以对测站点和放样点的精度要求也不相同。作业时请严格执行相关规范。如果设计上有特殊要求，按设计要求设计。为了实现预期的目的，在进行放样之前，测量人员首先要熟悉工程的总体布局和细部结构设计图，找出工程主要设计轴线和主要点位的位置以及部分之间的几何关系，结合现场条件和已有控制点的布设情况，分析具体放样的方案，并作出最优化的处理，使放样精度达到最高。通常情
11、况下，平面放样的方法有极坐标法、直角坐标法、距离交会法、角度交会法、方向交会法。高程放样可采用全站仪三角高程和水准高程放样，根据拥有设备的情况来确定放样实施方案,并根据工程的需求，选择合理的仪器配合使用能最大限度的提高工作效率同时保证工程质量。下面主要谈谈施工放样的方法步骤，并介绍全站仪和 RTK 两种测量仪器的使用及对比。西南科技大学城市学院本科生毕业论文2第 1 章 绪论1.1 测绘仪器的发展激光自 2O 世纪 60 年代问世以来，首先用在测距仪上， 由于激光有许多其他光源不可比的优越性，在测绘界广泛应用，如激光指向仪，激光投点仪，激光铅重仪，激光扫平仪，激光经纬仪，激光水准仪等。随着微电
12、子技术，传感器技术，光电技术，计算机技术，通讯技术，空间技术以及光、机、电一体化的技术的发展，促进了测绘仪器的发展，先后出现了许多专用的电子测绘仪器，如电子倾斜仪，回声测深仪，管线探测仪，海底地貌探测仪，电子伸缩仪，重力测量仪，电子气坟测量仪等。回顾测仪的发展，可清楚地看到，测量仪器从早期的测绳、罗盘仪游标经纬仪等已发展到目前的电子经纬仪、数字水准仪、全站仪、GPS以及各种专用测绘仪器，推动了测绘工作向自动化、数字化、智能化方向迈进。1.2 放样介绍在工程测量中当施工控制网建立以后，为了满足工程建设的需求，需要将已设计好的资料在实地标出，以便施工，这个过程我们称为放样。也就是说施工放样是把图纸
13、上的设计方案移到实地现场的过程。由于施工是以放样出的标桩为依据，故放样的过程不允许有任何一点差错，否则会影响施工的进度和质量。而且在实际放样的过程中，由于工程建筑物复杂多样，有时往往需要将几种方法综合运用，才能放出该建筑物的点、线，面。因此，放样方法的选取显得十分重要。放样方法的选择与工程建筑物的类型、工程建筑物的施工部位、施工现场条件和施工方法以及放样的精度要求和控制点的分布都有密切的关系。因此，放样人员必须根据实际情况，如精度要求、控制点分布、现有仪器、现场条件、计算工具等来选择测站点和放样点的测设方法的不同组合及不同的检核方法。各类工程及同一工程的不同阶段、不同部位对放样点的精度要求不同
14、，所以对测站点和放样点的精度要求也不相同。作业时请严格执行相关规范。如果设计上有特殊要求，按设计要求设计。1.3 传统放样方法在传统的工程放样方法中，必须求出设计图纸中的放样点或线相对于控制网原有建筑的相互关系，即求出其间的角度及间距和高程，这些数据称为放样数据。然后按照放样数据利用传统光学经纬仪、皮尺、钢尺、水准仪等工具测设出点位和高程。通常，测设点和高程是分开进行的。工业建筑物的总图设计，是根据生产的工艺流程要求和建筑物的地形情况进行的，主要建筑物的轴线往往不能与测量坐标系的坐标轴平行，如果设计建筑物的坐标计算在西南科技大学城市学院本科生毕业论文3测量坐标系中进行，则计算工作较为复杂。因此
15、，建筑物设计人员往往根据现场情况选定独立坐标系，使独立坐标系的坐标轴与主要建筑物的轴线方法相一致。这样，再通过旋转换算，把建筑坐标系换算成测量坐标。在传统的工程放样中，圆曲线和缓和曲线的放样最为复杂，我国多采用螺旋线作为缓和曲线，测设方法多采用切线支距法和偏角法。这些方法很容易产生累计误差，为了消除这些误差，往往需要多次测量进行分配误差，不但浪费了时间，而且精度不高。1.4 坐标放样阶段随着光电测距仪的发展，出现了一种仪器，可以直接安置到传统经纬仪的上面，这样装置被称为半站仪。从而实现了同时测角和量距的任务，再结合计算器就可即时计算出所测设点的坐标，出现了坐标放样法。坐标放样法克服了传统方法中
