CN105783889A - 一种已知点不通视条件下的施工放样新方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种已知点不通视条件下的施工放样新方法，采用虚拟后方交会的方法，不需要在后方交会点架设仪器，观测已知点，其特征是：在后方交会点和两个已知点之间布设两个临时工作基点，两个已知点与两个临时工作基点的延长线交点为虚拟的后方交会点，根据各点之间的几何关系，求解出两个临时工作基点的坐标值，进而标定出施工场地待放样点的位置。该方法可以利用常用的全站仪完成放样工作，工艺简单，为建筑密集区施工放样的提供了一种新的选择。

Description

一种已知点不通视条件下的施工放样新方法

技术领域

本发明所述的是适用于建筑场地已知点不通视，且难以通过后方确定临时基准点的条件下，进行施工放样的新方法。

背景技术

城区建筑场地往往狭小，且场地变化快，导致施工前设置的已知点，通视性发生变化，难以利用常规方法进行放样。虽然GPS技术可以不需要已知点必须通视而进行放样，但是，大部分施工单位没有配备该设备，且建筑密集区，信号不好，也影响GPS测量效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种已知点不通视条件下的施工放样新方法，该方法可以利用常用的全站仪完成放样工作，工艺简单，为建筑密集区施工放样的提供了一种新的选择。

本发明提出一种“虚拟后方交会”的方法，确定临时基点的坐标值，进而指导施工放样。

本发明的技术方案是：一种已知点不通视条件下的施工放样新方法，采用虚拟后方交会的方法，不需要在后方交会点架设仪器，观测已知点，其特征是：在后方交会点和两个已知点之间布设两个临时工作基点，两个已知点与两个临时工作基点的延长线交点为虚拟的后方交会点，根据各点之间的几何关系，求解出两个临时工作基点的坐标值，进而标定出施工场地待放样点的位置。

具体测设过程如下：

(1)选点。在已知点A和B构成的A-B边的一侧施工场地周围，选择临时工作基点C和D的合适点位，要求是：C点与A点、D点通视；D点与B点、C点通视；C点或D点与施工场地待放样点通视，或者可以通过支导线，将坐标系统引入到施工场地。

(2)观测。在C点架设全站仪，观测C-A边和C-D边的长度，记作：L_CA和L_CD；同时观测∠ACD，记作β1。

然后，将全站仪架设到D点，观测D-B边的长度，记作L_DB；同时观测∠CDB，记作β2。

(3)成果整理。

①根据观测值，求解三角形ΔCDE的L_EC，L_ED的边长及∠CED的值α3。

根据几何关系(图2)，α1＝180°-β1

α2＝180°-β2

α3＝180°-α1-α2

根据三角形正弦定理，可得：

L_EC＝L_CD*sin(α2)/sin(α3)

L_ED＝L_CD*sin(α1)/sin(α3)

②根据ΔAEB的几何关系(图3)，求解∠EAB的值α4和∠EBA的值α5。

因为A、B为已知点，L_AB的长度可以根据坐标值计算得到，即：

设A点的坐标为(X_A,Y_A)，B点的坐标为(X_B,Y_B)，则：

$L_{AB}=\sqrt{{(X_B-X_A)}^2+{(Y_B-Y_A)}^2}$

根据三角形正弦定理，可得：

sin(α4)＝(L_ED+L_DB)*sin(α3)/L_AB

sin(α5)＝(L_EC+L_CA)*sin(α3)/L_AB

③根据导线计算公式，计算临时工作基点C和D的坐标值。

1、设A点的坐标为(X_A,Y_A)，B点的坐标为(X_B,Y_B)，则，边L_AB的方位角α_AB(°)为：

${\mathrm{\α}}_{AB}=arctan\frac{(Y_B-Y_A)}{(X_B-X_A)}+K=arctan\frac{\mathrm{\Δ}Y}{\mathrm{\Δ}X}+K$

K值取值如下：

如果△X>0，△Y>0,K＝0°；

如果△X<0，△Y>0,K＝180°；

如果△X<0，△Y<0,K＝180°；

如果△X>0，△Y<0,K＝360°

2、边L_AC的坐标方位角α_AC(°)计算如下：

α_AC＝α_AB-α4

3、临时工作基点C的坐标值(X_C,Y_C)计算如下：

X_C＝X_A+L_CA*cos(α_AC)

Y_C＝Y_A+L_CA*sin(α_AC)

