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1、用全站仪进行工程施工放样培训教材(建工方向)用全站仪进行工程施工放样培训教材(建工方向)第一部分:TOPCON GTS-312 全站仪的使用 一,仪器外观和功能说明 1.仪器外观 图 1:GTS-312 全站仪外观及各部件名称 2.面板上按键功能 进入坐标测量模式键.进入距离测量模式键.ANG进入角度测量模式键.MENU进入主菜单测量模式键.ESC用于中断正在进行的操作,退回到上一级菜单.POWER电源开关键 光标左右移动键 光标上下移动,翻屏键 F1,F2,F3,F4软功能键,分别对应显示屏上相应位置显示的命令.3.显示屏上显示符号的含义 V竖盘读数;HR水平读盘读数(右向计数);HL水平读
2、盘读数(左向计数);HD水平距离;VD仪器望远镜至棱镜间高差;SD斜距;*正在测距;N北坐标,相当于 x;E东坐标,相当于 y;Z天顶方向坐标,相当于高程 H.二,角度测量模式 功能:按 ANG 键进入,可进行水平角,竖直角测量,倾斜改正开关设置.F1 OSET:设置水平读数为.F2 HOLD:锁定水平读数.第 1 页 F3 HSET:设置任意大小的水平读数.F4 P1:进入第 2 页.F1 TILT:设置倾斜改正开关.第 2 页 F2 REP:复测法.F3 V%:竖直角用百分数显示.F4 P2:进入第 3 页.F1 H-BZ:仪器每转动水平角 90时,是否要蜂鸣声.F2 R/L:右向水平读数
3、 HR/左向水平读数 HL 切换,一般用 HR.第 3 页 F3 CMPS:天顶距 V/竖直角 CMPS 的切换,一般取 V.F4 P3:进入第 1 页.三,距离测量模式 功能:先按 键进入,可进行水平角,竖直角,斜距,平距,高差测量及 PSM,PPM,距离单位等设置.F1 MEAS:进行测量.F2 MODE:设置测量模式,Fine/coarse/tragcking(精测/粗测/跟踪).第 1 页 F3 S/A:设置棱镜常数改正值(PSM),大气改正值(PPM).F4 P1:进入第 2 页.F1 OFSET:偏心测量方式.F2 SO:距离放样测量方式.第 2 页 F3 m/f/i:距离单位米/
4、英尺/英寸的切换.F4 P2:进入第 1 页.四,坐标测量模式 功能:按进入,可进行坐标(N,E,H),水平角,竖直角,斜距测量及 PSM,PPM,距离单位等设置.F1 MEAS:进行测量.F2 MODE:设置测量模式,Fine/Coarse/Tracking.第 1 页 F3 S/A:设置棱镜改正值(PSM),大气改正值(PPM)常数.F4 P1:进入第 2 页.F1 R.HT:输入棱镜高.F2 INS.HT:输入仪器高.第 2 页 F3 OCC:输入测站坐标.F4 P2:进入第 3 页.F1 OFSET:偏心测量方式.第 3 页 F3 m/f/i:距离单位米/英尺/英寸切换.F4 P3:进
5、入第 1 页.五,主菜单模式 功能:按 MENU 进入,可进行数据采集,坐标放样,程序执行,内存管理,参数设置等.DATA COLLECT(数据采集)第 1 页 LAY OUT(点的放样)MEMORY MGR.(内存管理)PROGRAM(程序)第 2 页 GRID FACTOR(坐标格网因子)ILLUMINATION(照明)PARAMETRERS(参数设置)第 3 页 CONTRAST ADJ.(显示屏对比度调整)MEMORY MGR.(存储管理)1.FILE STATUS(显示测量数据,坐标数据文件总数)第 1 页 2.SEARCH(查找测量数据,坐标数据,编码库)3.FILE MAINTA
6、IN(文件更名,查找数据,删除文件)4.COORD.INPUT(坐标数据文件的数据输入)第 2 页 5.DELETE COORD.(删除文件中的坐标数据)6.PCODE INPUT(编码数据输入)7.DATA TRANSFER(向微机发送数据,接收微机数据,设置通讯参数)第 3 页 8.INITIALIZE(初始化数据文件)2,PROGRAM(程序)1.REM(悬高测量)第 1 页 2.MLM(对边测量)3.Z COORD.(设置测站点 Z 坐标)4.AREA(计算面积)第 2 页 5.POINT TO LINE(相对于直线的目标点测量).3,PARAMETRERS(参数设置)1.MINIMU
