谈全站仪和RTK在施工放样的应用毕业论文.docx

iii西南科技大学城市学院本科生毕业论文谈全站仪和rtk在施工放样的应用摘要 ：建筑工程的施工放样工作不仅是工程建设的关键，而且是设计工程质量的关键，随着近几年国内外社会经济的快速发展，各种各样的建筑物拔地而起，其中最关键的就是放样工作，放样的具体实施对工程师的技术要求越来越高，施工放样是建筑的一项重要工程，所以施工放样质量的好坏直接影响建筑物的寿命。 本论文主要介绍全站仪与rtk的基本原理、系统组成、技术特点、和使用方法及操作步骤，介绍了全站仪在施工放样中的具体放样方法以及步骤和相关注意事项，说明了全站仪在施工放样中的重要地位,并利用rtk在工程测量中进行点放样，对测量结果进行精度分析，并且阐述了rtk具有工作效率高、定位精度高、全天候作业、数据处理能力强和操作简单易于使用等特点。最后介绍全站仪和rtk在各个方面的对比。关键词 ： 全站仪； rtk； 施工放样talk about total station and the application of rtk in construction loftingabstract: the construction of the construction work is not only the key to the project construction, and the design is the key of project quality at home and abroad in recent years, with the rapid development of society and economy, various buildings have sprung up, one of the most critical is the layout work, so the engineers of the technical requirements of increasingly high, construction lofting construction an important project, so construction quality directly affects the service life of buildings.this paper mainly introduces the total station and the basic principle of rtk, system composition, technical characteristics, and use methods and operation steps, this paper introduces the application of total station in the construction lofting lofting in specific methods and steps and related matters needing attention, illustrates the total station in the important position of construction lofting, and by using the gps-rtk points in engineering survey lofting, the measurement results are accuracy analysis, and expounds the rtk has high working efficiency, high positioning accuracy, all-weather operation, data processing ability strong and the operation is simple and easy to use, etc. finally introduces the total station and the comparison of rtk in all aspects.key words: total station， rtk， construction lofting目录_toc419967081前言1第1章 绪论21.1测绘仪器的发展21.2放样介绍21.3 传统放样方法21.4坐标放样阶段31.5 现代数字化阶段3第2章 全站仪的介绍和其放样的方法42.1 全站仪的介绍及操作流程42.2 全站仪坐标法设站极坐标法放样52.3 全站仪边角交会法设站极坐标法放样62.4 全站仪测角后方交会法极坐标法放样62.5 方向交会法放样72.6 正倒镜投点法单方向设站82.7 轴线交会法设站+方向线法放线92.8 方向线平移法放线92.9 全站仪在建筑工程中的施工放样102.9.1 全站仪在建筑工程平面施工放样定位102.9.2 全站仪在建筑工程中高程施工放样定位11第3章 rtk的形成和作业基本原理133.1 rtk的发展形成133.2 rtk的系统组成133.2.1rtk的基本原理143.2.2 rtk的技术特点143.3利用rtk进行点放样15第4章 全站仪与rtk在测量之间的对比184.1全站仪与rtk184.2使用条件上的对比184.3 测量距离上的对比194.4 测量误差上的对比194.5 测量引点上的对比19第5章 总结21致谢22参考文献23附表124西南科技大学城市学院本科生毕业论文前言在工程测量中当施工控制网建立以后，为了满足工程建设的需求，需要将已设计好的资料在实地标出，以便施工，这个过程我们称为放样。