CN111366961A

CN111366961A - 一种rtk轴线放样测量方法

Info

Publication number: CN111366961A
Application number: CN202010239077.XA
Authority: CN
Inventors: 李郴; 李强; 樊东博; 康瑞山; 李建强
Original assignee: China Tiesiju Civil Engineering Group Co Ltd CTCE Group; Fifth Engineering Co Ltd of CTCE Group
Current assignee: China Tiesiju Civil Engineering Group Co Ltd CTCE Group; Fifth Engineering Co Ltd of CTCE Group
Priority date: 2020-03-30
Filing date: 2020-03-30
Publication date: 2020-07-03
Anticipated expiration: 2040-03-30
Also published as: CN111366961B

Abstract

本发明公开了一种RTK轴线放样测量方法，包括以下步骤：获取控制线上两个控制点的平面坐标，获取控制点之间的坐标距离和方位角；获取放样点的平面坐标，所述放样点位于待放样区域内且位于延长线上，根据所述放样点的平面坐标、所述控制点的平面坐标、所述控制点之间的坐标距离或方位角获取所述放样点与所述控制点的坐标距离、方位角、里程差和偏距。该放样测量方法可以准确快速定位，大大提升RTK直线放样测量的适用范围和能力，从而满足具备直线或大半径短小曲线段这种特殊结构建筑物的放样测量需要。

Description

一种RTK轴线放样测量方法

技术领域

本发明属于工程放样领域，具体涉及一种RTK轴线放样测量方法。

背景技术

工程放样，也称施工放样，是把设计图纸上工程建筑物的平面位置和高程，用一定的测量仪器和方法测设到实地上去的测量工作，有时也称为施工放线。一般来说，测图工作是利用控制点测定地面上地形特征点，缩绘到图上，而工程放样则与此相反，是根据建筑物的设计尺寸，找出建筑物各部分特征点与控制点之间位置的几何关系，算得距离、角度、高程、坐标等放样数据，然后利用控制点，在实地上定出建筑物的特征点，据以施工。

现有的工程放样为了提高放样速度和精度常使用的有经纬仪、水准仪、全站仪、GPS、RTK等，其中，RTK(Real-time kinematic，实时动态)载波相位差分技术，是实时处理两个测量站载波相位观测量的差分方法，其是将基准站采集的载波相位发给用户接收机，进行求差解算坐标，因此，是一种新的常用的卫星定位测量方法。以前的静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分方法，是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程放样带来了新的测量原理和方法，从而极大地提高了作业效率。

工程放样中常用的RTK直线放样测量方法，其能够快速且精准的对建筑物完成坐标定位测量，保障建筑物后期建造成型质量，但是，对于一些结构或建设地理位置复杂的情况，如水中结构物、栈桥施工、道路定向、大密度加固桩等具备直线或大半径短小曲线段的建筑物来说，容易造成阻挡，采用常规的放样测量方法显然无法适用。

发明内容

有鉴于此，本发明有必要提供一种RTK轴线放样测量方法，该放样测量方法可以准确快速定位，大大提升RTK直线放样测量的适用范围和能力，从而满足具备直线或大半径短小曲线段这种特殊结构建筑物的放样测量需要，解决了现有的RTK直线放样技术无法适用某些特殊结构建筑物的放样测量需求。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种RTK轴线放样测量方法，包括以下步骤：

获取控制线上两个控制点的平面坐标，所述控制线为建筑物主体结构的中轴线；

根据所述控制点的平面坐标获取所述控制点之间的坐标距离和方位角；

获取放样点的平面坐标，所述放样点位于待放样区域内且位于延长线上，所述待放样区域位于所述建筑物主体结构的外侧，所述延长线为所述控制线的延长线、所述建筑物主体结构的边线的延长线中的一条或两条以上，所述边线与所述控制线平行；