7、M READING(最小读数)第 1 页 2.AUTO POWER OFF(自动关机)3.TILT ON/OFF(垂直角和水平角倾斜改正)第 2 页ERROR CORRECTION(系统误差改正.注:仪器检校后必须进行此项设置)存储管理菜单操作可参见图 2.图 2:存储管理操作菜单 六,全站仪的主要功能介绍 说明:测量前,要进行如下设置按或,进入距离测量或坐标测量模式,再按第 1 页的 S/A(F3).棱镜常数 PRISM 的设置一般原配棱镜设置为 0,国产棱镜设置为-30mm.(具体见说明书).大气改正值 PPM 的设置按T-P,分别在TEMP.和PRES.栏,输入测量时的气温,气压.(或者
8、照说明书中的公式计算出 PPM 值后,按PPM直接输入).PSM,PPM 设置后,在没有新设置前,仪器将保存现有设置.(一)角度测量 按 ANG 键,进入测角模式(开机后默认的模式),其水平角,竖直角的测量方法与经纬仪操作方法基本同.照准目标后,仪器即可显示水平度盘读数和竖直度盘读数.(二)距离测量 先按 键,进入测距模式,瞄准棱镜后,按 F1(MEAS),即可.(三)坐标测量 见图 3 按键步骤:1,ANG 键,进入测角模式,瞄准后视点 A.2,HSET,输入测站 O 至后视点的坐标方位角.3,键,进入坐标测量模式.P1,进入第 2 页.4,OCC,输入测站坐标(X0,Y0,H0).6,P1
9、,进入第 2 页.INS.HT:输入仪器高.7,P1,进入第 2 页.R.HT:输入棱镜高.8,瞄准待测量点 B,按 MEAS,得 B 点的(XB,YB,HB).(四)零星点的坐标放样 见图 4 按键步骤为:1,按 MENU进入主菜单测量模式.2,按 LAYOUT进入放样程序,再按 SKP略过选择文件.3,按 OOC.PT(F1),再按 NEZ,输入测站 O 点的坐标(x0,y0,H0);并在 INS.HT 一栏,输入仪器高.4,按 BACKSIGHT(F2),再按 NE/AZ,输入后视点 A 的坐标(xA,yA);若不知 A 点坐标而已知坐标方位角则可再按 AZ,在 HR 项输入的值.瞄准
10、A 点,按 YES.5,按LAYOUT(F3):输入待放样点B的坐标(xB,yB,HB)及测杆单棱镜的镜高后,按ANGLE(F1).使用水平动和水平微动螺旋,使显示的 dHR=,即找到了 OB 方向,指挥持测杆单棱镜者移动位置,使棱镜位于 O向上.6,按 DIST,进行测量,根据显示的 dHD 来指挥持棱镜者沿 OB 方向移动,若 dHD 为正,则向 O 点方向移反之若dHD为负,则向远处移动,直至dHD=0时,立棱镜点即为B点的平面位置.其所显示的dZ值即为棱镜点处的填挖高度,正为挖,负为填.7,按 NEXT放样下一个点 C.(五)TOPCON 全站仪与电脑的数据通讯 1,电脑中数据文件的上
11、载(UPLOAD)在电脑上用文本编辑软件(如 Windows 附件的写字板程序),输入点的坐标数据,格式为点名,Y,X,H;保存类型为文本文档.具体见图 5.(2)用写字板程序打开文本格式的坐标数据文件,并打开 T-COM 程序,将坐标数据文件复制到 T-C的编辑栏中.(3)用通讯电缆将全站仪的SIG口与电脑的串口(如 COM1)相连,按 MENUMEMORY MGR.DATA TRANSFER,进入数据传输,先在COMM.PARAMETER(通讯参数)中分别设置PROTOCOL(议协)为ACK/NAK;BAUD RATE(波特率)为 9600;CHAR./PARITY(校检位)为8/NONE
12、;STOP BITS(停止为1.图 5:编辑上载的数据文件(4)点击按钮,出现Current data are saved as:030624.pts对话框时,点OK,出现如下图 6 的通参数设置对话框.按全站仪上的相同配置进行设置并选择Read text file后,点GO将刚保存的文030624.pts 打开,出现 Point Details(点描述)对话框.图 6:上载的数据文件(5)回到全站仪主菜单 MENU 中的 MEMORY MGR.DATA TRANSFERLOAD DATACOORD.DATA.用 IN为上传的坐标数据文件输入一个文件名后,点YES使全站仪处于等待数据状态(Wa