16、的求取放样数据的麻烦工序，直接获取放样点的坐标就可以放样出设计点。在计算机普及和发展的同时，电子经纬仪即全站仪迅速发展取代了传统的光学经纬仪。计算机的普及使用为放样数据的求取精度和求取工序、速度作出了极大的贡献，全站仪则在具体的放样工作中简化了放样工作程序。现在各大厂商生产的全站仪，如徕卡、索佳、拓普康、南方都配备有施工放样模式、使用方法简单易懂，下面简述南方全站仪的放样步骤：放样准备：1、选择、录入放样数据文件。2、选择、录入坐标数据文件。可进行测站坐标数据及后视坐标数据的调用。3、置测站点。4、置后视点、确定方位角。5、输入所需的放样坐标，开始放样。实施放样：1、通过点号调用内存中的坐标值
17、。2、直接键入坐标值。1.5 现代数字化阶段从传统的放样方法发展到坐标放样发放，放样工序简化了，精度提高了。但是由于工地现场环境的复杂性，例如：堆料、不通视等因素的影响，降低了劳动效率，而且放样一个设计点往往需要来回移动目标，需要 2 至 3 人参加操作。随着科技的加速发展，一种新型测量仪器 RTK 诞生了，即动态 GPS 测量，RTK 相对于普通的测量仪器有着很大的优越性，在放样环节中，RTK 技术特别适合道路等大批量设计点位的放样工作，无须沿途布设图根控制点，从而减少施工控制网的布设密度，节约经费，节省时间。由于其无须通视等优点和可以单人作业更突出其的优越性。西南科技大学城市学院本科生毕业
18、论文4第 2 章 全站仪的介绍和其放样的方法2.1 全站仪的介绍及操作流程全站仪是一个由测距仪、电子经纬仪、电子补偿器、微处理机组合的一个整体。测量功能可分为基本测量功能和程序测量功能。基本测量功能包括电子测距、电子测角；程序测量功能包括水平距离和高差的切换显示、三维坐标测量、对边测量、放样测量、偏心测量、后方交会测量、面积计算等。特别注意的是只要开机，电子测角系统即开始工作并实时显示观测数据；其它测量功能只是测距及数据处理。它可以同时测量空间目标的距离和角度数据，直接得到三维坐标数据。1、全站仪操作流程：(1)首先要对仪器整平对中完毕后，对中偏差不得超过1mm。(2)打开全站仪电源键，进入菜
19、单选择文件管理界面，新建立一个文件名，并选择该文件在文件下存储；把已知两个点输入到新建的文件下面保存。(3)仪器架设在其中一个已知点上；照准另一个后视点为检核点进行检核，偏差在限差范围内方可进行点收集，否则查明原因，符合限差要求方可采集数据。(4)一切准备工作准备完毕后就可以采集碎部点数据信息。2、全站仪注意事项：(1)一个测站应一个方向观测，切勿盘左盘右不分。(2)一个测站仪器如有碰动需重新对中整平检核。(3)必须要有可见光，而且光线不能太弱，因为全站仪虽然可以自动测量坐标、高程和距离、角度，但是，它也是必须要人眼主动照准目标的，没有光线或者光线太弱，人眼就很难发现观测目标。(4)必须要光学
20、通视，也就是说需要观测的目标和全站仪之间的连线上不能有任何遮挡物，如果存在遮挡物，要么造成人眼看不到，瞄不准目标，要么全站仪因为观测条件差的原因测量不出数据。而且全站仪属于短距离测量，一般最长测距也就是1.5公里左右，再远的话人眼就难以观测到目标。3、全站仪放样流程（1） 选取两个已知点，一个作为测站点，另外一个为后视点，并明确标注。（2） 取出全站仪，已知点将仪器架于测站点，进行对中整平后量取仪器高； （3） 将棱镜置于后视点，转动全站仪，使全站仪十字丝中心对准棱镜中心； （4） 开启全站仪， 选择“程序”进入程序界面，选择“坐标放样” ，进入坐标放样界面，选择 “设置方向角” ，进入后设置