也就是说施工放样是把图纸上的设计方案移到实地现场的过程。由于施工是以放样出的标桩为依据，故放样的过程不允许有任何一点差错，否则会影响施工的进度和质量。而且在实际放样的过程中，由于工程建筑物复杂多样，有时往往需要将几种方法综合运用，才能放出该建筑物的点、线，面。因此，放样方法的选取显得十分重要。放样方法的选择与工程建筑物的类型、工程建筑物的施工部位、施工现场条件和施工方法以及放样的精度要求和控制点的分布都有密切的关系。因此，放样人员必须根据实际情况，如精度要求、控制点分布、现有仪器、现场条件、计算工具等来选择测站点和放样点的测设方法的不同组合及不同的检核方法。 各类工程及同一工程的不同阶段、不同部位对放样点的精度要求不同，所以对测站点和放样点的精度要求也不相同。作业时请严格执行相关规范。如果设计上有特殊要求，按设计要求设计。为了实现预期的目的，在进行放样之前，测量人员首先要熟悉工程的总体布局和细部结构设计图，找出工程主要设计轴线和主要点位的位置以及部分之间的几何关系，结合现场条件和已有控制点的布设情况，分析具体放样的方案，并作出最优化的处理，使放样精度达到最高。通常情况下，平面放样的方法有极坐标法、直角坐标法、距离交会法、角度交会法、方向交会法。高程放样可采用全站仪三角高程和水准高程放样，根据拥有设备的情况来确定放样实施方案,并根据工程的需求，选择合理的仪器配合使用能最大限度的提高工作效率同时保证工程质量。下面主要谈谈施工放样的方法步骤，并介绍全站仪和rtk两种测量仪器的使用及对比。第1章 绪论1.1测绘仪器的发展激光自2o世纪60年代问世以来，首先用在测距仪上， 由于激光有许多其他光源不可比的优越性，在测绘界广泛应用，如激光指向仪，激光投点仪，激光铅重仪，激光扫平仪，激光经纬仪，激光水准仪等。随着微电子技术，传感器技术，光电技术，计算机技术，通讯技术，空间技术以及光、机、电一体化的技术的发展，促进了测绘仪器的发展，先后出现了许多专用的电子测绘仪器，如电子倾斜仪，回声测深仪，管线探测仪，海底地貌探测仪，电子伸缩仪，重力测量仪，电子气坟测量仪等。回顾测仪的发展，可清楚地看到，测量仪器从早期的测绳、罗盘仪游标经纬仪等已发展到目前的电子经纬仪、数字水准仪、全站仪、gps以及各种专用测绘仪器，推动了测绘工作向自动化、数字化、智能化方向迈进。1.2放样介绍在工程测量中当施工控制网建立以后，为了满足工程建设的需求，需要将已设计好的资料在实地标出，以便施工，这个过程我们称为放样。也就是说施工放样是把图纸上的设计方案移到实地现场的过程。由于施工是以放样出的标桩为依据，故放样的过程不允许有任何一点差错，否则会影响施工的进度和质量。而且在实际放样的过程中，由于工程建筑物复杂多样，有时往往需要将几种方法综合运用，才能放出该建筑物的点、线，面。因此，放样方法的选取显得十分重要。放样方法的选择与工程建筑物的类型、工程建筑物的施工部位、施工现场条件和施工方法以及放样的精度要求和控制点的分布都有密切的关系。因此，放样人员必须根据实际情况，如精度要求、控制点分布、现有仪器、现场条件、计算工具等来选择测站点和放样点的测设方法的不同组合及不同的检核方法。各类工程及同一工程的不同阶段、不同部位对放样点的精度要求不同，所以对测站点和放样点的精度要求也不相同。作业时请严格执行相关规范。如果设计上有特殊要求，按设计要求设计。1.3 传统放样方法 在传统的工程放样方法中，必须求出设计图纸中的放样点或线相对于控制网原有建筑的相互关系，即求出其间的角度及间距和高程，这些数据称为放样数据。然后按照放样数据利用传统光学经纬仪、皮尺、钢尺、水准仪等工具测设出点位和高程。通常，测设点和高程是分开进行的。工业建筑物的总图设计，是根据生产的工艺流程要求和建筑物的地形情况进行的，主要建筑物的轴线往往不能与测量坐标系的坐标轴平行，如果设计建筑物的坐标计算在测量坐标系中进行，则计算工作较为复杂。因此，建筑物设计人员往往根据现场情况选定独立坐标系，使独立坐标系的坐标轴与主要建筑物的轴线方法相一致。这样，再通过旋转换算，把建筑坐标系换算成测量坐标。在传统的工程放样中，圆曲线和缓和曲线的放样最为复杂，我国多采用螺旋线作为缓和曲线，测设方法多采用切线支距法和偏角法。这些方法很容易产生累计误差，为了消除这些误差，往往需要多次测量进行分配误差，不但浪费了时间，而且精度不高。1.4坐标放样阶段 随着光电测距仪的发展，出现了一种仪器，可以直接安置到传统经纬仪的上面，这样装置被称为半站仪。