全站仪坐标法在纸机传动基础定位及预留预埋施工中的应用
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摘 要：笔者之前供职于国有施工企业从事多年工业建筑施工，结合之前工作经验就全站仪坐标法在纸机传动基础定位及预留预埋施工中的应用进行一些探讨。纸机安装对传动基础的定位及预留预埋的水平位置精度要求高，加上工期紧，传动基础施工时与设备安装交叉作业，且现场情况复杂通视条件差，给采用传统矩形控制网测量定位造成很大困难。为了提高测量放线的准确性和功效，我们将全站仪坐标法测量与AutoCAD坐标标注相结合，运用到了纸机传动基础定位及预留预埋施工测量中，同时将常用于收敛观测的反射片作为现场，大大提高了测量放线成果质量和工作效率。
关键词：全站仪;AutoCAD;直角坐标系统
1 引言
纸机安装对传动基础的定位及预留预埋的水平位置精度要求高，加上工期紧，传动基础施工时与设备安装交叉作业，且现场情况复杂通视条件差，给采用传统矩形控制网测量定位造成很大困难。如果传动基础定位及预留预埋定位出现偏差，将直接影响下一步设备安装质量和工期。因此，为了提高测量放线的准确性和功效，我们将全站仪坐标法测量与AutoCAD坐标标注相结合，运用到了纸机传动基础定位及预留预埋施工测量中，同时将常用于收敛观测的反射片作为现场，大大提高了测量放线成果质量和工作效率。
2 测量原理
以安装班组布设的PM1&PM2真空伏辊中心线，以及PM1&PM2纸机厂房EF轴中心线，分别作为坐标系的X轴和Y轴，Z轴坐标同图纸设计相对标高值（须与纸机基础板板面实际标高进行比校），即中心交点（0，0，7.45），7.45为建筑物二层楼板相对标高，建立坐标系（单位：米），将已知点用反射片现场标注。
3 坐标测量
3.1 传动基础施工
以PM2传动基础施工为例，使用AutoCAD获得传动基础定位及预留预埋水平位置的坐标数据，导出到Excel中添加图纸给定的相对标高作为Z轴数值，整理后得到每一个基础螺栓孔心坐标值（X、Y、Z）。
3.2 平面坐标放样测量
全站仪使用方法有在已知点设站和未知点设站两种情况。第一种在已知点设站包情况又包括极坐标法放样和坐标法放样，第二种在未知点设站又包括角度后方交会法设站和边角联合后方交会法设站。实际运用中我们一般使用已知点坐标放样和后方交会法坐标放样。在输入未知纸机孔坐标后，仪器会自动计算出所需要的水平角值和平距值，利用角度放样和距离放样功能，便可以设定未知点的位置
3.2.1 已知点设站
已知点设站即在已知坐标点上安置全站仪来确定其坐标，这时需要一个后视点的坐标或者后视方位角为已知。
根据现场实际情况，我们可以把测站设置在Y轴任意位置上，那么测站点坐标就是（X=0，Y=测站与基准点的距离），利用棱镜求出测站到基准点的距离，即为Y值，Z值为2.2中计算的（3）W数值。
实测步骤为：（1）仪器设站：将仪器在已知点上对中整平，开机后进入放样测量，选取“3.测站设置”后按【ENT】确认，进入后输入测站坐标。（2）输入棱镜和仪器高：按照2.2计算得出棱镜和仪器高度参数全部输入0。（3）后视方位角设置：放样菜单界面下，选取“4.置方位角”后按【ENT】确认，按【定向】，通过输入后视点坐标，计算并设置方位角。输入后视点坐标。
3.2.2 自由点设站
由于现场施工环境复杂，Y轴线多数情况下并不通视或者不方便支设仪器和棱镜，这个时候就用到全站仪反光贴。事先在1轴线和42轴线梁位置贴若干反光贴，并测设得到这些位置的坐标，作为已知点在后面施工中使用。
因为观测的已知点数超过两个，并且计算坐标将采用最小二乘法进行平差，坐标则通过计算平均值求取。所以，观测的已知点越多，计算所得坐标精确度也越高。
两个已知点求取测站坐标的测量：（1）在测站模式下按【后交】进入后方交会测量功能，将已知点的坐标输入屏幕。（2）输入已知1点的坐标，照准已知1点反光贴纸，按【测量】进行测量。（3）测量完成后，观察测量结果，并根据提示输入棱镜高度。（4）按【ENT】把已知2点坐标输入并进行测量。重复b、c步完成已知2点的测量。（5）档输入并测量完两个已知点后，选择【计算】计算交会点坐标，按【ENT】将交会坐标置为测站坐标。（6）按【ENT】设置测站，根据提示，照准已知点1，按【ENT】设置坐标方位角，返回测量模式。
3.3 高程的测量
全站仪标高测量采用的原理，测量过程的实质是高差测量。想要求得放样点的标高，必须得到测定站点与放样点之间的高差，然后根据测定站点标高，即可求出放样点的标高。
高程测量的操作介绍：纸机已知S点标高暂为Zs，只要知道纸机定位孔每一点对T点的高差Zst即可由Zt=Zs+Zst得到每一个纸机定位孔点的标高Zt。
HD——为S、T两点间的水平距离;
VA——为在基准点观测天顶距;
i——为测站点的仪器高，t为棱镜高;
Zs——为S点高程，Zt为T点高程。
VD——为全站仪望远镜和棱镜之间的高差。
VD=SD*COS（VA）
不考虑其他因素的影响，求高差Zst，我們需要已知点S架设仪器，在T点竖立棱镜，观测角VA，需要量取仪器高i和棱镜高t，测算出A，B两点间的水平距离为HD，所以根据Zst=VD+i-t，得出计算公式：Zt=Zs+SD*COS（VA）+i-t。
通过以上测量方法我们分析：首先全站仪架设在已知高程点上，而且要测出待测点的高程，首先要量取仪器高和棱镜高。
在实际应用中上述方法受限因素很多，因此我们可以借鉴水准仪任意置点的方法，利用三角高程测量原理测出待测点的高程，可以大大提高施测的速度。
具体操作介绍：假设已知T点的高程，未知S点的高程，我们要通过全站仪测定其他定位孔的高程。首先由（1）式可知：
Zs=Zt-{SD*COS（VA）+i-t} （2）
数据中只有VD的值可以用仪器测量计算，仪器和棱镜的高度都是未知的。但一次测量中仪器和棱镜的高度是不变的。从（2）可知：
Zs+i-t=Zt-SD*COS（VA）=W （3）
由（3）可知，基于上面结论，Zs+i-t在任一未知纸机孔上也是固定不变的。而且可以计算出它的高程。
实际操作中需要注意：（1）全站仪可以任意设置，但是要通视;（2）照准已知基准点，测出天顶距，并算出高程。（3）仪器高和棱镜高设为0即可.
4 结束语
纸机传动基础定位及预留预埋施工中，采用全站仪坐标法进行测量放线，简化了测量程序，不再像以往使用传统方法，需要在测量前后处理大量的数据，大大提高工作效率，节约了人力和财力。同时，也提高了测设的精准度，显示出传统放线无法比拟的优越性。
参考文献：
[1] 曹志勇.全站仪在坐标测量和放样中的应用[J].河北工程技术学报，2005.
[2] GB 50026—2007.工程测量规范[S].
[3] 王明.使用全站仪进行坐标放样[J].中翰信息，2003（3）：29.
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