根据所述放样点的平面坐标、所述控制点的平面坐标、所述控制点之间的坐标距离或方位角获取所述放样点与所述控制点的坐标距离、方位角、里程差和偏距。

进一步的，所述控制线为所述建筑物主体结构长度方向或宽度方向上的中轴线，所述控制点为所述控制线上的两个端点。

进一步的，根据所述控制点的平面坐标获取所述控制点之间的坐标距离和方位角的步骤，包括以下步骤：

根据

计算两个控制点的坐标距离；

根据

计算两个控制点的方位角；

其中，两个所述控制点分别为A点和B点，A点的平面坐标为(X_a，Y_a)、B点的平面坐标为(X_b，Y_b)，L_AB为A点和B点之间的坐标距离，α_AB为A点和B点之间的方位角。

优选的，所述放样点至少有两个。

进一步的，所述放样点位于所述控制线的延长线上，根据所述放样点的平面坐标、所述控制点的平面坐标、所述控制点之间的坐标距离或方位角获取所述放样点与所述控制点的坐标距离和方位角的步骤，包括以下步骤：

根据

或

计算控制点与放样点之间的坐标距离；

根据

或

计算控制点与放样点之间的坐标距离；

根据

计算放样点与控制点之间的方位角；

其中，控制点为A点和B点，放样点为C_i点，A点坐标为(X_a,Y_a)、B点坐标为(X_b，Y_b)，C_i点坐标为(X_i，Y_i)，L_AB为A点和B点之间的坐标距离，L_AC为A点和C点之间的坐标距离，α_AB为A点和B点之间的方位角，α_CA为C点和A点之间的方位角。

进一步的，所述放样点位于所述建筑物主体结构的边线的延长线上，根据所述放样点的平面坐标、所述控制点的平面坐标、所述控制点之间的坐标距离或方位角获取所述放样点与所述控制点的坐标距离、方位角、里程差和偏距的步骤，包括以下步骤：

根据

计算控制点与放样点之间的相对距离；

根据

计算控制点与放样点的方位角；

根据α＝α′_CA-α_AB±360°计算夹角，再根据K＝cosα×L′_AC和P＝sin a×L′_AC计算控制点与放样点之间的里程差和偏距；

其中，控制点为A点和B点，放样点为C’_i点，A点坐标为(X_a，Y_a)、B点坐标为(X_b，Y_b)，C’_i点坐标为(X’_i，Y’_i)，L′_AC为A点和C’_i点的相对距离，α′_CA为C’_i点和A点的方位角，α_ABAB为A点和B点的方位角，α为夹角，K为C’_i点距离A点的里程差，P为C’_i点距离A点的纵向偏距。

与常规的放样测量方法相比，本发明中的RTK轴线放样测量方法可将放样测量的放样点延展到建筑物的外部，从而可绕开建筑物的阻挡产生的干扰，利用控制点的平面坐标可得到准确的测量结果，实现建筑物的快速放样定位。

附图说明

图1为本发明一实施例中中轴线的选取示意图；

图2为本发明一实施例中放样点位于中轴线延长线上的示意图；

图3为本发明一实施例中放样点位于边线延长线上的示意图；

图4为图3中放样点位于边线延长线上的详细示意图；

图5为本发明一实施例中RTK轴线放样测量方法的示意图。

图中：10-建筑物主体结构，11-中轴线，20-边线。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将结合具体的实施例对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。

本发明中一种RTK轴线放样测量方法，包括以下步骤：

现有的常用于放样测量的方法主要有全站仪放样、RTK直线放样，但全站仪放样对是施工平台以来较大，有些特殊建筑物或施工点无法直接放样；对于一些结构或建设地理位置复杂的情况，如水中结构物、栈桥施工、道路定向、大密度加固桩等具备直线或大半径短小曲线段的建筑物来说，由于容易造成阻挡，因此常规的RTK直线放样无法满足。基于此，本发明提供了一种RTK轴线放样测量方法，其测点位置灵活，可根据施工点的环境自由选取有条件的放样点，因此，可绕开建筑物的阻挡产生的干扰，实现建筑物的快速放样定位。需要特别说明的是，这里的建筑物可以是但不限于临建工程、水中结构物、栈桥施工、道路定向、大密度加固桩等，而选取建筑物的主体结构则可以提高放样精度。更进一步的，所述的待放样区域可不做具体的限定，主要为建筑物主体结果外侧，为设计人员根据需要拟定的一块方便放样的区域，主要是根据现场的施工环境进行调整。