从而实现了同时测角和量距的任务，再结合计算器就可即时计算出所测设点的坐标，出现了坐标放样法。坐标放样法克服了传统方法中的求取放样数据的麻烦工序，直接获取放样点的坐标就可以放样出设计点。在计算机普及和发展的同时，电子经纬仪即全站仪迅速发展取代了传统的光学经纬仪。计算机的普及使用为放样数据的求取精度和求取工序、速度作出了极大的贡献，全站仪则在具体的放样工作中简化了放样工作程序。现在各大厂商生产的全站仪，如徕卡、索佳、拓普康、南方都配备有施工放样模式、使用方法简单易懂，下面简述南方全站仪的放样步骤：放样准备： 1、选择、录入放样数据文件。2、选择、录入坐标数据文件。可进行测站坐标数据及后视坐标数据的调用。3、置测站点。4、置后视点、确定方位角。5、输入所需的放样坐标，开始放样。实施放样：1、通过点号调用内存中的坐标值。2、直接键入坐标值。1.5 现代数字化阶段从传统的放样方法发展到坐标放样发放，放样工序简化了，精度提高了。但是由于工地现场环境的复杂性，例如：堆料、不通视等因素的影响，降低了劳动效率，而且放样一个设计点往往需要来回移动目标，需要2至3人参加操作。随着科技的加速发展，一种新型测量仪器rtk诞生了，即动态gps测量，rtk相对于普通的测量仪器有着很大的优越性，在放样环节中，rtk技术特别适合道路等大批量设计点位的放样工作，无须沿途布设图根控制点，从而减少施工控制网的布设密度，节约经费，节省时间。由于其无须通视等优点和可以单人作业更突出其的优越性。第2章 全站仪的介绍和其放样的方法2.1 全站仪的介绍及操作流程全站仪是一个由测距仪、电子经纬仪、电子补偿器、微处理机组合的一个整体。测量功能可分为基本测量功能和程序测量功能。基本测量功能包括电子测距、电子测角；程序测量功能包括水平距离和高差的切换显示、三维坐标测量、对边测量、放样测量、偏心测量、后方交会测量、面积计算等。特别注意的是只要开机，电子测角系统即开始工作并实时显示观测数据；其它测量功能只是测距及数据处理。它可以同时测量空间目标的距离和角度数据，直接得到三维坐标数据。1、全站仪操作流程：(1)首先要对仪器整平对中完毕后，对中偏差不得超过1mm。(2)打开全站仪电源键，进入菜单选择文件管理界面，新建立一个文件名，并选择该文件在文件下存储；把已知两个点输入到新建的文件下面保存。(3)仪器架设在其中一个已知点上；照准另一个后视点为检核点进行检核，偏差在限差范围内方可进行点收集，否则查明原因，符合限差要求方可采集数据。(4)一切准备工作准备完毕后就可以采集碎部点数据信息。2、全站仪注意事项：(1)一个测站应一个方向观测，切勿盘左盘右不分。(2)一个测站仪器如有碰动需重新对中整平检核。(3)必须要有可见光，而且光线不能太弱，因为全站仪虽然可以自动测量坐标、高程和距离、角度，但是，它也是必须要人眼主动照准目标的，没有光线或者光线太弱，人眼就很难发现观测目标。(4)必须要光学通视，也就是说需要观测的目标和全站仪之间的连线上不能有任何遮挡物，如果存在遮挡物，要么造成人眼看不到，瞄不准目标，要么全站仪因为观测条件差的原因测量不出数据。而且全站仪属于短距离测量，一般最长测距也就是1.5公里左右，再远的话人眼就难以观测到目标。3、全站仪放样流程（1） 选取两个已知点，一个作为测站点，另外一个为后视点，并明确标注。（2） 取出全站仪，已知点将仪器架于测站点，进行对中整平后量取仪器高； （3） 将棱镜置于后视点，转动全站仪，使全站仪十字丝中心对准棱镜中心； （4） 开启全站仪， 选择“程序”进入程序界面，选择“坐标放样”，进入坐标放样界面，选择 “设置方向角”，进入后设置测站点点名，输入测站点坐标及高程，确定后进入设置后视点界面，设置后视点点名，确认全站仪对准棱镜中心后输入后视点坐标及高程，点确定后弹出设置方向值界面并选择“是”，设置完毕。（5） 然后进入设置放样点界面，首先输入仪器高，点确定，接着输入放样点点名，确定后输入放样点坐标及高程，完成确定后输入棱镜高，此时放样点参数设置结束，开始进行放样。 （6） 在放样界面选择“角度”进行角度调整，转动全站仪将dhr项参数调至零，并固定全站仪水平制动螺旋，然后指挥持棱镜者将棱镜立于全站仪正对的地方，调节全站仪垂直制动螺旋及垂直微动螺旋使全站仪十字丝居于棱镜中心，此时棱镜位于全站仪与放样点的连线上，接着进入距离调整模式，若dhd值为负，则棱镜需向远离全站仪的方向走，反之向靠近全站仪的方向走，直至dhd的值为零时棱镜所处的位置即为放样点，将该点标记，第一个放样点放样结束，然后进入下一个放样点的设置并进行放样，直至所有放样点放样结束（7） 退出程序后关机，收好仪器装箱，放样工作结束。2.2 全站仪坐标法设站极坐标法放样1、在控制点上架设全站仪并对中整平，初始化后检查仪器设置：气温、气压、棱镜常数；输入（调入）测站点的三维坐标，量取并输入仪器高，输入（调入）后视点坐标，照准后视点进行后视。如果后视点上有棱镜，输入棱镜高，可以马上测量后视点的坐标和高程并与已知数据检核。2、瞄准另一控制点，检查方位角或坐标；在另一已知高程点上竖棱镜或尺子检查仪器的视线高。