全站儀控制測量心得
我們是地處四川盆地周邊地區的山區縣,長期以來以水電工程控制測量一直采用光學經緯儀加水平儀,工作起來費時費力,工作難度大,計算操作復雜。前年我們搞 了一個小水電站,該電站有2km的隧洞,由于考慮其控制測量復雜,工作難度大,將該控制測量工作轉給施工方去做,原以為要一個周完成的工作(該電站地處山 區,山高、坡陡、林密),誰知他們兩天就完成了。檢查他們提供的成果,發現他們使用全站一次進行高程和平面控制測量。查教材知道這種高程控制測量叫三角高 程,由于一直以來使用經緯儀測距精度不高,三角高程計算出來的精度不高,幾乎被我們遺忘了。通過網絡查詢、網友請教、資料收集,發現由于光電測距儀的使 用,三角高程控制測量已廣泛用于工程實際。
去年我們單位購了一臺科力達公司的kts-442全站儀,這為我們能實踐三角高程控制測量提供條件。剛好今年年初單位接手了一項一次測量三個小水電站的任 務。我說服同事們,決定采用全站儀進行這次電站的控制測量。我在網上廣泛收集了相關的手冊、教材和規程規范,按五等標準設定限差設計了測量方案和綜合測量 記錄薄。實際運用時,除受氣候影響,每個電站3.5km左右的測線,一般兩天一個,高效完成了控制測量任務。
測量時,我們采用直返覘法進行觀測,既可消除拆光影響,又可檢驗測量精度。同時將全站儀氣象改正設為零,用氣壓表和溫度計實測氣象條件修正。
操作中,我們遇上了一些實際問題,有些是規范上有要求的,但未實際體驗,未領會其要義;另一些是規程規范和資料未曾提到的但實踐中又出現的問題,在這里一并提出,與大家一起探討:
一、 儀器測量前必須嚴格校驗盤讀數指標差:
特別是豎盤讀數指標差的校驗。有規范要求儀器使用時、二、三天每天校驗,以后一個周一次。使用中發現,我們使用 的儀器必須每天校驗,只要發現豎角盤左,盤右讀數指標差偏差過大,就要校儀器,一般都有效。不知是我們這臺儀器有問題,還是這個型號儀器的通病。還好豎盤 校零方便,打開儀器內置菜單,對準目標按儀器提示操作就行。
二、 嚴格控制安置儀器的地方:
路上的非原生石板、石塊、雜草叢生的地方、雨后的耕作土等。實踐中,只要儀器安置在這些地方,人員走動、吹風、垂球的擺動,都會 造成豎角10秒左右的抖動。即使無這些外界因素,操作人員的心跳也會造成儀器讀數2秒的跳動。使用中一旦發現儀器豎角有兩秒跳動,儀器三角架一定沒安實。 這是使用光學經緯儀無法體驗到的現象。同時要求讀數時,其余人員遠離儀器,不得隨意走動,并取下對中垂球。
三、 視線對地滿足規范要求:
《水利工程測量規范設計階段》要求視線對地不小于1.5m。在有一個電站中,控制測量需要引用下一級電站的控制點,在使用這個控制 點時,直覘前方約5米處,視線側邊對山壁只有0.4的距離,結果290余米的測站距離,直返覘視距誤差達0.089m(我們有一站最遠視距1116米,直 返覘視距*.057m),測幾次都不能達到要求,只好重選前視距,290米的一站就耽誤半天。
四、 嚴禁視線上有障礙物:
我們在測核桃樹至高灘直覘時,視距230m,在視線150余米處有一片竹葉在視線上晃動,對準棱鏡后,調整焦距可見竹葉,焦距對準棱 鏡時竹葉不可見。讀數時正鏡的幾次視距讀數差為0.85m左右,其它情況下,視距讀數距都為零。派人清理后,讀數值才保持不變。
五、 雨后天晴不宜觀測:
