全站仪自由设站法在游泳池长度测量中的应用

张兴国，杨学峰，檀继猛

(济南市勘察测绘研究院，山东济南250013)

一、引 言

为举办2010年中国水上运动会，日照市在奥林匹克水上公园内兴建了游泳馆，该馆位于青岛路东、山东路北，主要由游泳馆、跳水馆、训练馆、露天泳池等组成。日照游泳馆按照世界锦标赛比赛标准进行设计，其规模和功能既能满足水运会比赛要求，同时还能满足赛后全民健身、群众体育及水上健身娱乐等活动的需要。为确保游泳馆长度满足标准要求，日照市游泳馆工程建设领导小组办公室委托济南市勘察测绘研究院对游泳馆进行了长度测量。

传统游泳池长度测量采用钢尺或手持测距仪量距，该方法操作简单，但精度难以控制。近年来广泛利用的内外控制网法精度高，但受游泳池周边项目施工影响较大，受作业空间限制，日照游泳馆无法采用此方法。全站仪自由设站法不需要布设控制点，测量工作在游泳池内完成，不需要在周边开辟工作面，对周边项目施工基本没有影响，易于操作。

二、标准游泳池工艺要求

根据TY-T 1003—2005《游泳、跳水、水球和花样游泳场馆使用要求及检验方法》规定：标准比赛游泳池尺寸为50m×25m或50m×21m，两端池壁自水面上30 cm至水面下80 cm范围内的长度误差应为[0．00，0．01]m。安装自动计时触板后，误差也不得超出此范围。

施工过程中工艺要求为：面砖铺贴完成后检测长度要求：50．025m ±0．002 m(允许精度极限误差为±0．005m)。自动计时触板厚度为确定值，一般在计时触板安装前测量游泳池长度，达到最终控制游泳池长度的目的。

三、测量方案

1．仪器设备

本项目投入的设备有全站仪、温度计、湿度计、气压计等。全站仪标称精度为：一测回水平方向标准偏差0．5″，测距综合标准差为1mm+1ppm。

2．施测方法

游泳池池壁为一竖直面，其上无法放置棱镜，而反射片的测距精度随激光入射角的变化而变化。通过制作“十”字观测标志，用A4复印纸打印，并用透明胶粘贴到池壁上，应保证纸张紧贴池壁，由于纸张薄，可认为观测标志与池壁在同一竖直面上。

在游泳池两个短边池壁上，随机抽取5对测量检测点(见图1)，检测点应对称，粘贴测量标志。在长边池壁中心连线上且靠近池壁处的A和B处设站，A和B点的选择应满足基本的测量空间，设站应严格置平，不用对中，脚架踩牢。假定 A(0，0)、B(s，0)，分别在A、B上测量各观测点方位角及AB距离s，测量A和B之间的距离时，应根据观测时的气象条件及时调整气象参数，并进行加常数的改正。本工程按分组观测法观测6个测回。

图1

3．数据处理

检查采集的数据，无误后，计算各观测点与AB、BA的夹角，根据AB之间的距离，借助AutoCAD绘制A、B及各观测点相对关系图。连接1、5绘制一条直线，其余8个观测点作该直线的垂线，通过距离加或减，计算出5对检测边相对于该直线的垂距。

4．精度分析

前方交会法是求未知点P(见图2)的坐标：根据AB的观测边长S及观测角α、β，先求AP的长度b及坐标方位角αAP，然后按坐标正算公式求P点坐标。

图2

假定 A(0，0)，B(0，s)由于

则

根据误差传播定律

游泳池长度L中误差mL

表1为观测6个测回，游泳池长度中误差为0．000 8m，与前方交会形状无关，精度满足施工要求。

表1 不同图形结构点位和长度中误差情况表

5．实例分析

在日照市游泳池距离测量中采用了此方法，面砖层铺贴完成后长向距离检测结果见表2。

表2m

检测结果：面砖铺贴完成后检测基线长度最大为50．029m，最小为50．022m，检测结果符合在面砖铺贴完成后竞赛池的长度要求(50．025±0．005m)。

四、结束语

本文基于日照游泳馆特殊的作业空间而研究的一种游泳池长度测量方法，该方法大大降低了对周围项目施工的影响及精度对周围环境的依赖，提高了游泳池长度测量的精度和可靠性，解决了常规钢尺或手持测距仪量距精度低、可靠性差等问题。通过在实践应用，取得了良好的效果。

[1]潘正风，程效军．数字测图原理与方法[M]．武汉：武汉大学出版社，2011．