全站仪和CAD在工程中的结合应用毕业设计论文(2)

2019-04-22 15:16

同样可以利用AutoCAD系统软件,根据A、B两点坐标绘制出A、B两个点,连接AB点得到AB线段,然后分别以A点和B点为圆心,以Ra和Rb为半径左圆,则得到P点和P`点。使用ID命令选择交点P,就可以得出P点坐标了。在实际过程中,我们通常会将前方测角交会与前方距离交会进行组合应用,当然那就不一定要将所有条件都完成测量了。另外对于以上几项对坐标的应用,应该注意的就是AUTOCAD中的坐标顺序与我们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。

3 对作业资料的管理:

AutoCAD在工程中除了对测量内业资料计算有其优势一面,在外业资料的管理方面,同样有着非常广泛的应用。AutoCAD作为有名的工程系列应用软件平台,已经为广大工程技术人员所熟悉并掌握。在测量外业资料中,主要是控制点网络图及其计算资料的管理,另一方面是各种开挖横断面、纵断面图的绘制,以及横断面面积的计算,包括其他一些需要的图纸的绘制。由于AutoCAD已经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我们在工程测量中的需要了。

4、全站仪与CAD结合的优势

(1)数据处理的快速与准确性。全站仪自身带有数据处理系统,可以快速而准确地为空间数据进行处理,计算出放样点的方位角与该点到测站点的距离。 。

(2)定方位角的快捷性。全站仪能根据输入点的坐标值计算出放样点的方位角,并能显示目前镜头方向与计算方位角的差值,只要将这个产值调为0,就定下了要放样点的方向,然后就可以进行测距定位。

(3)测距的自动与快速性。全站仪能够自动读出距离数值,只要将棱镜对准全站仪的镜头,全站仪便可很快读出实测的距离,同时比较它自动计算出的理论上的数据,并在屏幕上显示出两者的差值,从而可以判断棱镜应向哪个方向在移动多少距离。到显示的距离差值为0时,表明那时棱镜所在的位置就是要放样点的实际位置。

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(5)由于全站仪体积小重量轻且灵活方便,较少受到地形限制,且不易受处界因素的影响,只要合理保护全站仪,即使在复杂的自然条件下也可以照常工作。

(6)由于所有的计算是由全站仪自动完成,所以放线过程中不会受到参与者个人的住观影响。

(7)现场拟定坐标测量出现有建筑物的轮廓和具体位置:在大型厂房、车库、球场等改造或扩建前,需要对原有建筑物轮廓或墙柱等位置进行准确测量,可以利用全站仪,在现场拟定坐标利用无棱镜精确测量原有建筑物各个部位的点,利用AUTOCAD可以准确绘画出原有建筑物。

(8)全站仪在公路、桥梁以及铁路隧道等工程使用较多,同时在室外管网及园林施工放线中也经常使用。从实践中,我们干啊哦全站仪能够在高大工程施工中精确放线,提高工作效率,减少了仪器的误差。

(9)全站仪的角度测量里自动扫描消除了以前光学仪器读盘分划误差和偏心误差的优点。同时还减少了移动测站所产生的误差,全站仪基本上架一次仪器就可以完成整个测量任务。

三、全站仪在实际工程中的应用

比方说在市政工程施工过程中,常常涉及到高程测量,传统的方法是使用水准仪进行水准测量,这是一种直接测高法。它的特点是精度高、速度快。但水谁测量受地形起伏限制,而且当前、后视距离差较大时,也影响测量精度,再者,水准测量前后视距也不能太大,一般应在100米以内。否则读数困难,也影响精度。因此在大比例尺地形图测绘、市政工程(管网)工程施工测量中,特别是当地形起伏较大时,常常也使用三角高程法。但传统的三角高程测量,必须每站量取仪器高(i)及觇标高(v),又麻烦又增加了误差来源,且普通经纬仪进行视距测量的误差也比较大,因此很少使用。而使用全站仪配合跟踪杆进行三角高程测量,较之传统的三角高程测量,速度快、精度高、效果好。

1 传统的三角高程测量 如图所示:

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设A点的高程HA为已知,则 B点的高程HB=HA+S*sinα+i-v S:A、B两点间的斜距

i:仪器高(仪器中心至A点的垂直高度) v:觇标高(视准点C至B点的垂直高度)

α:前视点C相对于仪器中心的倾角,仰角为正,俯角为负。

这一方法,由于在没有全站仪时斜长S往往用经纬仪视距或用钢尺丈量,而且必须量取仪器高和觇标高,既麻烦又精度低,所以很少使用,在地形起伏不太大时,宁可多转几站,也采用水准测量方法测量未知点高程,但有了全站仪,情况就大不相同了。

2、使用全站仪配合跟踪杆测量未知点高程

随着科技的进步,全站仪的应用越来越广泛,普遍因为全站仪可以在一个测站点上同时测出前视点的斜距、水平角和倾角,并可以通过微电脑直接算出高程、座标等数据,十分方便,将这些特点用于三角高程测量中,可以取得很好的效果。

如图所示:

仍然设A点高程HA为已知,欲测算B点的高程HB,将仪器置于A、B之外的任意一点C,则:

