《工程测量学》课件62坐标法放样.ppt

6.2 坐标法放样,设计图纸所表示的建筑物轮廓或特征点往往是以角点坐标的形式表达的，测量放样就是要在待建的场地上确定设计坐标相对应的位置，并用标桩表示出来。目前，坐标法放样主要采用两种方式：一种是常用的极坐标法，也就是采用经纬仪加测距仪或全站仪来放样；另一种是直接采用GPS RTK法放样。,6.2 坐标法放样,一、角度放样 放样角度实际上是从一个已知方向出发放样出另一个方向，使它与已知方向间的夹角等于预定角值的工作。,将经纬仪安置在A点，用盘左瞄 准B点，读取度盘读数；松开照准部向右旋转，当度盘读数增加角值后，在视线方向上定出P1；倒转望远镜（盘右），用同上步骤再在视线方向上定出另一点P2；取P1、P2的中点P，则BAP就是要放样的角。,6.2 坐标法放样,一、角度放样 角度归化改正,用适当的测回数较精密地测出BAP=；量取AP的距离为S；将与设计值的比较，求得角度差：；计算归化改正值：从P点出发在AP的垂直方向上归化PP，即可求得待定点P。,6.2 坐标法放样,二、距离放样 距离放样是将图上设计的已知距离在实地上标定出来，即按给定的一个起点和方向标定出另一个端点。当用钢尺放样时，则必须先对设计长度进行尺长Sl、温度St、倾斜Sh这三项改正，然后再用改正后的长度S在现场均标定。其改正过程正好与测量距离时相反，即SSSlStSh 当然也可以采用测距仪或全站仪进行距离放样。,6.2 坐标法放样,三、点位放样 工程建筑物的形状和大小，常通过其特征点在实地表示出来。如矩形建筑的四个角点、线形建筑的转折点等等。因此点位放样是建筑物放样的基础。放样点位时应有两个以上的控制点，且已知待定点坐标，通过距离和角度来放样待定点。经纬仪+钢尺（或测距仪）放样法 全站仪坐标放样法 GPS RTK放样法,6.2 坐标法放样,三、点位放样（一）经纬仪+钢尺（或测距仪）放样法 角度放样(水平角)+距离放样(水平距离)“坐标反算”求放样元素：,6.2 坐标法放样,三、点位放样（一）经纬仪+钢尺（或测距仪）放样法 工程测量工作中常要作误差分析，而误差椭圆是分析点位误差的好工具。以观测值中误差为基础做出的误差椭圆称为基本误差椭圆，以k倍中误差为基础做得的误差椭圆称为k倍误差椭圆。点位落在不同误差椭圆中的概率P与k的关系如下：,6.2 坐标法放样,三、点位放样（一）经纬仪+钢尺（或测距仪）放样法 利用误差椭圆可以方便地求出点位在任意方向上的误差大小，它等于误差椭圆在该方向上投影长度的一半；误差椭圆在坐标轴上投影，可得到mx和my。根据解析几何定理“椭圆的任一对共轭半径平方之和是常数”，则点位精度可写为：式中，a、b分别为椭圆的长半轴和短半轴。,6.2 坐标法放样,三、点位放样（一）经纬仪+钢尺（或测距仪）放样法,共轭半径：,则点位误差：,共轭半径间的夹角,6.2 坐标法放样,三、点位放样（一）经纬仪+钢尺（或测距仪）放样法,对于极坐标法放样，,则点位放样误差：,角度放样精度,距离放样精度,6.2 坐标法放样,三、点位放样（二）全站仪坐标放样法 以上极坐标法放样，需要事先根据坐标计算放样元素，而放样元素的计算是要根据仪器架设位置而定的，有时现场仪器的架设位置会有变化，又要重新计算放样元素。而用全站仪坐标放样法，就不需要事先计算放样元素，只要提供坐标就行，而且操作十分方便。,6.2 坐标法放样,三、点位放样（二）全站仪坐标放样法 全站仪架设在已知点A上，只要输入测站点A、后视点B以及待放样点P的三点坐标，瞄准后视点定向，按下反算方位角的定向键，则仪器自动将测站与后视的方位角设置在该方向上。然后按下放样键，仪器自动在屏幕上用左右箭头提示，应该将仪器往左或右旋转，这样就可使仪器到达设计的方向线上。接着通过测距离，仪器自动提示棱镜前后移动，直到放样出设计的距离，这样就能方便地完成点位的放样。,6.2 坐标法放样,三、点位放样（二）全站仪坐标放样法 若需要放样下一个点位，只要重新输入或调用待放样点的坐标即可，按下放样键后，仪器会自动提示旋转的角度和移动的距离。用全站仪放样点位，可事先输入气象元素即现场的温度和气压，仪器会自动进行气象改正。因此用全站仪放样点位既能保证精度，同时操作十分方便，无须做任何手工计算。,6.2 坐标法放样,三、点位放样（二）全站仪坐标放样法 全站仪放样点位的功能是：根据输入的已知点数据和照准目标时的观测数据，自动计算并显示出照准点和待放样点的方位角差和距离差，同时也可显示其高差。据此移动目标棱镜，使三项差值为零或在容许范围之内。,6.2 坐标法放样,三、点位放样（二）全站仪坐标放样法,S-O,在测量“Meas.”模式下，按S-O键，进入放样测量模式,选择“3.Stn data”（测站数据）选项后按回车键，进入测站数据设置屏幕，,6.2 坐标法放样,三、点位放样（二）全站仪坐标放样法,测站数据设置：输入测站点的三维坐标每输完一项数据按回车键，输完全部数据按OK键，回到放样测量菜单屏幕；选择“4.Set h angle”选项，进入后视点方位角设置屏幕，用输入后视点坐标和照准后视点的方法，进行方位角设置，其方法同测站点坐标输入；输入完毕，按OK键进入“后视点照准”屏幕，仪器瞄准后视点后按YES键，回到方位角设置屏幕，此时，HAR一行显示测站到后视点的方位角，至此，完成测站的定位和定向；然后回到放样测量菜单屏幕图。