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[摘要] 介绍了全站仪的坐标测量和放样功能，提出了航路测量中线方向受阻时确定方向转折点的简便方法。 自由设置全站仪，利用全站仪的坐标测量和放样功能，确定航路测量中的方向转折点全站仪三维坐标放样没有输入仪器高和棱镜高可以吗，结合计算机辅助设计软件的绘图功能，快速获取方向转折点坐标观点; 自由使用全站仪的设站方式确定线路施工测量中的方向转折点，操作方法简单、方便、灵活。 而且受地形起伏条件限制小，精度高。 并结合实例分析计算了其原理和工作方法。

【关键词】方向转折点； 全站仪； 路线测量

0 前言

现代交通网络[1]主要包括公路、铁路、管道、航空和水运等，它们的一个共同特点是其几何形状呈直线状，一般称为直线工程，直线工程的中心线也称为路由。 方向转折点是当中心线的直线段很长或视线受阻时用来传递直线方向的中心线点。 长直线段方向转折点的确定一般采用线交法或线距法[2-41]。 王晓静[5]介绍了一种利用中线距离法确定方向转折点的简单方法，但如果用全站仪进行施工放样，其效率发挥不出来，计算工作量较大。 唐红梅[6]提出采用全站仪极坐标法测量中心线，视线受阻时难以进行。 宋谦[7]建议利用断面方向的偏移值来检测高速公路中心线的偏差。 沙跃进等[8]介绍了采用一次性放样法测量设置线路中桩，并对其相对误差进行了理论分析。

在许多重丘陵地区，由于地形起伏的影响，中线点之间往往无法直接连通。 如图1所示，两个中线点A、B位于两座山的山谷中，A、B两点不能互通。 需要确定两点之间的方向转折点来传递方向。 解决方法一般是在山顶设置方向转折点C1、C2，传递A、B的直线方向。

图1 中线点被遮挡

1 全站仪功能介绍

1.1 全站仪坐标测量

全站仪具有直接测量点三维坐标的功能[9]，如图2所示，O为测点，A为后视点，1为待测点。 给定A点坐标（NA、EA、ZA）和O点坐标（NO、EO、ZO），求出待固定点1的坐标（N1、E1、Z1）。

图2 全站仪三维坐标测量示意图

根据坐标反演可以计算出OA直线的坐标方位角

αOA 为后视 OA 边坐标方位角。 由此可得待测点1的坐标（N1，E1，Z1）为：

式中：N1、E1、Z1为待测点1的坐标； NO、EO、ZO为待测O点坐标； s为距待测点的斜距； z 是天顶距离； 测站到被测点的坐标方位角； i 是仪器的高度； v 是棱镜的高度。

1.2 全站仪放样

李伟等。 [10]根据全站仪放线方法的分类介绍了常用的全站仪放线方法，分析了不同放线方法的理论精度。 许攀林等。 [11]提出了提高全站仪三角高程法在竖井高程连接测量中精度的措施。 周建清[12]对全站仪的测量精度进行了分析。 全站仪的放样功能是指在已知待放样点坐标的情况下全站仪三维坐标放样没有输入仪器高和棱镜高可以吗，可以选择坐标放样功能。 坐标放样前设站，先输入测站、后视点和待放样点的坐标值，仪器自动计算放样点连线与测站的水平夹角，后视点与测站的连线，以及待放样点到测站的水平距离，利用角度和距离放样功能可以测出放样点的位置。 通过测量棱镜的位置，全站仪会显示棱镜位置与待放样点的角度和距离差，移动棱镜的角度和距离会显示差为零。 此时棱镜的位置就是放样点的位置。

2 全站仪自由测站法确定方向转折点

如图3所示，在O点任意设置一个可以与A点和B点通信的全站仪。利用全站仪的坐标测量功能，先用任意设站方法测量A点和B点的坐标，并选择另外两个点。 对于Q1和Q2点，要求待测和设定的C1大致在Q1和Q2之间。 根据测得的四个点的坐标，可以计算出C1点的坐标； 也可以用计算机辅助设计软件（CAD）将测得的A、B、Q1、Q2四个点绘制出来，然后将A、B和Q1、Q2两条直线连起来，用CAD就可以很容易地捕捉到C1的坐标点，然后利用全站仪的放样功能轻松测量和设置C1点的位置。 同理，也可以在A、B的延长线上测C2，先用全站仪测出Q3、Q4、A、B两条直线与Q3、Q4可能落在的交点C2中间的C2 很容易计算出来，然后利用全站仪的放样功能测量和设置C2 的位置。

图3 全站仪自由测站设置方法示意图

3 计算实例

如图4所示，ZD1和ZD2这两条线已经先测好并设置好了，但这两个点并不互通。 现在需要在两点之间设置一个单向转折点ZD3，方法同上。 先选择一个与ZD1和ZD2都在视线范围内的点O，架设全站仪，利用全站仪的坐标测量功能分别采集ZD1和ZD2的坐标（178.440，407.830），（174.768，606.493） ) , 选取 N1 和 N2 , 分别测量其坐标为 (193.613, 513.976), (155.929, 510.780). 在CAD中输入ZD1、ZD2、N1、N2绘制两条相交直线，用CAD很容易得到两条直线交点ZD3的坐标（176.505，512.525）。 然后利用全站仪的放样功能，将ZD3设置到野外打桩。

图4 全站仪自由站法计算实例

4。结论

在线路施工测量中采用全站仪自由站法确定方向转折点，操作方法简单、方便、灵活。 而且受地形起伏条件限制小，精度高。 同时结合计算机辅助设计软件的绘图功能，几乎没有计算工作量，不会出现人为计算造成的失误或失误。 因此，利用该方法确定线路方向转折点效率高，非常适合现场施工。 是目前线路施工测量中使用的一种有效方法。

参考资料： 略