4、同理，计算出临时工作基点D的坐标值(X_D,Y_D)。

(5)施工放样

假设待放样点F(X_F,Y_F)。将全站仪架设在临时工作基点C(或D)，后视其他已知点，利用全站仪的放样功能，完成放样工作。

特别说明：以上过程是在没有多余观测条件下进行的。为了提高成果的准确性，在实际操作过程中，可以增加边长双向观测，或者联测其他已知点，进行成果检查，提高成果质量。

附图说明

图1是虚拟后方交会法原理图。

图2是ΔCDE的边长求解示意图。

图3是ΔAEB角值求解示意图。

图4是实施例施工场地测点布置示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明内容进行详细说明。

1)条件说明

如图1所，A点和B点为场地周边的两个已知点。但由于城市建设变化快，AB之间难以通视。施工现场需要标定F点和G点桩位。由于AB不通视，难以利用常用的极坐标法进行放样。同时，由于场地条件限制，难以找到一个同时与A和B都通视，采用后方交会法去确定一个合适的临时工作基点E。而且，施工单位一般没有配置GPS设备。因此，如何利用常规仪器，完成该任务，就需要设计一种新的放样方法。本发明提出一种“虚拟后方交会”的方法来解决此问题。不需要在后方交会点架设仪器，观测已知点。而是在后方交会点和已知点之间布设两个临时工作基点C和D，已知点A和B与临时工作基点C和D的延长线交点为虚拟的后方交会点。根据各点之间的几何关系，求解出C点和D点的坐标值，进而标定出F点和G点的位置。具体实施过程如下。

2)测设过程

(1)选点。在AB边一侧的施工场地周围，选择临时工作基点C和D的合适点位，要求是：C点与A点、D点通视；D点与B点、C点通视；C点或D点与施工场地待放样点通视，或者可以通过支导线，将坐标系统引入到施工场地。

(2)观测。在C点架设全站仪，观测C-A边和C-D边的长度，记作：L_CA和L_CD；同时观测∠ACD，记作β1。

然后，将全站仪架设到D点，观测D-B边的长度，记作L_DB；同时观测∠CDB，记作β2。

(3)成果整理。

①根据观测值，求解三角形ΔCDE的L_EC，L_ED的边长及∠CED的值α3。

根据几何关系(图2)，α1＝180°-β1

α2＝180°-β2

α3＝180°-α1-α2

根据三角形正弦定理，可得：

L_EC＝L_CD*sin(α2)/sin(α3)

L_ED＝L_CD*sin(α1)/sin(α3)

②根据ΔAEB的几何关系(图3)，求解∠EAB的值α4和∠EBA的值α5。

因为AB为已知点，L_AB的长度可以根据坐标值计算得到，即：

设A点的坐标为(X_A,Y_A)，B点的坐标为(X_B,Y_B)，则：

$L_{AB}=\sqrt{{(X_B-X_A)}^2+{(Y_B-Y_A)}^2}$

根据三角形正弦定理，可得：

sin(α4)＝(L_ED+L_DB)*sin(α3)/L_AB

sin(α5)＝(L_EC+L_CA)*sin(α3)/L_AB

③根据导线计算公式，计算临时工作基点C和D的坐标值。

1、设A点的坐标为(X_A,Y_A)，B点的坐标为(X_B,Y_B)，则，边L_AB的方位角α_AB(°)为：

${\mathrm{\&alpha;}}_{AB}=arctan\frac{(Y_B-Y_A)}{(X_B-X_A)}+K=arctan\frac{\mathrm{\&Delta;}Y}{\mathrm{\&Delta;}X}+K$

K值取值如下：

如果△X>0，△Y>0,K＝0°；

如果△X<0，△Y>0,K＝180°；

如果△X<0，△Y<0,K＝180°；

如果△X>0，△Y<0,K＝360°

2、边L_AC的坐标方位角α_AC(°)计算如下：

α_AC＝α_AB-α4

3、临时工作基点C的坐标值(X_C,Y_C)计算如下：

X_C＝X_A+L_CA*cos(α_AC)

Y_C＝Y_A+L_CA*sin(α_AC)

4、同理，计算出临时工作基点D的坐标值(X_D,Y_D)。

(5)施工放样

假设待放样点F(X_F,Y_F)。将全站仪架设在临时工作基点C(或D)，后视其他已知点，利用全站仪的放样功能，完成放样工作。

特别说明：以上过程是在没有多余观测条件下进行的。为了提高成果的准确性，在实际操作过程中，可以增加边长双向观测，或者联测其他已知点，进行成果检查，提高成果质量。

图4为某实验场地示意图，坐标系为任意独立坐标系。已知点为A(35686.659，71245.571)和B(35686.484，71066.261)。由于场地周边进行了绿化建设和土方堆放，挡住了AB的视线。假定需要放样点的设计坐标为(35678.663，71177.725)。

(1)选点。由于场地周边建筑密集，通视性差，难以采用后方交会法确定临时工作基点。所以采用本发明所提出的虚拟后方交会法进行测设。根据场地情况，选择C和D为临时工作基点。

(2)测设。

设定利用仪器观测如下参数：L_CA＝75.466m，L_CD＝50.662m，L_DB＝113.960m，∠ACD＝102°36′46″，∠CDB＝161°37′55″。

