在施工测量中全站仪与AutoCAD软件结合的应用技术
江苏弘盛建设工程集团有限公司陈峰李学琪
【摘要】结合工程实例，介绍了施工测量中运用全站仪与AutoCAD软件结合方法提高测量放样的精度。
【关键词】施工测量全站仪AutoCAD软件
1、序
在施工测量中，采用全站仪与AutoCAD软件相结合，可将各种平面图形比较复杂的建筑物精确、迅速地定位下来，使测量的放样精度及工作效率得到很大的提高。
本技术是依据工程实践经验，用系统的观点把先进的仪器、软件、严谨的施工作风及科学的管理手段结合起来的施工测量新技术。通过工程实践证明，具有推广应用价值。
2、特点
采用全站仪与AutoCAD软件相结合的施工测量方法，对施工现场通视要求大大降低，尤其适用于通视条件差和外型及环境复杂的各类建筑工程。本技术与常规测量相比具有如下特点：
(1)实现了全站仪与计算机的双向通讯，测量人员只需将全站仪瞄准相应目标，点取相应的按钮即可；避免了数据抄记、输入过程中的错误，简化了外业步骤；测量精度高、速度快、节省人工。
(2)能实时得出点位坐标和偏差信息，还可以结合放样点理论坐标进行反算，马上得出建议、纠正量，便于指挥放样工作。
(3)建立了控制点、放样点数据的数据库，能方便地进行点位坐标以及实测资料的查询、管理。
(4)受施工条件和外界环境影响小。
3、原理
利用AutoCAD的自动捕捉和查询功能，将工程所需要的控制点坐标自动捕捉下来(任意点的坐标)，再结合使用全站仪的坐标放样功能，便可准确、方便地测设出整个建筑的平面控制网，为施工测量提供了新的方法。其工作流程如图1所示。
利用AutoCAD捕捉各控制点的坐标
↓
仪器安置与定向
↓---------------------┐
定时测量∣
↓∣
偏差计算∣
↓∣
偏差满足精度∣
↓否∣
是↓---------------------┘
↓
该点测量工作完成
图1工作流程图
首先应通过AutoCAD建立控制点、样点数据库，主要是各点的坐标，在测量时，可以直接调用。测量时首先安置仪器并启动全站仪，后视已知点定向，然后便可进行坐标放样测量工作。在放样时有四种数据，第一种是控制点的资料，包括点名、坐标等信息，可直接从数据库中得到；第二种数据需人工输入，如仪器高等；第三种是全站仪测量数据，如全站仪瞄准时的相对方向控制点的水平角及观测的竖直角等；第四种是放样点的坐标和观测结果等，其中放样点的坐标可通过选择放样点的点名，由数据库直接调出，实测坐标由程序自动计算得到，并给出偏差数据。当偏差符合要求，该点的放样即告完成。
4、方法
(1)在独立坐标系中，为了与甲方、监理及设计更好地进行数据交流，所有的坐标点均采用设计图纸的坐标(绝对坐标)。
①先利用CAD捕捉、查询功能将所需要点的坐标自动捕捉下来。
②选取已复核过的导线点，以靠近拟建建筑物的点为置镜点，另一点为后视点，进行放样测量。
③全站仪进行对中、整平，设置好仪器参数。
④进入坐标放样模式，输入测站点坐标、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置。
⑥再次进入坐标放样模式，输入待放样控制点的坐标。
⑦旋转仪器的照准部，所显示的水平角读数为零。此时，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人员(待放样点附近)，通过对照点测量，仪器显示出预先输入的待放样值与实测值之差。
⑧根椐显示值，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。
(2)在用户坐标系中
①以任意两控制点为已知点P1、P2，根据建筑物与两点之间的关系在CAD中按比例尺寸画出定位图。为方便数据的输入及精度的要求，确定以m为单位，精确至0．001m。
②因全站仪是以北、东方向为正向，故须确定原点位置(任意点)。
③根据所确定的坐标系，利用CAD中的查询功能(inquiry)及自动捕捉功能便可得到P1、P2及建筑物各控制点的坐标。
④以P1、P2为测站点及后视点，参照独立坐标系中的施工方法及步骤便可进行测量。
5、设备
全站仪一台(拓普康GTS一602全站仪)；装有AutoCAD2000或以上版本软件的电脑一台；对讲机3台。
6、要求
精度满足工程测量规范的要求(GB50026—93)；无论哪种全站仪，在使用前都必须按说明书对其进行校验；控制点的精度要求与理论值的误差不超过±1mm；测量操作的精度要求控制在±3mm之内。
7、组织
施工前，技术人员需利用AutoCAD将所需要点的坐标捕捉并记录下来，形成数据库。测量时，一人看仪器，一人持后视棱镜，一人持带测杆的棱镜共三人。看仪器的人根椐显示值，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。
8、安全
测量施工时除应遵守有关的安全规定外，还要仔细阅读仪器的使用说明书，正确操作仪器；不能用肉眼仰光正视，以防损伤眼睛；使用中避免太阳直晒仪器，遇雨时，用伞遮挡，以防电器受潮漏电；仪器不用时，放进仪器箱内，置于干燥、清洁的地方；仪器搬运时严防碰撞、受潮和受热。
9、效益
采用本技术，能准确、方便地进行平面建筑网的控制，测量精度高、速度快、操作简便、安全、实用、不受场地限制、可直接放样；而CAD的自动捕捉坐标功能，避免了烦琐的计算，尤其是对那些平面图形复杂的建筑物更是起到了事半功倍的作用，而且建筑物的平面图形越复杂，其效益越明显。表1为采用本文的技术与常规方法的效益对比。
表1应用本文的技术与常规方法的效益对比
项目 应用本文技术 常规方法
精度 群星苑售楼房 3mm 超过10mm
奥林清华 3mm 超过10mm
香格丽 3mm 超过10mm
效率 群星苑售楼房 3人，1h 3人，1d
奥林清华 3人，1h 3人，6．5h
香格丽 3人，4h 4人，3d
10、实例
(1)青少年活动中心工程总建筑面积35026.16㎡，地上四层、局部五层，地下一层，建筑总高度26.35m。本工程的设计造型奇特，它的南北两侧是一个直径不等的半弧形结构，因此对测量的精度要求非常高。按常规测设这样的建筑物，要根据平面曲线的数学方程式及曲线变化的规律，进行适当的计算，求出测设数据。当时施工时，桩基础还未完工，因此测量放线只能利用甲方提供的城市导线点的坐标。在施工中，场地不平整，若采用经纬仪拨角度、定方向及拉钢尺来放线则会有很大的误差。故在本工程中采用了全站仪与CAD相结合的施工思路，仅1小时就将整个工程的控制点测设完毕，且精度控制在±3mm之内。此方法充分体现了全站仪与CAD结合应用的优点。
(2)群星苑售楼房平面图形为一扇形，也采用了全站仪与CAD相结合的施工方法(相对
坐标法)，取得了良好的效益。
(3)香格丽为6栋高层建筑，平面较为复杂，若采用常规测量方法，必须进行多次测量和转测，无法进行闭合检测，其难度可想而知。但采用本文的技术只需直接在CAD中查询控制点的坐标(绝对坐标)，避免了烦琐的计算。3人4小时就将全部控制点测设完毕，且精度控制在+3mm之内。
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