全站仪直线放样功能在地质剖面测量中的应用.doc

全站仪直线放样功能在地质剖面测量中的应用 摘 要：全站仪在已知测量点设站，应用全站仪直线放样功能把测量点引入地质剖面线上的任意位置作为剖面线的控制点对整条剖面线进行剖面测量作业。文中对其应用原理和仪器操作进行了详细阐述。为了更适合野外测量工作实际，作者使用CASIO 4850科学计算器对应用原理进行了编程，文章最后以工作实例的方式对全站仪直线放样功能在剖面测量的应用进行了验证。 关键词：全站仪; 直线放样; 地质剖面测量; CASIO演算程序; 应用 1 地质剖面测量目的及其测量方法探讨 地质剖面测量，通常是沿着勘探线方向，测定位于该方向线上的地形特征点、地物点、勘探工程点（钻孔、探井、探槽）以及地质点的平面位置与高程，并按一定的比例绘制成横剖面图。进行剖面测量时，剖面线端点、定向点、控制点均可设站，根据剖面图的比例尺、精度要求、设备和地形条件，可采用全站仪数字测图法，经纬仪视距法等测量方法。剖面点的密度，取决于剖面图的比例尺、地形条件等，通常是在剖面图上一厘米的间距测一剖面点。 在地形起伏不大、通视良好的地区，剖面线测量的通常方法是将全站仪或经纬仪架设在剖面线的任一端点上瞄准另一端点，直接在剖面线上选定剖面控制点的位置，并以木桩标记，然后精确测出控制点的高程，并计算出剖面各点到控制点的距离及各控制点之间的距离，如果地形起伏较大，通视不好地区，应在图上沿剖面线设计控制点的位置，并依据设计坐标，按极坐标法测设。 但实际上，特别在山高林密的山区，植被较厚，通视条件非常不理想，而且地形起伏较大，使用上述方法并不适用，这需要有一种方法可以把控制点引入待测剖面线的测线上的任意位置作为测线的起始测量点，然后把此点作为转点开始地质剖面测量工作，往往能受到良好的效果。通常方法有定点放样法、两线相交法、垂直剖面线求算法等，但是这些方法都涉及到繁琐的三角关系运算，而且在测量中需要反复验算，这样就消耗了较多的时间，计算也容易出错。 全站仪直线放样功能用来测设相对于确定基线的距离为已知点的点位，也可用于求取测量点至基线的距离，通常用于公路测量添挖土方作业，而直线线放样测量可以用于求取所测点相对于确定基线的水平距离和垂直距离，需要时基线还可以做水平向的偏移处理，如果把待测剖面线本身定义为基线，把直线放样的偏距项设置为“0”值，则直线放样功能完全可以应用于地质剖面测量作业。 2 直线放样功能应用原理和CASIO 4850演算程序 2.1 直线放样功能应用原理 其应用原理如图1，首先取剖面线上的起始点和终点作为基线的起算点，定义为点A、B，理论上剖面线上的任何两已知点都可作为基线的起始点和终点。要由已知侧站点C把测量控制点引入剖面线上，首先在剖面线附近，与C点可通视的任一位置设置菱镜，此点设为D，仪器照准菱镜进行测量，得到D点的距离，方位角和垂直角，由此计算出D点坐标和高程。对已知点B、C的进行坐标反算，可得B、C任两点的间距和方位角，从而知道B、C间的距离设为SBC，AB、CB两线的夹角设为∠B。由C、D两点的坐标反算出C、D两点的距离SCD和方位角αDC，设C、D两点连线的延长线（即棱镜与主站的连线）和以A、B两点作为起始点和终点的剖面线交点为E，而交点E就是我们所要测量出在剖面线上的转点。 图1 直线放样功能示意图 Fig 1 The diagrammatic ketch of straight line laying out function 由AB的方位角和DC的方位角得夹角： 2-1 则，= 2-2 在三角形△BCE中，由正弦定理得以下列式: 2-3 则， 2-4 得到 2-5 这样就求出了在与主站的连线上，测量点D到剖面线的间距SDE。 当SDE为正值时，表示在与主站的连线上，菱镜要向靠近测站的方向运动SDE的距离就到了剖面线上。 当为SDE负值时，表示在与主站的连线上，菱镜要向背离测站的方向运动SDE的距离就到剖面线上。 2.2 应用原理在CASIO 4850上的演算程序 当使用经纬仪进行剖面测量时，需要CASIO计算器进行辅助计算。设已知测量点B、C的坐标为(X0,Y0)和（X1,Y1），测量点D的坐标为（X2,Y2），对应原理在CASIO 4850计算器上其演算程序如下： 1 ◢ ◢