利用仪器自身计算功能进行计算时，记录员也应进行相应的对算以检核输入数据的正确性。3、在各待定测站点上架设脚架和棱镜，量取、记录并输入棱镜高，测量、记录待定点的坐标和高程。以上步骤为测站点的测量。4、在测站点上按步骤1）安置全站仪，照准另一立镜测站点检查坐标和高程。5、记录员根据测站点和拟放样点坐标反算出测站点至放样点的距离和方位角。6、观测员转动仪器至第一个放样点的方位角，指挥司镜员移动棱镜至仪器视线方向上，测量平距d。7、计算实测距离d与放样距离d的差值：d=d-d，指挥司镜员在视线上前进或后退d。8、重复过程7），直到d小于放样限差。（非坚硬地面此时可以打桩）。9、检查仪器的方位角值，棱镜汽泡严格居中（必要时架设三脚架），再测量一次，若d小于限差要求，则可精确标定点位。10、测量并记录现场放样点的坐标和高程，与理论坐标比较检核。确认无误后在标志旁加注记。11、重复6）10）的过程，放样出该测站上的所有待放样点。12、如果一站不能放样出所有待放样点，可以在另一测站点上设站继续放样，但开始放样前还须检测已放出的23个点位，其差值应不大于放样点的允许偏差。13、全部放样点放样完毕后，随机抽检规定数量的放样点并记录，其差值应不大于放样点的允许偏差值。14、作业结束后，观测员检查记录计算资料并签字。15、测量放样负责人逐一将标注数据与记录结果比对，同时检查点位间的几何尺寸关系及与有关结构边线的相对关系尺寸并记录，以验证标注数据和所放样点位无误。16、填写测量放样交样单。2.3 全站仪边角交会法设站极坐标法放样1、在未知点p上架设全站仪，整平；在已知点a上安置棱镜，量测棱镜高；在已知点b、c上安置照准标志。2、测量pa间平距d、高差dh和pa至pb、pc方向间的水平角,。3、用d、及a、b点的坐标计算p点的一组坐标；用d、及a、c点的坐标计算p点的另一组坐标；两组坐标的差值不超过规定限差，取中数即为p点的最后坐标。4、根据a点的高程ha和高差dh计算仪器的视线高：h视=ha-dh。5、如果需要可以将p点坐标投影到地面上，并作好标记。量取仪器高，求出地面p点的高程。6、用极坐标法开始放样，放样过程与3.1 “4）16）”步骤相同。 图2-1 极坐标放样2.4 全站仪测角后方交会法极坐标法放样1、在未知点上安置全站仪，整平，在已知点a、b、c、d上安置照准标志。2、以四点中较远点a为零方向，用方向观测法测量a、b、c、d、a方向值两个测回。3、分两组数据用后方交会程序分别计算测站点p的坐标；两组坐标的差值不超过规定的限差，取中数作为p点最后坐标。4、如果测站周围200米以内有两个已知高程的平面控制点，且放样点高程精度要求不高（大于5厘米），可以观测仪器到两控制点的天顶距两个测回，分别用三角高程反算测站仪器的两个视线高（如果精度要求高或距离大于200米时，则要加入球气差改正）。如果差值不超过限差，可取中数作为仪器的视线高。5、如果需要，可以将仪器中心点坐标或高程投影到地面上，作好标记。6、用极坐标法开始放样，选择一较远的控制点作为后视方向配置度盘（配置成零方向或方位角方向），用另一控制点检查后视方向，差值不能超过限差要求。如果放样点的精度要求较高，且检核方向相差超过20时应对设置的方向进行改正。7、记录员根据测站点和放样点坐标反算出测站点至放样点的距离和方位角（或相对于后视方向的角度）。8、观测员转动经纬仪至第一个放样点的方向上，指挥司尺员用钢尺从测站点沿放样点的方向量取计算好的平距d，并标定下来。9、如果无法直接量取平距，可以用钢尺丈量从仪器中心至放样点的斜距，并测记天顶距（或立角），计算平距d，与理论平距d比较：d=d-d，用钢尺在经纬仪视线方向上量取d，标定放样点。 （非基岩和砼地面此时可以打桩）。10、重复8）、9）步骤，放样出该测站的所有欲放样点位。11、照准控制点，检查后视方向。12、钢尺丈量放样点之间的间距，与理论值进行比较检核，其差值应不大于放样点的允许误差值。13、测量放样负责人逐一将标注数据与记录结果比对，同时检查点位间的几何尺寸关系及与有关结构边线的相对关系尺寸并记录，以验证标注数据和所放样点位无误。14、如果一站不能放样出所有欲放样点，此时需在测站上利用极坐标法测设测站点，第二次设站，开始放样前还须检测已放出的23个点位，其差值应不大于放样点的允许误差；然后继续放样直至放样出所有需要放样的点位。15、作业结束后，观测员检查记录计算资料并签字。16、绘制测量放样交样单。2.5 方向交会法放样1、在两个平面控制点a、b上各安置一台全站仪，盘左后视其它控制点，并对度盘进行坐标方位角配置。2、计算a、b点至拟放样点p的方位角、。3、旋转全站仪a使方位角为，观测员指挥画点人员在两视线交点附近画点p1p2。4、旋转全站仪b使方位角为，观测员指挥画点人员在两视线交点附近画点p3p4。5、两仪器盘右后视控制点并配置度盘，重复3）5）步骤得到交点n。6、当m、n点间距离小于放样点限差要求时，以m、n连线中点作为放样点p，并标定下来。7、重复上述过程放出其它放样点，丈量放样点之间的距离与计算值比较检核。 