进一步的，所述控制线为所述建筑物主体结构长度方向或宽度方向上的中轴线，所述控制点为所述控制线上的两个端点。可以理解的是，建筑物主体结构的中轴线包括长度方向或宽度方向的，可根据实际施工点的不同选取适合的中轴线位置。而控制点的选取也可以根据需要进行调整，只要是控制线上的两个点即可，优选的，在本发明的一些优选的实施方式中，控制点选择为控制线上的两个端点，更加方便精准。

根据

计算两个控制点的坐标距离；

根据

计算两个控制点的方位角；

其中，两个所述控制点分别为A点和B点，A点的平面坐标为(X_a，Y_a)、B点的平面坐标为(X_b，Y_b)，L_AB为A点和B点之间的坐标距离，α_AB为A点和B点之间的方位角。可以理解的是，确定控制点后，可通过RTK设备获取控制点的平面坐标，从而根据控制点的平面坐标可准确得到控制点之间的坐标距离和方位角。

优选的，为了提高放样测量的精度，所述放样点至少有两个，放样人员可根据需要增加放样点。

根据

或

计算控制点与放样点之间的坐标距离；

根据

或

计算控制点与放样点之间的坐标距离；

根据

计算放样点与控制点之间的方位角；

其中，控制点为A点和B点，放样点为C_i点，A点坐标为(X_a，Y_a)、B点坐标为(X_b，Y_b)，C_i点坐标为(X_i，Y_i)，L_AB为A点和B点之间的坐标距离，L_AC为A点和C点之间的坐标距离，α_AB为A点和B点之间的方位角，α_CA为C点和A点之间的方位角。

根据

计算控制点与放样点之间的相对距离；

根据

计算控制点与放样点的方位角；

根据α＝α′_CA-α_AB±360°计算夹角，再根据K＝cos α×L′_AC和P＝sinα×L′_AC计算控制点与放样点之间的里程差和偏距；

其中，控制点为A点和B点，放样点为C’_i点，A点坐标为(X_a，Y_a)、B点坐标为(X_b，Y_b)，C’_i点坐标为(X’_i，Y’_i)，L’_AC为A点和C’_i点的相对距离，α′_CA为C’_i点和A点的方位角，α_AB为A点和B点的方位角，α为夹角，K为C’_i点距离A点的里程差，P为C’_i点距离A点的纵向偏距。

下面结合具体的实施例对本发明的RTK轴线放样测量方法进行更加详细完整的说明。

本发明中的RTK轴线放样测量方法，具体实施时需要RTK设备一台，主测量人员1名和辅助人员若干，可以理解的是，这里的RTK设备没有具体的限定，其可以选择本领域中常规的RTK产品，具体的放样测量步骤如图5中所示的包括以下步骤：

S100：如图1中所示的，根据施工图纸并结合建筑物位置选定建筑物主体结构10的中轴线11的两端点A、B两点，并获取A、B两点平面坐标，其中，A点坐标为(X_a,Y_a)，B点坐标为(X_b，Y_b)，该坐标数据可以提前输入RTK设备软件，也可以现场测量存储；

S200：根据A点和B点坐标获取A点与所述B点两点之间的坐标距离L_AB和方位角α_AB；

S300：如图2中所示的，在所述建筑物的外侧规划出待放样点区域，根据两点定线原理，在中轴线11的延长线上做两处标识位置C₁和C₂，所述标识位置C₁和C₂处于所述待放样点区域内；也可如图3中所示的，在边线20的延长线上做两处标识位置C’₁和C’₂，C’₁和C’₂处于待放样点区域内；这里放样点的选择根据实际施工现场需要进行调整。