(3)成果整理

1、根据前文说介绍的方法，计算得出：

α1＝77°23′14″

α2＝18°22′05″

α3＝84°14′41″

L_EC＝L_CD*sin(α2)/sin(α3)＝16.046m

L_ED＝L_CD*sin(α1)/sin(α3)＝49.690m

2、计算虚拟后方交会三角形的底角值。

$L_{AB}=\sqrt{{(X_B-X_A)}^2+{(Y_B-Y_A)}^2}=179.310$

sin(α4)＝(L_ED+L_DB)*sin(α3)/L_AB＝0.908064

sin(α5)＝(L_EC+L_CA)*sin(α3)/L_AB＝0.507781

α4＝65°14′21″

α5＝30°30′58″

3、计算临时工作基点C和D的坐标值

α_AB＝arctan(-179.31/-0.175)＝269°56′39″

计算边L_AC的方位角：

α_AC＝α_AB-α4＝204°42′18″

工作基点C的坐标值计算：

X_C＝X_A+L_CA*cos(α_AC)

＝35686.659+75.466*cos(α_AC)

＝35618.100m

Y_C＝Y_A+L_CA*sin(α_AC)

＝71245.571+75.466*sin(α_AC)

＝71214.030m

同理，

X_D＝X_B+L_BD*cos(α_BD)＝35628.713m

Y_D＝Y_B+L_BD*sin(α_BD)＝71164.492m

4、计算临时工作基点C和D的坐标值

将全站仪架设在临时工作基点C，后视D点，利用全站仪的放样功能，标定出F点。

Claims (2)

1.一种已知点不通视条件下的施工放样新方法，采用虚拟后方交会的方法，不需要在后方交会点架设仪器，观测已知点，其特征是：在后方交会点和两个已知点之间布设两个临时工作基点，两个已知点与两个临时工作基点的延长线交点为虚拟的后方交会点，根据各点之间的几何关系，求解出两个临时工作基点的坐标值，进而标定出施工场地待放样点的位置。

2.如权利要求1所述的已知点不通视条件下的施工放样新方法，其特征是：具体测设过程如下：

第一步、选点，在已知点A和B构成的A-B边一侧的施工场地周围，选择临时工作基点C和D的合适点位，要求是：C点与A点、D点通视；D点与B点、C点通视；C点或D点与施工场地待放样点通视，或者可以通过支导线，将坐标系统引入到施工场地；

第二步、观测，在C点架设全站仪，观测C-A边和C-D边的长度，记作：L_CA和L_CD；同时观测∠ACD，记作β1，

然后，将全站仪架设到D点，观测D-B边的长度，记作L_DB；同时观测∠CDB，记作β2，

第三步、成果整理，

①根据观测值，求解三角形ΔCDE的L_EC，L_ED的边长及∠CED的值α3，

根据几何关系，α1＝180°-β1

α2＝180°-β2

α3＝180°-α1-α2

根据三角形正弦定理，可得：

L_EC＝L_CD*sin(α2)/sin(α3)

L_ED＝L_CD*sin(α1)/sin(α3)

②根据ΔAEB的几何关系，求解∠EAB的值α4和∠EBA的值α5，

因为A、B为已知点，L_AB的长度可以根据坐标值计算得到，即：

设A点的坐标为(X_A,Y_A)，B点的坐标为(X_B,Y_B)，则：

$L_{AB}=\sqrt{{(X_B-X_A)}^2+{(Y_B-Y_A)}^2}$

根据三角形正弦定理，可得：

sin(α4)＝(L_ED+L_DB)*sin(α3)/L_AB

sin(α5)＝(L_EC+L_CA)*sin(α3)/L_AB

第四步、根据导线计算公式，计算临时工作基点C和D的坐标值

(1)、设A点的坐标为(X_A,Y_A)，B点的坐标为(X_B,Y_B)，则，边L_AB的方位角α_AB(°)为：

${\mathrm{\&alpha;}}_{AB}=\arctan \frac{(Y_B-Y_A)}{(X_B-X_A)}+K=\arctan \frac{\mathrm{\&Delta;}Y}{\mathrm{\&Delta;}X}+K$

K值取值如下：

如果△X>0，△Y>0,K＝0°；

如果△X<0，△Y>0,K＝180°；

如果△X<0，△Y<0,K＝180°；

如果△X>0，△Y<0,K＝360°

(2)、边L_AC的坐标方位角α_AC(°)计算如下：

α_AC＝α_AB-α4

(3)、临时工作基点C的坐标值(X_C,Y_C)计算如下：

X_C＝X_A+L_CA*cos(α_AC)

Y_C＝Y_A+L_CA*sin(α_AC)

(4)、同理，计算出临时工作基点D的坐标值(X_D,Y_D)

第五步、施工放样

假设待放样点为F(X_F,Y_F)，将全站仪架设在临时工作基点C(或D)，后视其他已知点，利用全站仪的放样功能，完成放样工作。