建筑道路工程各类导线测量精度控制的方法策略

郭昶、张懂

（平凉机电工程学校，甘肃平凉743400）

0 引言

在道路工程和建筑工程建设区域范围内，需按照施工要求放样测量出建设施工范围内点的平面位置，精确测出各点的准确平面位置，形成测量控制网，然后根据控制网中各点的位置来测量推算测区范围内其他点的平面位置。所谓测量控制网，即根据测量基本原则，在工程测量区域范围内选择若干个精度较高的点，精准测出这些控制点的平面位置，由这些点形成一定的几何图形，对整个测量区域起控制作用。所谓平面控制测量，即采用严密的测量方法，使用较精密的水准仪、经纬仪、全站仪、水准尺和棱镜，精确测定测区内各控制点的平面位置。由测区控制点所组成的几何平面图形称为平面控制网，如果测区范围总面积不超过15km2，则属于小地区控制网。通常，在道路、建筑测区范围内建立的精度最高的统一的控制网为首级控制网。外业选点后将按先后次序测定平面各种形式导线的边长和各左右转折角，根据导线边长和转折角，利用起始控制点的坐标数据进而推算求出其他各导线点的坐标，即为导线测量。

1 道路工程、建筑工程平面导线形式

目前，导线测量是建筑工程小地区确定小区域控制网最常用的方法。在导线测量中，因测量方法的不同，导线分为经纬仪导线和电磁波测距导线。经纬仪导线是指用经纬仪观测导线水平角（分左右转折角）、用钢尺丈量边长的导线；而电磁波测距导线则是指用光电测距仪测定导线边长，用经纬仪观测导线水平角。在施工现场，具有国家级别的平面控制点数量相对较少，分布的密度低，因测量工作中不能满足施工测图和放样抄平的需要，所以应建立直接用于测图绘图的控制网，便于测量绘制各种地形图。该平面测图控制点可用作测量工作中的测站点及后续各细部点的平面测量，所测定的各细部点平面位置精度较高时也可作为增设临时测站点的依据。在各细部点测量中，按具体测量工作要求在建筑施工场地上选出各施工点位并将其相近相临点位用直线连接形成了折线形的测量导线。建筑工程测量施工导线按照点位分布特点可分为图根闭合测量导线、图根附合测量导线、图根支测量导线[1]。所谓图根闭合测量导线是指从已知坐标的一个图根测量控制点、已知坐标方位角的一条直线出发，按照各测量点位的布置特点和方位，途径中间各待测图根测量点，最后又重新回到了起始图根测量控制点，也就是起始待测点和最后一个待测点均距图根控制点较近，形成了闭合图形导线。因该测量图根闭合导线闭合，闭合导线本身几何条件严密，测量计算时具有检核条件，可检核角度和距离丈量精度。所谓图根附合测量导线是指从已知坐标的一个图根测量控制点、已知坐标方位角的一条直线出发，按照各测量点位的布置特点和方位，途径中间各待测图根测量点，最后又附合回到了另外一个图根测量控制点和另一个已知坐标方位角的已知直线上，也就是起始待测点距起始图根控制点较近，而最后一个待测点位距另外一个已知图根控制点较近，形成了附合导线。附合导线因从一个已知图根控制点和已知方向出发而附合到另外一个已知图根控制点和已知方向，故其本身也存在严密的几何条件，可检核角度观测精度和距离丈量精度。

2 观测仪器的选择

在测量前，必须先熟悉测量外业准备工作才能熟练进行后续外业测量。测量外业准备工作包括熟悉地形、踏勘路线遴选测量点位、在测量点位上分别建立标志；熟练进行外业测量即熟练应用全站仪测量各导线边长和各导线转折角，转折角采用测回法测量时须分清左右角。要保证导线测量精度，外业测量工作是关键，分两种情况。一是熟练操作全站仪测量导线水平转折角和导线边长，通过已知图根控制点准确推算其他各待测点坐标。二是熟练应用全站仪放样各待测点点位，然后测量各导线水平角和边长，闭合图形导线测内角，附合图形导线测左右角，应用其本身几何条件计算角度闭合差和坐标增量闭合差来检核角度观测精度和距离丈量精度。全站仪种类繁多，目前出现的多功能全站仪防爆、防水、带内存、可储存，应该说全站仪进入了一个新的发展时期。世界上第一台全站仪是德国芬奈蔡司厂于1968年研制生产而成，可快速进行电子测角，同时应用光电迅速测距，并将一系列数据进行微处理，此全能仪器将建筑、道路的测量工作由原来的手动测量计算设计发展形成了自动化、电子化、数字化于一体，即外业、内业一体化连续进行，将设想终于变成了现实，省时省力省费用。国外全站仪的品种有徕卡、尼康、索佳、拓普康等，造价高，英文界面，使用受限。我国从20世纪80年代开始自主研发全站仪，精度高，使用简便，距离测量基本达到2mm+2PPM，角度测量基本达到1、“±2”，品种多，规格型号全，实现了自动化和智能化同步发展，所以，我国全站仪不管是质量、技术还是售后服务都同步于国外仪器，比如具有代表性的有北京光学仪器、苏州光学仪器、南方测绘仪器等[2]。