21、测站点点名，输入测站点坐标及高程，确定后进入设置后视点界面，设置后视点点名，确认全站仪对准棱镜中心后输入后视点坐标及高程，点确定后弹出设置方向值界面并选择“是” ，设置完毕。（5） 然后进入设置放样点界面，首先输入仪器高，点确定，接着输入放样点点名，西南科技大学城市学院本科生毕业论文5确定后输入放样点坐标及高程，完成确定后输入棱镜高，此时放样点参数设置结束，开始进行放样。 （6） 在放样界面选择“角度”进行角度调整，转动全站仪将dHR项参数调至零，并固定全站仪水平制动螺旋，然后指挥持棱镜者将棱镜立于全站仪正对的地方，调节全站仪垂直制动螺旋及垂直微动螺旋使全站仪十字丝居于棱镜中心，此时棱镜位于全
22、站仪与放样点的连线上，接着进入距离调整模式，若dHD值为负，则棱镜需向远离全站仪的方向走，反之向靠近全站仪的方向走，直至dHD的值为零时棱镜所处的位置即为放样点，将该点标记，第一个放样点放样结束，然后进入下一个放样点的设置并进行放样，直至所有放样点放样结束（7） 退出程序后关机，收好仪器装箱，放样工作结束。2.2 全站仪坐标法设站极坐标法放样1、在控制点上架设全站仪并对中整平，初始化后检查仪器设置：气温、气压、棱镜常数；输入（调入）测站点的三维坐标，量取并输入仪器高，输入（调入）后视点坐标，照准后视点进行后视。如果后视点上有棱镜，输入棱镜高，可以马上测量后视点的坐标和高程并与已知数据检核。2、
23、瞄准另一控制点，检查方位角或坐标；在另一已知高程点上竖棱镜或尺子检查仪器的视线高。利用仪器自身计算功能进行计算时，记录员也应进行相应的对算以检核输入数据的正确性。3、在各待定测站点上架设脚架和棱镜，量取、记录并输入棱镜高，测量、记录待定点的坐标和高程。以上步骤为测站点的测量。4、在测站点上按步骤 1）安置全站仪，照准另一立镜测站点检查坐标和高程。5、记录员根据测站点和拟放样点坐标反算出测站点至放样点的距离和方位角。6、观测员转动仪器至第一个放样点的方位角，指挥司镜员移动棱镜至仪器视线方向上，测量平距 D。7、计算实测距离 D 与放样距离 D的差值：D=D-D，指挥司镜员在视线上前进或后退 D。
24、8、重复过程 7） ，直到 D 小于放样限差。 （非坚硬地面此时可以打桩） 。9、检查仪器的方位角值，棱镜汽泡严格居中（必要时架设三脚架） ，再测量一次，若 D 小于限差要求，则可精确标定点位。10、测量并记录现场放样点的坐标和高程，与理论坐标比较检核。确认无误后在标志旁加注记。11、重复 6）10）的过程，放样出该测站上的所有待放样点。12、如果一站不能放样出所有待放样点，可以在另一测站点上设站继续放样，但开始放样前还须检测已放出的 23 个点位，其差值应不大于放样点的允许偏差。13、全部放样点放样完毕后，随机抽检规定数量的放样点并记录，其差值应不大于放样点的允许偏差值。西南科技大学城市学院
25、本科生毕业论文614、作业结束后，观测员检查记录计算资料并签字。15、测量放样负责人逐一将标注数据与记录结果比对，同时检查点位间的几何尺寸关系及与有关结构边线的相对关系尺寸并记录，以验证标注数据和所放样点位无误。16、填写测量放样交样单。2.3 全站仪边角交会法设站极坐标法放样1、在未知点 P 上架设全站仪，整平；在已知点 A 上安置棱镜，量测棱镜高；在已知点 B、C 上安置照准标志。2、测量 PA 间平距 D、高差 DH 和 PA 至 PB、PC 方向间的水平角 ,。3、用 D、 及 A、B 点的坐标计算 P 点的一组坐标；用 D、 及 A、C 点的坐标计算 P 点的另一组坐标；两组坐标的差
