谈线（弧）测量原理及在工程建设中应用

论文导读：工程测量学.北参考线（弧）测量原理及在工程建设中的应用相关论文由www.7ctime.com收集,如需论文.京：测绘出版社，1995.刘波，李大军，高湘春.参考线测量策略在地下管线放样中的应用.测绘通报.2006，4：58-64.郭宗河，郑进凤，崔云川.全站仪两点参考线测量与放样及其在工程中的应用.测绘通报.2004，8：
摘要：介绍利用全站仪、GPS中的参考线、参考弧程序进行施工测量和放样的理论基础、操作策略和主要应用，为提高工程施工测量的工作效率、精确度等提供了参考。
关键词：参考线；测量；放样；应用
1 引言
随着科学技术的发展和工程施工要求的提高，缩短工期、提高测量精度和工程质量成为新的目标和方向。全站仪、GPS（全球定位系统）的普及使提高测量、放样效率和精确度成为可能。
测量放样贯穿工程建设项目勘察、设计、施工和观测维护的全过程，保证测量放样数据的系统性、连续性，减小系统误差和不确定度，对工程质量至关重要，在一定程度内甚至成为质量制约瓶颈。参考线和参考弧测量放样，应用线性定位和偏移测量原理，可以有效解决上述理由。
2 参考线（弧）测量放样的基本原理

2.1 基本工作原理

在测量工作中，我们一般用某点在基准面上的投影位置（x，y）和该点离基准面的高度（h）来确定。
徕卡（Leica）、拓普康（Topcon）、尼康（Nikon）等品牌的电子全站仪的基本工作原理是三维空间模型，即3个不共线的点可以确定唯一平面。例如，全站仪架设在P01测站上，以P02作为后视点，加上全站本身，3个点不共线（全站仪始终与P01形成铅垂线），形成测量平面，可以确定空间点的x，y坐标，而标高h由全站仪仪高等参数测得。
GPS通过卫星定位和建立基站（提高精度）确定测量空间，而后进行放样或测量。

2.2 参考线工作原理

测量空间确定后，选定轴线或有参考价值的直线作为参考线，输入参考线上的两点P1、P2的平面坐标（xp1，yp1）和（xp2，yp2），在水平面内参考线的位置即可确定。对待测点P进行施测，P到参考线P1P2在水平面的垂距L即可测得。进行放样时，调整棱镜所在的点与参考线的距离，即可获得放样点。
如果输入全站仪仪高h仪和棱镜高h镜，可同时获得P的标高hp。
若南北基线与参考线所成的锐角为α，则各坐标点间关系如下：
|yp2-yp1|/|xp2-xp1|=tanα
|（yp-yp1）cosα|+|（xp-xp1）cosα|=L
仪器可以职能运算获得L值。
参考线适用于轴线为直线的测量放样，在测得偏移L的同时，可以获得点的里程。里程按照点输入的先后顺序确定。使用时应注意测量放样点在参考线的左侧还是右侧，左右两侧偏移量正负相反。

2.3 参考弧工作原理

参考弧适用于轴线为弧的测量放样，弧的确定通过圆心加半径，或圆心加圆上的一点，或者弧所在圆上的三点确定。参考弧的方向与顺时针方向相同。
参考弧的偏移是按照测量放样点与参考弧的垂线确定，里程按照参考弧的方向确定。其他原理通参考线。
3 参考线（弧）测量放样的实际应用

3.1 线性工程轴线制约

在道路、码头、堤防等工程中，可以应用参考线、参考弧对初步选定的轴线进行测设，观察在偏移范围内障碍物的多少、挖填方范围等，从而评估所选轴线的合理程度。
对已选定的轴线放样时，可以输入参考线或参考弧，以相应偏移量放出轴线制约点、边线制约点等，避开了重复输入，提高效率，减少人为错误几率，还可以读出里程数。
例如抛石筑堤工程，可以根据轴线输入参考线、参考弧，根据抛填进度不断埋设两侧边桩，在小距离内（如10m）按照外插原理，制约抛填方向，避开抛填过宽、过窄或偏斜。

3.2 景观砌筑工程应用

在近水、广场等景观工程中，经常有弧形砌筑结构或者台阶浆砌结构。这些结构的轴线制约往往是施工难点，而又是决定砌筑美观程度的关键因素之一。应用参考线、参考弧测量放样可以很好的解决这一理由。
例如近水台阶浆砌工程，按照每层台阶前言与选定轴线的偏移量，可以在已经砌筑好的台阶上间隔放样，再根据放样点制约距离和顺直度进行砌筑，砌筑的台阶则平顺、美观。若轴线为弧形，放样间隔应根据曲率确定，在砌筑时适当圆顺砌体，则效果更佳。

3.3 沉降位移观测应用

对已施工工程进行沉降位移观测是工程建设的一项重要内容。使用参考线、参考弧的策略可提高观测效率，使所得数据系统、有规律。
如已安装的预制构件，选定参考线（如轴线或前沿线）按照合适的偏移量在预制构件上放样观测点并进行编号，后期应用参考线观测其偏移量和标高，数据不断积累和比较，可以快速得出位移方向、大小和沉降量，而不必通过坐标计算。
再如水库大坝的沉陷位移观测，按照埋设点与大坝轴线的偏移量应用参考弧进行观测，能够及时分析出大坝的稳定性。
4 结语
测量策略的改善是通过在理论创新和技术进步实现的。目前，全站仪和GPS已经广泛应用到工程建设领域，其智能化、简单化使全站仪在实际应用中发挥了更大效益。参考线、参考弧测量放样操作便捷、精度高、数据系统，广泛适用于各类工程、领域和地形。掌握和应用好参考线、参考弧操作策略，对工程建设具有重要的作用。
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