3 观测方法与要点

测量图根导线前，测图的基础是正确布设和观测其控制网，故选点很重要。选点时的注意事项罗列起来有下面几点：第一，各相邻待测点位之间距离适中，相互通视良好、导线测量地面地势平坦，有利于观测水平角和丈量水平距离；第二，各待测点点位应选在视野开阔的地方，便于各导线点位之间进行碎部测量，所选观测地面土质坚实，便于安置仪器和保存标志；各待测点点位数量不能太少，密度足够，点位分布均匀，有利于控制整个测区；第三，各一系列待测导线点之间的线段长度应基本相等或相差较小，其导线边长的平均值应符合测量数据要求技术指标和规定，所测边长的相对误差不能超限。目前国内外导线测量多采用全站仪进行观测放样，采用全站仪进行对中、整平、观测水平角、观测导线边长，速度非常快、精度高、方便快捷。具体测量要点有：第一，先看图，看看实际地形特点，分析相关数据，大概确定出点所在位置区域，构思测量测绘步骤、方法、思路，想好测与算的关联与次序[3]。第二，做好测前各项准备工作，架立全站仪并严格对中整平，认真仔细将相应测量数据输入全站仪，快速放样出各点位。第三，对中误差不能超限，调整架腿长度整平，最后用脚螺旋严格整平，操作中不能出错，计算中每一步须非常仔细，要求精度高，如果测量中出错或计算精度较低就会给将来的工程设计和后续施工造成重大损失，所以应以严肃认真的态度和科学严谨的精神去完成测量中的每一步，并严格按照测量规范的要求去观测和记录。

4 精度控制

道路工程、建筑工程导线测量精度控制的具体措施方法包括两个方面，即外业观测控制精度和内业计算精准。外业观测控制精度即首先要熟练操作各种全站仪，在操作中摸索操作规律。先对中后整平，对中误差为1mm，整平时须抽动调节架腿长度，水准管气泡居中时需调节脚螺旋，缓慢而均匀。整个对中整平的过程不超过一分钟，速度快精度高。在建筑、道路施工过程中，需放样定出各施工点位的平面位置，其方法较多，具体可根据建筑施工方案和施工要求来确定，根据地形、点位布置特点、仪器可选择适用有效的测设方法，其中最操作方便和常用的方法是极坐标法，如用经纬仪放样，需快速计算放样角度和距离，如用全站仪，则需输入测站点坐标进行建站，然后输入后视点坐标并照准后视点，接着输入放样点坐标按仪器显示指导精准放样点位。应用极坐标法放样应熟记相应角度、距离计算公式，测量中将角度、距离数据按计算步骤代到对应公式里面可快速检核各点位相对误差和精度，也可推算出施工场地内各放样点的坐标数据，计算得到点位精确坐标值，数据计算准确，应用广泛，方便快捷。分析公式也可以看出容易引起误差的原因所在和误差数据大小，进而在测量的同时便会更加注意并尽量减小和避免。只有这样设计出的导线点放样方案才能有效用于工程点位放样，根据需放样的距离、角度、方位等精确匹配出点位坐标及测角测距关系值，点位放样精度和数据计算精度更准确有效，以更好地服务于工程实际。内业计算中，为避免出错，要求熟练快速进行内业计算，熟记每一步计算步骤，熟记每一个公式，即熟练计算角度闭合差并将角度闭合差进行调整，应用调整后的各转折角或内角推算坐标方位角，为后续计算坐标增量奠定基础[4]。依据边长和坐标方位角应用公式计算坐标增量，接着计算坐标增量闭合差，计算边长相对误差，不超限时调整坐标增量闭合差，根据调整后的坐标增量来推算各点的坐标，进行最后校核。假设选点出现问题，后续将无法进行外业观测和内业计算，所以精准确定施工平面点位是建筑工程各类导线测量精度控制的基础，进行外业数据精度分析是后续坐标推算的基础。

5 结语

图根导线测量中，道路工程、建筑工程的测量要求根据在建工程的重要性和用途不同而不同，一般民用建筑对建筑工程的测量精度要求都不是很高，而相对道路工程来说精度要求会略有增加，但不论哪类工程，选点和外业观测等前期工作是关键，然后处理外业数据并检核成果，内业计算需要熟练仔细的操作，最后汇总数据填进表格，表格中应一目了然反映出外业数据精度，即角度闭合差和坐标增量闭合差，只有角度闭合差和坐标增量闭合差不超限才能进行后续内业计算并准确推算各点坐标。