冬天里,山區雨后天晴的天氣,霧氣濃、空氣擾動大,不宜進行測量操作。我們在一個雨后天晴的上午進行返覘觀測,棱鏡在山陰下,儀器在太 陽下,逆光觀測,霧氣又濃,望遠鏡*本找不到目標。直到上午11點半,陽光照到棱鏡上后,才能進行觀測,但目標在鏡筒仍抖動不也。嚴重影響測量精度。
六、 為加快測量速度:
控制測量盡量采用三角架擺棱鏡,這樣只搬棱鏡,不搬腳架,減少擺鏡時間和擺站的誤差。我們測量時用了三個三角架,有兩個鋁合金的,很輕,但鋁合金腳架在水泥地上有不穩的感覺。如有四個三角架配合使用,三個使用,一個走前視,這樣速度會更快。
七、 光學對中器使用注意事項:
全站儀和棱鏡連接器都有光學對中器,很好使用。但使用中一定要按:調平—對中—再調平—再對中的順序使用。因為光對中器在基座不 平時,視線是斜的,這時對中,調平后又不對中了,有時要動腳架,影響測量工作進度。在實踐中,有個新同志擺后視棱,儀器搬走后沒動腳架,應該快,發現半天 都沒擺好,還動腳架。經詢問,發現他沒按此順序操作。全站儀配有垂球,擺腳架時將其掛上,在三角座基本水平時,讓垂球基本對中,固定腳架后,架儀器調平后 用光學對中器精確對中,這樣操作起來很快。棱鏡標配里無垂球,建議前視鏡站另配垂球,加快擺站速度。后視是搬到測站,腳架先固定了的,不存在這個問題。
八、 視距測回數:
規范要求視距測量時測四測回,每測回讀數四次的平均度,再把三測回的數平均作為視距測量數。但在實踐中只要視線上無干擾物,視距任意次讀數都不會變,不知規范這樣要求的要義。
九、 視距直覘和反覘讀數:
在進行直返覘法進行控制測量時、五等測量時規范要求視距只讀直覘、不讀返覘,但實踐中發現利用直返覘讀數比較可以發現錯誤和誤差來源:如視線障礙、對地距離過小、讀數錯誤、記錄錯誤、對測站中心不準等問題??梢詼p少人為誤差因素。
十、 利用豎盤讀數指標差提高測量成果精度:
反復對中后讀數指標差仍不滿足求,就校豎角指標差,不管工作前校沒校,一般都有效。通過正反鏡指標差的驗證,查找誤差原因,使得測量成果的人為失誤因素降為零。提高測量成果準確率。
十一、 儀高、棱鏡高測量不易精確:
按規范上要求:棱中心到基座用游標卡尺量下后,作固定值記錄,測量過程中用鋼卷尺量基座以下部分,兩者加起來作鏡高。實際操作 時,發現游標卡尺只能量到三角基座調平螺旋的上座。因上座到下座之間有調平螺旋,調整后數字是變化的,每一站不同。所以量儀高(鏡高)時,從測樁中心量到 角架座盤(斜10cm),再到棱鏡三角聯接器上座(斜5cm),直線按曲線量,不準確?,F場我們采用鋼卷直接量到棱鏡(儀器中心)反而誤差小些。角架座盤 到棱鏡中心的傾角比到棱鏡基座的傾角要小些。但仍然不準,不知大家有什么高招。
十二、 視線傾角不大于15°問題:
《三角高程測量規范》中要求視線傾角不大于15°,我們在實際操作前認為不易達到這個標準。實際操作時,發現傾角多數在2°左 右,所以不足為慮。但《水利工程測量規范》中用h≤20×s×10^3/t來表示高差限制、不太直觀,不知為什么不換算成角度。
十三、 測量結果要求現場計算:
以檢驗測量成果。由于計算復雜,我們采用提電腦,用電子表格編寫測量記錄薄現場進行計算。這樣方便、快捷、不易出錯,只是手提電腦在強光下不好用。
十四、 用cad幾何作圖法計算各控制點坐標:
平面控制測量中控制點坐標計算是最繁鎖的,我用cad幾何作圖法先作各邊長度和轉角,在查詢端點坐標。
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