图2-2 方向交会法 2.6 正倒镜投点法单方向设站1、为了将仪器架设在已知点a、b间的直线上，用目估法将仪器大致架在a、b直线上的o1点，整平仪器；估计oa近似距离。2、正镜瞄准远端a点，纵转望远镜看到近点b附近，估计十字丝中心点b1与b点的距离bb1；倒镜瞄准a点，纵转望远镜，估计十字丝中心与b点距离bb2；计算bb1与bb2的平均值为bb中。3、计算oo1=oabb中/ab值，根据b1偏离b方向，将仪器向ab线上移动oo1。4、整平仪器，重复2）3）步骤，直到盘左、盘右的十字丝中心位置连线的中点b中与b点重合为止。5、正镜、倒镜瞄准b点，纵转望远镜，左、右十字丝中心的平均位置应落在a点上，将此时仪器中心点位o投影到地面上，并作好标记，则o点在ab直线上。6、后视a点便可放设单方向线了。还可在此基础上用轴线交会法求出o点的纵向（横向）桩号值，以便放样纵向（横向）轴线。图2-3 正倒镜投点法2.7 轴线交会法设站+方向线法放线先用正倒镜投点法（或方向线法）将仪器架设在已知点a、b间的连线上一点o1，整平仪器。用方向观测法测量a、c、b、d控制点的水平方向两个测回计算出角度，。分别计算o1点的横向（纵向）坐标:yo1=yc-(xc-xb)/tan；yo1=yd-（xd-xb）/tan。若yo1与yo1之差不超过限差，取中数作为o1点纵（横）坐标，并与o点纵（横）坐标比较，计算出差值oo1。 观测员指挥作业员用钢尺在ab轴线上从o1点量取oo1距离，定出o点位置。在o点架仪器，后视a点（或b点），检查b点（或a点）后，旋转90，放出o点所在的纵（横）轴线。图2-4 轴交会法设站2.8 方向线平移法放线 为了放样某方向线py，用自由设站法不可能直接将仪器架设在p点上，或者p点上不便于直接架站，此时在尽可能接近p点的p1上架设仪器，用后方交会会等自由设站法测量p1点的坐标（如果p1点坐标已知可省此步骤），然后用方向线平移法放样py方向线。在p点上安置仪器，后视控制点a，用控制点b检核方位角。转动仪器使视线与拟放轴线平行（方位角相同或相差180），指挥作业员在地面标记出平行线上的点p1、p2、p3pn。 分别从p1、p2、p3pn上用小钢尺向py方向线一侧垂直量取距离dx，得到p1、p2、p3pn，则p1、p2、p3pn即为py方向线上的点。标注单方向点，并注记桩号。检查后视方位角，量取所放方向线与建筑物已有的结构线间尺寸进行检核。 图2-5 方向线平移法2.9 全站仪在建筑工程中的施工放样建筑物施工放样，由于受施工场地的限制，如场地小、 高差大、受到脚手架及模板等影响通视性不好, 其施工放样基本上还是以皮尺为主，辅以经纬仪和水准仪的传统测量方式，不但精度低，而且很容易造成差错，不但影响了建筑物的测量质量，而且也会产生没必要的纠纷2.9.1 全站仪在建筑工程平面施工放样定位建筑物楼层施工放样采用全站仪，注意全站仪的一些使用方法, 不但可以大大方便建筑物平面和高程施工放样定位，进行高程、平面测量控制，垂直度观测，而且可以大大提高施工放样的准确度和精确度。1、全站仪的一般操作程序仪器对中、整平一打开电源水平度盘和垂直度盘指标的设置设置仪器参数进入测量模式调焦和照准。显示（输出）测量结果。2、全站仪在施工测量各阶段的应用施工单位进场后，其测量的首要工作是对拟建建筑物四周的城市导线点的坐标及高程等起始数据进行复核。在此阶段，可用全站仪对城市导线点进行两测回的测角、测距，联测数据的精度满足测量规范的要求后，即可将其作为该工程布设建筑平面控制网的基准点和起算数据。其具体方法如下：(1)选取两城市控制网点、。将点作为测站点并在此架设全站仪将点作为目标点，把棱镜架于其上。(2)对全站仪进行对中、整平，并设置好仪器参数。(3)将仪器照准方向的方向值设置成零度。全站仪可按要求的次数，进行多次测距和水平角的复测并显示其平均值。为占地面积宽广、体量庞大的建筑物提供起始控制数据的城市导线点之间的距离可能较远。当两导线点之间距离达到200-300m 时，用一般光学仪器来观测就很容易引起误差，如果使用全站仪来观测就方便得多，而且测量精度高。其使用三棱镜的最远测距可达4.0km。3、通过坐标放样建立平面控制面控制网是建筑物定位的基本依据，其原则是整体控制局部，高精度控制低精度。使用全站仪的坐标放样功能可准确、方便地测设出整个建筑的平面控制网，并进而加密成建筑方格网其具体方法如下：(1)根据施工图纸，计算出各控制点及其它待放样点的坐标。(2)选取两城市控制网点、，其坐标己知。把n2 点作为测站点，点作为后视点。把全站仪架在点上，把一台棱镜架在后视点，另一台带有测杆的棱镜由另一名测量人员来放置，其放置的具体位置听从仪器操作人员的指挥。(3)对全站仪进行对中和整平，设置好仪器参数。(4)进入坐标放样模式，输入测站点的坐标、仪器高、目标高。(5)进入方位角的设置状态，输入后视点的坐标。精确照准后视点棱镜中心，仪器根据测站点和后视点坐标，将自动完成后视点方位角的设备。(6)再次进入坐标放样模式，输入待放样点的坐标。(7)旋转仪器的照准部，使所显示的水平角读数为零。此时，照准部所照准的方向即为待测点的方向。