13、iting Data),再电脑 Point Details 对话框中点OK.注:可以直接在 T-COM 软件编辑栏中按点名,Y,X,H的格式编辑待上载的坐标数据文件.2,全站仪中数据文件的下载(DOWNLOAD)同上载一样,进行电缆连接和通讯参数的设置.点击按钮,设置通讯参数并选择Write text file后再在全站仪上选择下载数据文件的类型(测量数据文件或坐标数据文件).先在电脑上按GO,处于等状态,再在全站仪上按确定,即可将全站仪中的数据下载至电脑.出现Current data are saved 03062501.gt6及是否转换时对话框时,点击Cancel.点击按钮,将下载的数据文
14、件取名后保存.(保存时下载的测量数据文件及坐标数据文件均要加上扩展名 gt6).(六)批量点的坐标放样 1,放样坐标数据文件的编辑及上载.可采用以下两种方法来实现:(1)数据通讯方法.按 TOPCON 全站仪与电脑的数据通讯中电脑中数据文件的上载(UPLOAD)的方法控制点及待放样点的坐标数据文件(如:ZBSJWJ(坐标数据文件)上载至全站仪.(2)坐标输入方法.按MENU键(进入主菜单模式)MEMORY MGR.(内存管理)P(翻页)COOINPUT(坐标输入)INPUT(建立一个文件名,如:ZBSJWJ(坐标数据文件)ENTER分别在PT#,N,E,Z 栏输入第一个点的点名,X,Y,H输入
15、下一个点的点名,X,Y,H.2,实地放样操作 如图 7 所示,要在控制点 D3 架仪后视 D2 点,来放样点 K0+040,K0+060,K0+080 三点.(1)按 MENU,进入主菜单模式,选择 LAYOUT(放样).(2)在SELECT A FILE中,用 INPUT 输入或 LIST 选择电脑上载的坐标数据文件名.(3)在OCC.PT INPUT中用 INPUT 输入或 LIST 选择测站点 D3,并输入 INS.HT(仪器高).(4)在BACKSIGHT中同样输入或选择后视点的点号 D2.(5)瞄准后视点 D2,按YES.(6)在LAYOUT中同样输入或选择待放样点号 K0+040
16、及棱镜高,则计算出要仪器旋转的水平角值 H平距 HD.(7)按 ANGLE,显示目前望远镜方向与放样方向之差 dHR;按 DIST,显示目前立镜点与放样点间水平距之差 dHD.反复移动棱镜,当 dHR 和 dHD 均为零时,立镜点即为 K0+040(8)按 NEXT,放样下一点.放样操作菜单见下图 8.(七)数据采集(略)图 8:放样操作菜单 第二部分:建筑施工放样方法 一.平面坐标系间的坐标转换公式 如图,设有平面坐标系 xoy 和 xoy(左手系x,x轴正向顺时针旋转90 为 y,y轴正向);x 轴与轴间的夹角为(x 轴正向顺时针旋转至 x轴正向,范围:003600).设 o点在 xoy
17、坐标系中的坐为(xo,yo),则任一点P 在 xoy坐标系中的坐标(x,y)与其在xoy坐标系中的坐标(x,y)的关系为:在建筑施工中,上面的平面坐标系xoy一般多为城市坐标系,平面坐标系xoy一般多为建筑施工坐系 AOB;若 xoy,xoy均为左手系,则用上式进行转换;但有时建筑施工坐标系 AOB 会出现右手系x(A)轴正向逆时针旋转 90 为 y(B)轴正向.此时,应注意上面的计算公式变为:二.建筑基线测设及角桩定位 如图,选择 100m35m 的一个开阔场地作为实验场地,先在地面上定出水平距离为 55.868m 的两点其定义为城建局提供的已知导线点 A5,A6,其中 A5 同时兼作水准点