,选择“2.S-Odata”选项按回车键，进入“放样数据设置”屏幕。,6.2 坐标法放样,三、点位放样（二）全站仪坐标放样法,输入待放样点的三维坐标，每项输入后按回车键，输完后显示放样数据“SO dist”（放样距离）和“SO h angle”（放样方位角）；按OK键进入“放样观测”屏幕，,按“”键，进入“平面（方位角和距离）放样引导”屏幕,6.2 坐标法放样,三、点位放样（二）全站仪坐标放样法,方位角引导，箭头及其后面的角度值指示目标棱镜移动的方向及角度，直至左右双箭头出现.,此时的棱镜位置即为待放样点的平面位置.,距离引导，指示目标棱镜在此方向上前后移动的方向和距离，箭头向上为远离测站，箭头向下为靠近测站，直至上下双箭头出现；,导向光,6.2 坐标法放样,三、点位放样（三）GPS RTK放样法 GPS RTK是一种全天候、全方位的新型测量系统，是目前实时、准确地确定待测点位置的最佳方式。它需要一台基准站接收机和一台或多台流动站接收机，以及用于数据传输的电台。,6.2 坐标法放样,6.2 坐标法放样,三、点位放样（三）GPS RTK放样法 RTK定位技术，是将基准站的相位观测数据及坐标信息通过数据链方式及时传送给动态用户，动态用户将收到的数据链连同自采集的相位观测数据进行实时差分处理，从而获得动态用户的实时三维位置。动态用户再将实时位置与设计值相比较，进而指导放样。,6.2 坐标法放样,三、点位放样（三）GPS RTK放样法 GPS RTK的作业方法和作业流程为：收集测区的控制点资料；求定测区转换参数；工程项目参数设置；野外作业。,Trimble 4700 流动站作业,6.2 坐标法放样,三、点位放样（三）GPS RTK放样法 1、收集测区的控制点资料 任何测量工程进入测区，首先一定要收集测区的控制点坐标资料，包括控制点的坐标、等级、中央子午线、坐标系等。,6.2 坐标法放样,三、点位放样（三）GPS RTK放样法 2、求定测区转换参数 GPS RTK测量是在WGS 84坐标系中进行的，而各种工程测量和定位是在当地坐标或我国的北京54坐标上进行的，这之间存在坐标转换的问题。GPS静态测量中，坐标转换是在事后处理时进行的，而GPS RTK是用于实时测量的，要求立即给出当地的坐标，因此坐标转换工作更显重要。,6.2 坐标法放样,三、点位放样（三）GPS RTK放样法 2、求定测区转换参数 坐标转换的必要条件是：至少3个以上的大地点分别有GPS 84地心坐标、北京54坐标或当地坐标。利用步尔莎（Bursa）模型解求7个转换参数。当两个坐标系间的旋转角较小时，可采用Bursa模型,6.2 坐标法放样,三、点位放样（三）GPS RTK放样法 2、求定测区转换参数 在计算转换参数时，要注意下面两点：已知点最好选在测区四周及中心，均匀分布，能有效地控制测区。如果选在测区的一端，应计算出满足给定的精度和控制的范围，切忌从一端无限制地向另一端外推。为了提高精度，可利用最小二乘法选3个以上的点求解转换参数。为了检验转换参数的精度和正确性，还可以选用几个点不参加计算，而代入公式起检验作用，经过检验满足要求的转换参数认为是可靠的。,6.2 坐标法放样,三、点位放样（三）GPS RTK放样法 3、工程项目参数设置 根据GPS实时动态差分软件的要求，应输入下列参数：当地坐标系(如北京54坐标系)的椭球参数：长轴和偏心率；中央子午线；测区西南角和东北角的大致经纬度；测区坐标系间的转换参数；根据测量工程的要求，可输入放样点的设计坐标，以便野外实时放样。,6.2 坐标法放样,三、点位放样（三）GPS RTK放样法 4、野外作业 将基准站GPS接收机安置在参考点上，打开接收机，除了将设置的参数读入GPS接收机，输入参考点的当地施工坐标和天线高，基准站GPS接收机通过转换参数将参考点的当地施工坐标化为WGS 84坐标，同时连续接收所有可视GPS卫星信号，并通过数据发射电台将其测站坐标、观测值、卫星跟踪状态及接收机工作状态发送出去。,6.2 坐标法放样,三、点位放样（三）GPS RTK放样法 4、野外作业 流动站接收机在跟踪GPS卫星信号的同时，接收来自基准站的数据，进行处理后获得流动站的三维WGS 84坐标，再通过与基准站相同的坐标转换参数将WGS 84转换为当地施工坐标，并在流动站的手控器上实时显示。接收机可将实时位置与设计值相比较，指导放样。,6.2 坐标法放样,三、点位放样（三）GPS RTK放样法 4、野外作业 据试验，用1台流动站进行放线作业，一天可放公路中线3km多（包括主点及细部点测设）；增至2台流动站交叉前进放线作业，则一天放线达67km；显然，按交叉前进作业方式，2台流动作业为最佳。GPS RTK测量拥有彼此不通视条件下远距离传递三维坐标的优势，并且不会产生误差累积，应用RTK直接坐标法能快速、高效率地完成测量放样任务。,本章目录,退 出,下一节,