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摘要：文章提出了利用全站仪对边测量功能，实现工程测量上的横断面图测制、路基边桩放样等作业的新方法，说明对边测量功能在工程测量上应有较广的应用前景。
关键词：对边测量施工测量应用
中图分类号：U452文献标识码： A
一、对边测量
对边测量就是在任意的合适的地方安置全站仪，通过对两个目标上的棱镜进行测量，从而获得两个目标之间的水平距离HD,斜距SD和高差VD，如图1所示。对边测量有连续式和放射式两种模式，如图2所示。应用全站仪的对边测量功能可以很方便地进行一些工程测量作业，例如，测制横断面图和放样路基边桩。
二、测制横断面图
绘制横断面图所需的量为两个:水平距离和高差，也就是在横断面方向上，中桩点到最近变坡点之间、相邻变坡点之间的水平距离和高差，或者，中桩点到各个变坡点的水平距离和高差。而全站仪对边测量刚好可以很方便地获得这两个量。首先在任意合适位置摆设全站仪，选择对边测量连续式，输入中桩上棱镜高并照准棱镜进行测量。然后.再按离中桩由近到远的顺序测量横断面左部分的各个变坡点，则可获得横断面左部分的中桩点到最近变坡点之间、相邻变坡点之间的水平距离和高差。同样操作，可以获得横断面右部分的中桩点到最近变坡点之间、相邻变坡点之间的水平距离和高差。最后，根据获得的数据，选择合适的比例尺后就可以绘制横断面图，绘图既可以在现场边测边绘，也可以在室内绘制，既可以手工绘制，也可以计算机绘制。如果刚才设站的位置合适，还可以测制其它位置的横断面图。当然，也可以选择对边测量放射式测制横断面图，操作方法大同小异。
三、放样路基边桩点
路基边桩的放样就是对路基坡顶点或坡脚点的测设，可根据路基设计横断面图或路基中心填挖高度或深度进行放样。下面以路基中心填挖高度或深度放样路基边桩为例，介绍利用全站仪对边测量放射式放样路基边桩的原理与过程。
1、对边测量放样路华边桩原理
由路基中心填挖高度或深度放样边桩需要首先解决的问题是计算出中桩到边桩点的水平距离。如图3至图6示意了各种路基情形，其中B为路基设计宽度或路基与两侧边沟设计宽度的总和，1:m, 1:m1 ,1:m2为路基边坡设计坡度，H为路基中心填挖高度或深度(其值可由路基面设计高程Hr减去中桩高程Hz而得)，hl,h2为中桩至边桩的高差，L1,L2为中桩至边桩的水平距离。如果以1:m表示路基边坡设计坡度、h表示中桩至边桩的高差(其值有正负)，并且规定当边坡高于设计路基面时，m值为正，低于设计路基面时，m值为负，则可得中桩到边桩的水平距离L的通用计算公式为:
L=B/2-m(Hr-Hz-h)
如果实测中桩到边桩的高差和水平距离，用高差代入上式可计算出路基中桩到边桩的水平距离，计算的水平距离与实测的水平距离应该是相等的。反之，若实测的水平距离与计算的水平距离差值较大(超出精度允许范围)，说明在横断面方向上所测位置不是边桩，其差值就是所测点沿横断面方向到设计边桩位置的大概水平距离。若在实地按差值进行改正后，再实测水平距离和高差，并计算水平距离，然后再比较实测水平距离与计算水平距离的差。反复操作会发现差值越来越小，最后趋于零，此时，所测点就是边桩点。这种反复的操作，正好是全站仪对边测量的放射式所具有，如图2放射式所示的P1就是中桩点，P2,P3等就是放样过程中的棱镜所在的地面点，或称准边桩，Pn则是最后放样出的边桩点(在路基边桩放样这种情况下，P1,P2.... .pn其实是在一条直线上的，为了图上表示方便，把它们原来的位置移到另外的位置来表示)。这就是对边测量放样路基边桩的原理。
2、对边测量放样路从边桩的过程
对边测量放射式放样路基边桩，需配上caslofx-4800P编程进行数据处理，下面介绍操作过程。
(1)在任意合适位置摆设全站仪，并且选择对边测量放射式。
(2)运行CASIO fx-4800P的边桩放样程序，输入一些必要的数据，即路基设计宽度B、路基设计坡度的分母m、路基面设计高程R、中桩高程Z、地面概略坡度的分母P(其值正负号的规定与m同理，即准备放样的边桩的位置高于中桩时，其值取正，低时取负，大致同一高度时输入一个很大的正数，例如999999999)、边桩放样的限差J。然后，程序显示中桩至边桩的大约水平距离，作为放样时确定边桩大概位置的参考。之后，程序处于等待输入水平距离和高差状态。