HA=HC+SA*sinαA+ i -vA (1) HB=HC+SB*sinαB+ i-vB (2) SA、SB分别为C至A、B两点的观测斜长

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令SA*sinαA=⊿h A SB*sinαB=⊿hB 由(1)、(2)可得: HB=HA-⊿h A +⊿hB +VA-VB

因为VA、VB在实际施测过程中为跟踪杆棱镜中心距测点(B)上平面的垂直高度,使用同一跟踪杆或同一规格的跟踪杆,在忽略瞄准误差的情况下,VA=VB

所以有:HB = HA -⊿h A+⊿h B

使用全站仪进行测量时,只要将起始高程HA置入微电脑,仪器便会自动显示出⊿h A、⊿hB和待测点(B)的高程,非常方便。

3、精度估算

由⊿h =S*sinα,根据误差理论不难推出,单向高差中误差的表达式为: Mh2=(S*COSα*Mα/ρ)2+(MS*sinα)2 Mα:测角中误差, MS:测边中误差

由于全站仪一般为2\级仪器,而且测边精度很高,如2+2PPmD或5+PPmD等,因此,当倾角小于60°、测边精度为2+2PPmD时,不难估算出每百米高差中误差不超过±3mm。这一精度大大高于普通三角高程测量的精度,因此完全可以满足市政工程施工对高程的精度要求。

综上所述,利用全站仪配合跟踪杆进行三角高程测量,较之传统的三角高程测量大大提高了精度,又减化了操作过程,较之水准测量又克服了受地形限制的缺点,应用在市政(管网)工程施工或小范围地形测量中,不失为一种很好的新方法。

四、全站仪使用注意事项

在测量过程中,我们也会遇到一些问题,对于计算数据我们进行反复的检核都是正确的,无论怎么做都是一样的结果,在主观没有差错的情况下,我们需要对客观事物即一起进行检查和调试,以便在工程中进行准确定位。

1 一起在使用前应当进行校核。规范要求:一起应隔一周校核一次,标杆是否垂直,棱镜常数是否正确,这些都是产生不精确的原因。

2严格控制安置仪器的地方:路上的非原生石板、石块、在草丛生的地方、雨后的耕作土等。实践中,只要仪器安置在这些地方,人员走动、风吹等等都会造成竖角10秒左右的抖动。即使无这些外界因素,操作人员的心跳也会造成仪器度数2秒的跳动。使用中一旦发现一起竖角有两秒以上跳动,一起三脚架一定没安实。这是使用光学经纬仪无法体验到的现象。同时要求读书时,其余人员远离仪器,不得随意走动。

3 在雨后天晴,不易观测,在冬日里,尤其是会出现大雾天气,全站仪望远镜是无法看见目标或墙上的红三角的,即使是看到了也是模糊不清,只有大概轮廓,我们不能自以为正确,测量应是很严格且不能马虎的。

4光学对中器使用全站仪和棱镜连接器都有光学对中器,很好使用。但使用中一定要按:调平—对中—再调平—再对中的顺序使用。因为光学对中期在基座不平时,视线是斜的,

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这时对中,调平后又不对中了,有时要动脚架,影响测量工作进度。

5 仪高、棱镜高的测量不易精确。按规范上要求:棱中心到基座用游标卡尺量下后,作固定值记录,测量过程中用钢卷尺量基座以下部分,两者加起来作镜高。

6 视线倾角不大于15度《三角高程测量规范》中规定,视线倾角不大于15度在实际中不易达到这个标准。但我们可以尽可能的使视线保证在以水平距离为线,正负45度范围之内,这样测量人员的眼睛和身体不会至于很累。

总结:

用全站仪进行观测时,必要的观测数据,如:斜距、天顶距、水平角均能自动显示,而且几乎在同时得到平距、高差和点的坐标。因此全站仪的应用将越来越广泛。同时,由于建设规模日益增长,建设工程日趋复杂,造型独特的建筑物越来越多,导致工程测量的数据计算量增加。因此,应用AUTOCAD制图软件进行图纸分析,加快了处理测量数据的速度;减少了内业计算的工作量;加强了数据处理的准确性;避免了人工计算中的错误;提高了数据精度;尤其提升了曲线较多的工程的测量精度;高质量的满足了施工测量的需要。 综观先进制造技术的发展,可以看到,未来的制造是基于集成化和智能化的敏捷制造和“全球化”、“网络化”制造。CAD全站仪结合应用技术是当前科技领域的前沿课题, 它的发展和应用使传统的施工建设方法与生产模式发生了深刻的变化,从而带动建筑业技术的快速发展,已经产生并必将继续产生巨大的社会经济效益。目前全站仪仍在不断的更新换代,从DOS系统到WINDOWS系统,许多知名厂家如宾利,尼康,莱卡等正在研发新的更高端的测绘仪器,我们有理由相信随着全站仪技术的不断提高,他在施工测量中必将拥有更加广阔的发展空间

参考文献:

《全站仪与AU TOCAD 软件结合在施工测量中的施工工法》

《工程测量学》.武汉大学出版社, 2005 《测绘学概论》.武汉大学出版社, 2004

《工程测量学的研究发展方向》. 现代测绘文学. 《工程测量学的发展评述》现代测绘文学 《工程测量规范》现代测绘文学 《测量学》武汉测绘出版社

《全站仪原理及运用》武汉测绘出版社

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