仪器操作人员可指挥持棱镜的操作人员按此方向移动棱镜。照准带测杆的棱镜（待放样点附近），通过对照准点的测量，仪器显示出预先输入的待放样值与实测值之差，即显示值=实测值- 放样值。(8)根据显示值，指挥持棱镜的测量人员，沿照准方向移动带测杆的棱镜，直到观测屏幕上的显示值在误差范围之内。(9)在测杆指示的位置埋上刻有“十”字丝的螺栓，用水泥砂浆将螺栓固定。传统的放样工作使用经纬仪、钢尺、线坠等仪器，通过经纬仪拨角度、定方向以及钢尺量具来进行。这种方式工作量大、误差大、易出错。特别是在施工前期的定位阶段，还容易受地形条件的限制。利用全站仪的坐标放样功能可有效地克服传统放样工作中的弊端，在测量过程中大大减少设站次数，可直接进行放样并省去现场的记录工作。2.9.2 全站仪在建筑工程中高程施工放样定位一般工程场场地高差不大（深基坑除外），其平面和高程采用传统的经纬仪交汇和水准仪测量方法可以胜任，但是采用全站仪进行测量，不但可以使平面和高程同时得到控制，而且可以解决场地高差大（如深基坑和楼层）的水准测量问题。由于水准测量，受到地形起伏的影响，相邻站点之间高差不能太大。有深基坑的工地和不同楼层，普通水准测量很难做到对其进行高程控制，只能采用三角高程测量或用皮尺测量。用全站仪不但能进行三角高程测量，而且精度能达到要求。下面来分析一下三角高程测量方法，分析其误差来源，利用全站仪功能上的优势，改进测量方法，从而减少其误差影响，提高高程控制精度。高程测量在整个测量工作中所占的工作量很大，同时也是测量工作的重要组成部分。利用全站仪的距离测量模式进行高程控制。具体方法如下：(1）将全站仪架在水准点附近。(2）将两根装有棱镜的测杆，一根立在bmi 点上，另一根立在需测标高的点上。(3）将全站仪对中、整平，进入距离测量模式，分别测出仪器至 点的平距、斜距和高差及仪器至所求点的平距、斜距和高差。(4）若测杆1 与侧杆2 的高度一致，则所求点a 的计算式为： (2-1)如果仪器至测杆1 测得为负高差，则前变符号为“+”。两测杆高度不一致时，如测杆2大于测杆1一个差值，则两杆的高差减去这一差值；否则相加。(5）通过架设的水准仪，可把a 点的标高引测到楼面上的其它位置（见图2-6）图2-6全站仪高程传递原理传统的高程控制方法的缺点是工作量大，容易引起误差。通过全站仪三角高程测距法进行标高控制，对施工作业干扰少、工作量小，引测速度快。第3章 rtk的形成和作业基本原理3.1 rtk的发展形成gps测量以其定位精度高、观测速度快、小巧灵活和价格低廉等优点，深受广大测量工作者的青睐。随着gps定位技术的不断发展完善，使测绘定位技术发生了革命性的变革，为测绘工作提供了崭新的技术手段和方法gps在控制测量中以其精度高、速度快、全天候等优点得到了广泛的应用，但这是建立在外业测量获取数据，然后再进行数据后处理，如果对有些质量有问题数据通过技术手段处理仍不能满足要求时，必须进行外业返工重测，造成工期延长和其它的经济损失。而gps动态测量解k(realtimekinematic)模式，则可以避免静态gps测量中数据质量不能及时反映的不足，动态测量rtk技术与传统测量方法相比，具有明显的优势。首先，观测效率高;运用实时动态测星系统，连续采集单点坐标仅需十几秒钟，可实时解算坐标。其次，布点方式比较灵活，节省费用。在控制测量中，运用实时动态定位技术，各控制点间无须通观，既不需要进行造标，也不需要传统三角测量、导线测量中的连接点及传算点，这极大地降低和节省了测量费用。并且它可以实时反映测点的位置，精度和测量环境(如:pdop，hdop值等)等。实时动态定位技术，是一种以载波相位观测为基础的实时差分测量技术。它的基本形式是:以一台输人已知wgs一84坐标的gps接收机作为基准站，对所有可见gps卫星进行不间断观测，将其观测数据(已知wgs一84坐标及载波相位)，通过无线数据传输设备发送给流动站(用户观测站)。在流动站上，另一台gps接收机接收卫星(与基准站所观测的卫星为同一组卫星)信号的同时，通过无线数据接收设备，接收基准站传输的观测数据，然后根据相对定位、实时差分的原理，通过特定软件，实时地求差并计算出流动站所在点的wcs一84三维坐标，通过地方坐标转换参数，换算得出流动站逐点的平面坐标x，y和高程，并在电子手簿上实时显示其坐标及其精度。3.2 rtk的系统组成rtk（real time kinematic）技术是以载波相位测量与数据传输技术相结合的以载波相位测量为依据的实时差分gps测量技术，是gps测量技术发展里程中的一个标志，是一种高校的定位技术。它是利用2台以上gps接收机同时接收卫星信号，其中一台安置在已知坐标点上作为基准站，另一台用来测定未知点的坐标移动站，基准站根据该点的准确坐标求出其到卫星的距离改正数并将这一改正数发给移动站，移动站根据这一改正数来改正其定位结果，从而大大提高定位精度。它能够实时的地提供测站点指定坐标系的三维定位结果，并达到厘米级精度。rtk技术根据差分方法的不同分为修正法和差分法。