S400：如图2中所示的，在所述待放样点区域内实测标识位置C₁和C₂的坐标分别为(X₁，Y₁)、(X₂，Y₂)，根据标识位置C₁与坐标距离L_AB或方位角α_AB获取坐标距离L_AC和方位角α_AC，标识位置C₂可采用同样的步骤确定；也可如图3和图4中所示的，在所述待放样点区域内实测标识位置C’₁和C’₂的坐标分别为(X’₁，Y’₁)、(X’₂，Y’₂)，根据标识位置C’₁与坐标距离L_AB或方位角α_AB获取坐标距离L’_AC和方位角α’_CA，根据方位角α’_CA和方位角α_AB标获取夹角α，从而获取C’₁与A点之间的里程差K₁和偏距P₁，标识位置C’₂采用同样的步骤确定。

上述施工方法应用于白藤河特大桥及部分路基放样测量，其中栈桥2座总计长度700余米，因斜交结构物较多及除水中墩外穿越鱼塘群，在前期施工中测量工作主要难点为水中结构物、钢栈桥钻孔平台及部分斜交结构物放样等工作，在施工阶段中灵活运用本发明中的RTK轴线放样测量，取得了良好的应用效果。

本发明中测量方法可适用于所有处隧道工点外满足穿线法施工测量精度较低内容，如临建工程、水中结构物、栈桥施工、道路定向、大密度加固桩等，较传统测量方法大幅度提高工作效率，达到事半功倍的效果。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种RTK轴线放样测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的RTK轴线放样测量方法，其特征在于，所述控制线为所述建筑物主体结构长度方向或宽度方向上的中轴线，所述控制点为所述控制线上的两个端点。

3.如权利要求1所述的RTK轴线放样测量方法，其特征在于，根据所述控制点的平面坐标获取所述控制点之间的坐标距离和方位角的步骤，包括以下步骤：

根据

计算两个控制点的坐标距离；

根据

计算两个控制点的方位角；

4.如权利要求1所述的RTK轴线放样测量方法，其特征在于，所述放样点至少有两个。

5.如权利要求1或4所述的RTK轴线放样测量方法，其特征在于，所述放样点位于所述控制线的延长线上，根据所述放样点的平面坐标、所述控制点的平面坐标、所述控制点之间的坐标距离或方位角获取所述放样点与所述控制点的坐标距离和方位角的步骤，包括以下步骤：

根据

或

计算控制点与放样点之间的坐标距离；

根据

或

计算控制点与放样点之间的坐标距离；

根据

计算放样点与控制点之间的方位角；

6.如权利要求1或4所述的RTK轴线放样测量方法，其特征在于，所述放样点位于所述建筑物主体结构的边线的延长线上，根据所述放样点的平面坐标、所述控制点的平面坐标、所述控制点之间的坐标距离或方位角获取所述放样点与所述控制点的坐标距离、方位角、里程差和偏距的步骤，包括以下步骤：

根据

计算控制点与放样点之间的相对距离；

根据

计算控制点与放样点的方位角；

根据α＝α′_CA-α_AB±360°计算夹角，再根据K＝cosα×L′_AC和P＝sinα×L′_AC计算控制点与放样点之间的里程差和偏距；

其中，控制点为A点和B点，放样点为C’_i点，A点坐标为(X_a,Y_a)、B点坐标为(X_b，Y_b)，C’_i点坐标为(X’_i，Y’_i)，L’_AC为A点和C’_i点的相对距离，α′_CA为C’_i点和A点的方位角，α_AB为A点和B点的方位角，α为夹角，K为C’_i点距离A点的里程差，P为C’_i点距离A点的纵向偏距。