18、.1,T形建筑基线的测设(1)根据建筑基线 M,O,N,P 四点的设计坐标和导线点 A5,A6 坐标,用极坐标法进行测设,并打上木桩知各点在城市坐标系中的坐标如下:A5(2002.226,1006.781,20.27),A6(2004.716,1062.593),M(1998.090,996.815),O(1996.275,1042.726),N(1994.410,1089.904),P(1973.085,1041.808)(2)测量水平角(3)测量改正后的(4)在 O 点用正倒镜分中法,拨角 90,并放样距离 OP,在木桩上定出点的位置.(5)测量 2,根据建筑基线进行建筑物的定位 根据图中
19、的待建建筑物 F1 与建筑基线的关系,利用建筑基线,用直角坐标法放样出 F1 的 1#,2#,3#四个角桩.检查 12 个角桩的水平角与 900 的差是否小于,距离与设计值之差的相对误差不得大于 1/3000 以A5高程(20.47m)为起算数据,用全站仪测出F1的1#,2#,3#,4#四个角桩的填挖深度.(F1的地坪高为 20.50m)3,根据导线进行建筑物的定位 设图中 NOP 构成的是建筑施工坐标系 AOB,并设待建建筑物 F2 在以 O 点原点的建筑施工坐标系 AOB的坐标分别为1#(3,2),2#(3,17),3#(23,17),4#(23,2),且已知建筑坐标系原点O在城市坐标系中
20、的标为 O(1996.275,1042.726),OA 轴的坐标方位角为,试计算出 1#,2#,3#,4#点在城市坐标系中的坐并在在 A6 测站,后视 A5,用极坐标法放样出 F2 的 1#,2#,3#,4#四个角桩.参考答案:F2 的 4 个角桩的设计坐标分别如下:1#(1994.158,1045.644),2#(1979.170,1045.051),3#(1978.378,1065.035),4#(1993.366,1065.62检查 12 个角桩的水平角与 900 的差是否小于,距离与设计值之差的相对误差不得大于 1/3000(3)以 A5 高程(20.47m)为起算数据,用全站仪测出
21、F2 的 1#,2#,3#,4#四个角桩的填挖深度.(F2 的地高程为 20.50m)三.圆曲线中桩测设的局部极坐标法(1)以圆曲线起点 ZY 为原点,切线指向交点JD 为 x 轴正向,再顺时针旋转 90为 y 轴正向,建立切线距法坐标系.(2)用切线支距法同样的方法求出各中桩 P 在该坐标系中的坐标.(注意 y 坐标的正负符号.)其中有:(3)在 ZY 点架仪,输入测站点坐标(0,0),后视 x 轴正向,输入方位角,测出一任意点 ZD 在该坐标系中坐标.(4)在 ZD 点设站,后视 ZY 点,根据各中桩 P 的坐标用全站仪坐标放样功能,放样出各中桩.若使用经仪,则可先用坐标反算公式,求出 P
22、 点至 ZD 点的距离 D 及转角(方位角之差),再进行拨角,量边.第三部分:CASIO FX-4800P 程序 程序名:ZHUAN HUAN(转换)1.用途:该程序是两平面坐标系间坐标转换的计算程序.2.程序数学模型:(略)3.程序清单:CX0:EY0:DANGLE:FSIGN Lbl 0 A,B F1A=A:B=-B X=C+AcosD-BsinD Y=E+BcosD+AsinD Goto 0 4.程序说明:X0,Y0施工坐标系(A-O-B)的原点 O在统一坐标系(x-o-y)中的坐标.ANGLE为统一坐标系的 x 轴顺时针旋转至施工坐标系的 A 轴的角值.SIGN为符号函数,若输入1时,
23、则表明 x-o-y 为左手系,且 A-O-B 也为左手系;若输入1之外则表明 x-o-y 为左手系,而 A-O-B 为右手系.A,B某点在施工坐标系中的纵,横坐标.X,Y该点在相应统一坐标系中的纵,横坐标.第四部分:建工类全站仪培训班理论与实操习题集 应知部分 1,如图,已知单圆曲线的半径 R=300m,交点的里程为 K3+182.76,转角,试计算出里程为K3+120,K3+130,K3+140 三个中桩的切线支距法坐标.2,培训教材 P10-P11 的建筑基线测设及角桩定位中角桩的坐标计算及实地测设方法.二.应会部分 输入棱镜常数 PSM 为-30mm,气温 T 为 350C,气压 P 为