修正法是将基准站的载波相位修正值发送给移动站，改正移动站接收到的载波相位，再解求坐标；差分法是将基准站采集到的载波相位发送给移动站，进行求差解算坐标。rtk的关键技术主要是初始整周期模糊度的快速解算数据链的优质完成实现高波特率数据传输的高可靠性和强抗干扰性。rtk系统主要由三大部分组成：（1）基准站接收机 （2）数据链 （3）移动站接收机。rtk系统正常工作要具备以下三个条件：第一，基准站和移动站同时接收到5颗以上gps卫星信号；第二，基准站和移动站同时接收到卫星信号和基准站发出的差分信号；第三，基准站和移动站要连续接收gps卫星信号和基准站发出的差分信号。即移动站迁站过程中不能关机，不能失锁。否则rtk须重新初始化。3.2.1rtk的基本原理高精度的gps测量是采用载波相位观测值，rtk定位技术就是基于载波相位观测值的实时动态定位技术，它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，并达到厘米级精度。在rtk作业模式下，基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据，还要采集gps观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，同时给出厘米级定位结果，历时不到一秒钟。流动站可处于静止状态，也可处于运动状态；可在固定点上先进行初始化后再进入动态作业，也可在动态条件下直接开机，并在动态环境下完成周模糊度的搜索求解。在整周末知数解固定后，即可进行每个历元的实时处理，只要能保持5颗以上卫星相位观测值的跟踪和必要的几何图形，则流动站可随时给出厘米级定位结果。rtk 系统可应用于两项主要测量任务，即测点定位和测设放样。3.2.2 rtk的技术特点1、工作效率高。2、定位精度高。3、全天候作业。4、rtk测量自动化、集成化程度高，数据处理能力强：rtk可进行多种测量内、外业工作。5、操作简单，易于使用。3.2.3 rtk的作业过程1、启动基准站将基准站架设在上空开阔、没有强电磁干扰、多路径误差影响小的控制点上，正确连接好各仪器电缆，打开各仪器。将基准站设置为动态测量模式。2、建立新工程，定义坐标系统 新建一个工程，即新建一个文件夹，并在这个文件夹里设置好测量参数如椭球参数、投影参数等。这个文件夹中包括许多小文件，它们分别是测量的成果文件和各种参数设置文件，如*.dat、*.cot、*.rtk、*.ini 等。3、点校正，cps测量的为wgs-84系坐标，而我们通常需要的是在流动站上实时显示国家坐标系或地力独立坐标系下的坐标，这需要进行坐标系之间的转换，即点校正。点校正可以通过两种方式进行。(1)在已知转换参数的情况下。如果有当地坐标系统与wgs-84坐标系统的转换七参数，则可以在测量控制器中直接输入，建立坐标转换关系。 如果上作是在国家大地坐标系统下进行，而且知道椭球参数和投影方式以及基准点坐标，则可以直接定义坐标系统，建议在rtk测量中最好加入1-2个点校正，避免投影变形过大，提高数据可靠性。(2)在不知道转换参数的情况下。如果在局域坐标系统中工作或任何坐标系统进行测量和放样工作，可以直接采用点校正方式建立坐标转换方式，平面至少3个点，如果进行高程拟合则至少要有4个水准点参与点校正。4、流动站开始测量(1)单点测量：在主菜单上选择“测量”图标打开，测量方式选择“rtk”,再选择“测量点”选项，即可进行单点测量。注意要在“固定解”状态下，才开始测量。单点测量观测时间的长短与跟踪的卫星数量、卫星图形精度、观测精度要求等有关。当“存储”功能键出现时，若满足要求则按“存储”键保存观测值，否则按“取消”放弃观测。(2)放样测量：在进行放样之前，根据需要“键入”放样的点、直线、曲线、dtm道路等各项放样数据。当初始化完成后，在主菜单上选择“测量”图标打开，测量方式选择“rtk”,再选择“放样”选项，即可进行放样测量作业。 在作业时，在手薄控制器上显示箭头及目前位置到放样点的方位和水平距离，观测值只需根据箭头的指示放样。当流动站距离放样点就距离小于设定值时，手薄上显示同心圆和十字丝分别表示放样点位置和天线中心位置。当流动站天线整平后，十字丝与同心圆圆心重合时，这时可以按“测量”键对该放样点进行实测，并保存观测值。3.3利用rtk进行点放样建筑物的形状和大小是通过其特征点在实地上表示出来的。如建筑物的中心、四个角点、转折点等。因此点放样是建筑物和构筑物放样的基础。用rtk进行点位放样同传统放样一样，需要两个以上的控制点，但不同的是传统的方法是通过距离或方向来放样定点，或用全站仪用两点定向后放样定点，而rtk是用23个控制点进行点校正，就可在无光学通视（电磁波通视）的条件下进行点位的放样，这是传统方法难以实现的。3.3.1 点放样工程实例1、测前准备：获取23个控制点的坐标（如果没有已知数据可用静态gps先进行控制测量），解算或用相关软件求出放样点的坐标，检查仪器是否能正常使用。2、站的架设：将基准站架设在较空旷的地方（附近无高大建筑物）。架设完后安装电台，连接好仪器后开启基准站主机，打开电台并设置频率。