26、值不超过规定限差，取中数即为 P 点的最后坐标。4、根据 A 点的高程 HA 和高差 DH 计算仪器的视线高： H 视=HA-DH。5、如果需要可以将 P 点坐标投影到地面上，并作好标记。量取仪器高，求出地面P 点的高程。6、用极坐标法开始放样，放样过程与 3.1 “4）16） ”步骤相同。图 2-1 极坐标放样2.4 全站仪测角后方交会法极坐标法放样1、在未知点上安置全站仪，整平，在已知点 A、 B、C、D 上安置照准标志。2、以四点中较远点 A 为零方向，用方向观测法测量 A、B、C、D 、A 方向值两个测回。3、分两组数据用后方交会程序分别计算测站点 P 的坐标；两组坐标的差值不超过规定
27、的限差，取中数作为 P 点最后坐标。4、如果测站周围 200 米以内有两个已知高程的平面控制点，且放样点高程精度要求不高（大于5 厘米） ，可以观测仪器到两控制点的天顶距两个测回，分别用三角高程反算测站仪器的两个视线高（如果精度要求高或距离大于 200 米时，则要加入球气差改正） 。如果差值不超过限差，可取中数作为仪器的视线高。5、如果需要，可以将仪器中心点坐标或高程投影到地面上，作好标记。6、用极坐标法开始放样，选择一较远的控制点作为后视方向配置度盘（配置成零西南科技大学城市学院本科生毕业论文7方向或方位角方向） ，用另一控制点检查后视方向，差值不能超过限差要求。如果放样点的精度要求较高，且
28、检核方向相差超过 20时应对设置的方向进行改正。7、记录员根据测站点和放样点坐标反算出测站点至放样点的距离和方位角（或相对于后视方向的角度） 。8、观测员转动经纬仪至第一个放样点的方向上，指挥司尺员用钢尺从测站点沿放样点的方向量取计算好的平距 D，并标定下来。9、如果无法直接量取平距，可以用钢尺丈量从仪器中心至放样点的斜距，并测记天顶距（或立角） ，计算平距 D，与理论平距 D比较：D=D-D，用钢尺在经纬仪视线方向上量取 D，标定放样点。 （非基岩和砼地面此时可以打桩） 。10、重复 8） 、9）步骤，放样出该测站的所有欲放样点位。11、照准控制点，检查后视方向。12、钢尺丈量放样点之间的间
29、距，与理论值进行比较检核，其差值应不大于放样点的允许误差值。13、测量放样负责人逐一将标注数据与记录结果比对，同时检查点位间的几何尺寸关系及与有关结构边线的相对关系尺寸并记录，以验证标注数据和所放样点位无误。14、如果一站不能放样出所有欲放样点，此时需在测站上利用极坐标法测设测站点，第二次设站，开始放样前还须检测已放出的 23 个点位，其差值应不大于放样点的允许误差；然后继续放样直至放样出所有需要放样的点位。15、作业结束后，观测员检查记录计算资料并签字。16、绘制测量放样交样单。2.5 方向交会法放样1、在两个平面控制点 A、B 上各安置一台全站仪，盘左后视其它控制点，并对度盘进行坐标方位角配置。2、计算 A、B 点至拟放样点 P 的方位角 、。3、旋转全站仪 A 使方位角为 ，观测员指挥画点人员在两视线交点附近画点P1P2。4、旋转全站仪 B 使方位角为 ，观测员指挥画点人员在两视线交点附近画点P3P4。5、两仪器盘右后视控制点并配置度盘，重复 3）5）步骤得到交点 N。6、当 M、N 点间距离小于放样点限差要求时，以 M、N 连线中点作为放样点 P，并标定下来。7、重复上述过程放出其它放样点，丈量放样点之间的距离与计算值比较检核。