24、 760mmHg.将倾斜改正的 X,Y 均打开.将竖盘读数 V 的显示由目前的望远镜水平时盘左为 900改为望远镜水平时盘左为 00(即显示的直接为竖直角.)将测量模式由目前的精测(Fine)改为粗测(coarse),再改回精测.将距离单位由目前的米改为英尺,再改回米.在地面上任取 2 个点,为 A 和 B,在 B 点架全站仪,后视地面上任一点 A,用距离放样方式(S.O)在直线上找到一点,使其与 B 点的距离等于 23.115m.在地面点上任意选3个点,分别为D1,D2,D3,在D2架仪,后视D1,用测角模式中的盘左盘右取平均方法(测回法),测出所夹的水平角.然后在距离测量模式中,测出 D2
25、 至 D3 的水平距离.在地面点上任意选 3 个点,分别为 D1,D2,D3,在 D2 架仪,后视 D1,设 D2 的三维坐标为(1367.357,2568.854,58.348),D2 至 D1 的坐标方位角为,用盘左测出 D3 点的三维坐标.在地面上任取 2 个点,为 A 和 B,在 B 点架全站仪,后视地面上任一点 A,设 B 点的平面坐标为(3458.129,9761.275),坐标方位角,用偏心测量方式(OFSET),测出一棵树中心的平面坐标.在地面上任取 2 个点,为 A 和 B,在 B 点架全站仪,后视 A 点,设 B 点三维坐标为(1035.447,3316.815,52.61
26、7),坐标方位角,D 点的三维坐标为(1038.000,3307.509,52.505),试放出点 D 的平面位置及需填挖的深度.利用全站仪面积测量功能,测出地面上一个花池的平面面积.利用全站仪的悬高测量功能,测出某一栋建筑物的高度.利用全站仪的对边测量功能,测出地面上两点间的距离,高差.用全站仪的坐标输入(COORD.INPUT)功能,在全站仪上建立一个坐标数据文件,文件名为ZBSJWJ1.输入文件的内容为:D1(209.232,100.199,12.551),D2(200.736,100.458,10.458),D3(189.345,120.441,11.512),K0+000(207.3
27、34,105.465,10.700),K0+020(212.521,111.664,10.700),K0+040(214.629,117.384,10.900),K0+060(218.542,122.442,10.900),K0+080(224.331,129.214,11.200),K0+100(230.615,132.671,11.400),K0+120(235.986,133.900,11.400),K0+140(240.333,138.262,11.500),K0+160(245.326,140.341,11.500).在电脑上利用 TOPCON 通讯软件T-COM,将内容为:D1(2
28、09.232,100.199,12.551),D2(200.736,100.458,10.458),D3(189.345,120.441,11.512),K0+000(207.334,105.46510.700),K0+020(212.521,111.664,10.700),K0+040(214.629,117.384,10.900),K0+060(218.542,122.442,10.900),K0+080(224.331,129.214,11.200),K0+100(230.615,132.671,11.400),K0+120(235.986,133.900,11.400),K0+140(
29、240.333,138.262,11.500),K0+160(245.326,140.341,11.500)的坐标数据文件上至全站仪,文件名为ZBSJWJ2.用全站仪在地面上放样出一段距离 8.5m,架仪点为 D2,另一点为 D1,利用第 14 题的坐标数据文件ZBSJWJ1,放样出 K0+000,K0+020,K0+040,K0+060,K0+080 点的平面位置及填挖深度.利用全站仪坐标放样中NEW POINT下的SIDE SHOT功能,先放样出一点 TP1,再在 TP1 点架仪,放K0+100,K0+120 两点的平面位置及填挖深度.利用全站仪坐标放样中NEW POINT下的RESECT