3、建立新工程：开启移动站主机，待卫星信号稳定并达到5颗以上卫星时，先连接蓝牙，连接成功后设置相关参数：工程名称、椭球系名称、投影参数设置、参数设置（未启用可以不填写），最后确定，工程新建完毕。4、输入放样点：打开坐标库，在此我们可以输入编辑放样点，也可以事先编辑好放样点文件，点击打开放样点文件，软件会提示我们是对坐标库进行覆盖或是追加。5、测量校正：测量校正有两种方法,控制点坐标求校正参数和利用点校正。 第一方法,利用控制点坐标库(即计算校正参数的一个工具)的做法大致是这样的:假设我们利用a,b这两个已知点来求校正参数，那么我们必须记录下a,b这两个点的原始坐标(即移动站在fixed的状态下记录的这两个点的坐标)，先在控制点坐标库中输入a点的已知坐标之后软件会提示你输入a点的原始坐标，然后再输入b点的已知坐标和b点的原始坐标，这样就计算出了校正参数。第二种方法，利用校正向导校正，此方法又分为基准站在已知点校正和基准站在未知点的校正。我们这里只说明一下基准站架设在未知点的校正方法。 （1）利用一点进行校正：步骤依次为工具 - 校正向导 - 基准站架设在未知点 - 输入当前移动站的已知坐标 - 待移动站对中整平后并出现固定解 - 校正。 （2）利用两点校正：步骤依次为工具 - 校正向导 - 基准站架设在未知点 - 输入当前移动站的已知坐标 - 待移动站对中整平后并出现固定解 - 下一步将移动站移到下一个已知点 - 输入当前移动站的已知坐标 - 待移动站对中整平后并出现固定解 - 校正。 （3）利用三点校正：与利用两点校正相同，只是多增加了一个已知点，多重复了一遍。6、 放样点：选择测量 - 点放样，进入放样屏幕，点击打开按钮目，打开坐标管理库，在这里可以打开事先编辑好的放样文件，选择放样点，也可以点击“增加”输入放样点坐标。本次工程点的设计坐标值见（附表3-1。）3.3.2 点放样的精度分析放样完毕后，为了检验用rtk放样点的精度。我们制定如下方案：用莱卡tc405对放样点进行精确测量（由于测量的目的是检验rtk的点放样精度，所以依然使用rtk所用来校正的基准点作为控制点进行定向，这样可以减少误差的叠加，并将全站仪的测量误差忽略不计，即将全站仪的测量结果看作真值，与点的设计坐标值进行比较）。点的设计坐标值用x，y表示，全站仪实际测量值用x，y表示。以全站仪所测定的坐标值为真值，那么2种方法所测得的坐标的差值即可认为是rtk测量的误差。根据工程测量规范点位误差5cm,可得如下结论。1、rtk测量结果与全站仪测量结果互差均在厘米级，其中互差最大为3.4cm ,最小为0.4cm。2、若以全站仪测定的点位坐标为准，rtk放样点点位误差均在5 c m以内。3、统计数据表明:若以全站仪测量结果为准，可以认为rtk测量结果的点位精度达到厘米级，需要指出的是各点位之间不存在误差累计，克服了传统测量技术的弊端，完全能满足点的测设精度要求。4、但本次检验的结果是在全站仪测量误差忽略不计的情况下进行对比分析的，如果考虑到全站仪的误差，放样点有可能出现误差大于5cm的情况，对于这样的点误差，误差的原因可能是rtk系统自身的误差，也可能是测量环境对rtk的影响产生的误差，或许也是我们自身操作的不正确造成的，但最有可能的原因就是放样时存在测量环境影响中的“多路径误差”或“信号干扰误差”。5、对于上述误差超限的点，我们可以根据误差的原因，采取措施来消除或减小误差，如：改变基准站的位置，选择地形开阔的地点，远离无线电发射源、雷达装置、高压电线等，或采用有削弱多路径误差的各种技术的天线等。对于误差较大rtk又难以削弱其误差的点我们可以采用其他的测设方法，如用经纬仪和电子测距仪利用导线点对rtk放样的点进行测量，得出点的精确位置，再制作模板，标出点的正确位置。第4章 全站仪与rtk在测量之间的对比4.1全站仪与rtkrtk是不能完全代替全站仪的，rtk无法在卫星信号特别差的地方使用，但是在一般的有卫星信号的地方，rtk效率会比全站仪高出数倍；全站仪虽然用起来相对比较复杂，但是在小工程上还是挺实用的，尤其是房檐下等卫星难以接收到的地方，因此，要真正达到最高效率，两者的合理结合是必须协调的。rtk又叫实时动态差分测量，简称动态gps，英文全称为real time kinematic。随着rtk技术不断的成熟和发展，rtk产品在我们测绘行业的应用也越来越广泛，在林业、农业、电力、国土勘界等等其他行业也有非常广泛的应用。现在rtk已经可以在很大程度上替代全站仪，而且效率要比全站仪高得多，当然，rtk也不能完全代替全站仪，下面针对他们的优缺点来进行一下说明4.2使用条件上的对比全站仪的使用条件： 其实全站仪就是经纬仪的电子化、自动化，不光可以测量距离，还可以测量坐标、高程。1、使用全站仪工作必须要满足几个条件： （1）必须要有可见光，而且光线不能太弱，因为全站仪虽然可以自动测量坐标、高程和距离、角度，但是，它也是必须要人眼主动照准目标的，没有光线或者光线太弱，人眼就很难发现观测目标。 （2）必须要光学通视，也就是说需要观测的目标和全站仪之间的连线上不能有任何遮挡物，