30、ION(自由设站)功能,在任一 TP2 点架仪,放样出K0+140,K0+160 两点的平面位置及填挖深度.以下为附加题:为数据采集取一文件名为SJCJ1,利用第 16 题的 D2,D1 在地面上的点位,在 D2 架仪,后视 D1 点,进数据采集,采集出 2 栋建筑物,1 条路,2 个花池的坐标数据,并绘制点号及连接关系草图.注:测站后视点的坐标输入,采用现场输入到全站仪中的方法.为数据采集取一文件名为SJCJ2,利用第 16 题的 D2,D1 在地面上的点位,在 D2 架仪,后视 D1 点,进数据采集,采集出 2 栋建筑物,1 条路,2 个花池的坐标数据,并绘制点号及连接关系草图.注:测站后
31、视点的坐标现场不输入,采用调用坐标数据文件ZBSJWJ2中所需点号的方法.利用T-COM软件,将全站仪中的测量数据文件SJCJ1下载至电脑,并保存为文件名为数据采集1.gt6 的文件.用全站仪进行建筑施工放样培训班考核要求及样题 理论笔试题(30 分钟)(40%)请以开卷方式,用不能编程的计算器完成以下题目.有某建筑施工坐标系 AOB(左手系即 OA 轴正向顺时针旋转 900 为 OB 轴正向),其原点 O 在城市坐标系的坐标为 O(1996.275,1042.726),OA 轴的坐标方位角为,若某建筑物 F1 的四个角桩在该施工坐标系的坐标分别为 1#(17,26),2#(17,46),3#
32、(2,46),4#(2,26).设已知两个城市导线点坐标P(2000.586,995.001),Q(2006.879,1054.002).计算 3#,4#两个角桩在城市坐标系中的坐标.若用经纬仪测角钢尺量距,试计算在 P 点架经纬仪,后视 Q 点,放样 4#桩所需的平距和水平角.试用文字叙述在P 点架全站仪,后视Q 点,放样一系列桩如1#,2#,3#,4#的全站仪放样方法.(注:不必行计算)解答:(1)根据坐标平移和旋转公式 可得:3#(1996.093,996.683),4#(1995.303,1016.667).(2)根据坐标反算公式;所以位于第二象限,由公式,可得:方位角.平距 同理得方
33、位角,水平角.故在 P 点后视 Q 点,正拨水平角,量平距 22.301m,得 4#桩.(3)第一步:根据坐标平移和旋转公式,计算出一系列桩在城市坐标系中的坐标.第二步:将这一系列的坐标和已知导线点的坐标编制成坐标数据文件,上传至全站仪,再在野外运用全站仪的放样功能,出系列桩的桩号并进行放样.(或应用全站仪的零星点放样功能,直接在野外逐一输入测站点坐标,后方位角,待放样桩的坐标来进行放样.)二,实操题(15 分钟)(60%)在地面上任意取 3 点 A,B,C,并设 B 点三维坐标为(1035.447,3316.815,52.617),坐标方位角,要求分钟内完成以下任务(1)(2)(A 卷)或(
34、3)(B 卷)或(4)(5)(C 卷).1.要求:考试时即使要求设置的内容与仪器默认设置的内容相同,也要按要求进行设置;全站仪的水准管气泡偏离1 格,对中误差3mm;放样点位的精度要求角度差 dHR,距离差 dHD0.05m.2.任务:(1)输入棱镜常数 PSM 为-50mm,气温 T 为 400C,气压 P 为 770mmHg.(2)在 B 点架仪,后视 A 点,用坐标测量模式测出 C 点的三维坐标,得:XC=,YC=,HC=.(3)在 B 点架全站仪,后视 A 点,放样出一点 D,其平面坐标为(1038.000,3307.509).(4)在与A,B,C三点均通视的位置架仪,利用 面积测量功
35、能测出ABC的平面面积=平方米=平方尺.(5)将全站仪的通讯参数设置为:protocol:ACK/NAK,baud rate:4800,char./parity:8/NONEstop bit(s):1.3.评分标准:(1)以时间 T 为评分主要依据,如下图表,评分标准分四个等级制定,具体分数由所在等级内插评分,中 M 代表分数.(每延长 1 分钟,扣 5 分)评分标准(以时间 T 为评分主要依据)M85 85M75 75M60 M60 T10 10T12 12T15 T15(2)根据水准管气泡偏离情况,扣 15 分,根据对中情况扣 15 分.(3)放样点位时,根据点位的角度偏差和距离偏差情况,扣 15 分.图 3:坐标测量示意图 图 4:点的坐标放样示意图