(3)在中桩竖立棱镜，全站仪上输入镜高并测量，然后沿横断面方向在设计边桩的大概位置竖立棱镜，全站仪上输入镜高并测量，可得中桩至准边桩间的水平距离和高差。
(4)在CASIO fx-4800P输入获得的水平距离和高差，程序自动计算和比较，输出准边桩与设计边桩在横断面方向的距离差。距离差为正时，表示准边桩点离中桩近了，须往远处调整;距离差为负时，表示准边桩离中桩远了，须往近处调整。之后，程序又处于等待输入水平距离和高差状态。
(5)根据差值调整棱镜到新点再测量(镜高有变化时，须重新输入镜高)，获得新的中桩至准边桩间的水平距离和高差。
(6)重复4和5步操作，直到距离差符合放样精度要求为止，此时，程序显示字符`OK"，可以在实地钉出边桩。
(7)重复2和6步操作，放样出另一边桩。
若设站位置合适，还可以继续放样其它横断面上的边桩。
3、对边测量放样路基边桩的CASIOfx-4800P程序
( 8) “OK”若精度合格，则放样边桩成功。
4、某船坞1号隧道刷洞门的测量工作中就充分利用了对边测量，起到了很大的作用。
首先是对洞口所在段的地形进行断面测量，先放出三米一个的中线桩及每个中线桩法线上左右5米.10米.15米.20米……桩，测出各点高程，然后以各个里程的中线桩为起点沿法线方向，利用对边测量的折线式测量测出每个里程的横断面，在沿所放桩位对应点垂直于法线方向测出纵断面，这样洞口段地形测量外业工作就做完了，做内业资料不用计算，只要在现场记录好测量的每个断面每个变化点的高差和平距就行了，然后根据资料很快就能画出纵横断面图，在根据设计图纸确定洞门边仰坡坡脚位置及高程，指导我们下一步的施工工作。
有了依据，我们就开始刷坡了，由上往下刷，先放出洞门边仰坡的坡脚桩（看地形定几米放一个），然后用射线式测量依据一个高程控制点，测出所放的桩与它的几何关系，算出各坡脚桩高程，在用射线式测量利用每一个坡脚桩垂直于法线方向按坡度放出坡顶桩及其高程，然后开始刷坡，每下刷3-5米进行支护时检查一次坡面对不对，在刷坡过程中，现场的计算也比较简单，就依据所测高差及设计坡度算出距离坡脚桩或坡顶桩的平距，利用对中杆测量直至测到现高程处的坡脚桩，就这样一步一步的控制施工，如果设计坡脚桩被毁后而且不能放出来时，可以依据坡顶桩来测，直到刷到洞顶高程处，左右的边坡也是同样的方法，直至整个洞門刷出来。在以上的刷坡过程中我们都是依据坡脚或坡顶桩用射线式测量在控制施工。
由此可以看出全站仪对边测量功能在施工测量中起到了很大的作用，能又快又准确的反映实际地形，有效的指导施工，而且又没有繁琐的计算工作，很大程度的提高了测量工作的效率，为下一步施工的进行争取了时间，打好了基础。高铁对工程内外质量的要求都非常严格，我们的洞门边仰坡成型后，受到了业主及监理单位的高度表扬，而且许多兄弟单位都来参观学习，为公司取得了荣誉，在其中对边测量是功不可没。
结语：
测制横断面图和放样路基边桩的方法很多，而采用全站仪对边测量方法则较灵活方便，首先是能快速获取观测量，其次是可在任意合适位置设站且无须知道设站点的坐标、高程和仪器高，再次是只要通视条件和距离条件允许，设置一站可以测制多个横断面图、放样多个横断面的边桩。其它工程测量作业，假如只需求两点间的距离(斜距和水平距离)或高差，在精度允许的条件下，也可以使用全站仪的对边测量进行作业。工程测量的各种操作实际是测角、测距、测高的组合使用，而对边测量可以同时进行测距和测高，且与设站点位置与高程无关，显得灵活方便。因此，对边测量在工程测量上应有较广的应用前景。
参考文献：
[1] 铁路测量[第二版] . 中国铁道出版社.2000.北京
[2]，徐忠阳. 全站仪原理及应用[M]. 北京：解放军出版社.2003
关键词：对边测量施工测量应用
中图分类号：U452文献标识码： A
一、对边测量
对边测量就是在任意的合适的地方安置全站仪，通过对两个目标上的棱镜进行测量，从而获得两个目标之间的水平距离HD,斜距SD和高差VD，如图1所示。对边测量有连续式和放射式两种模式，如图2所示。应用全站仪的对边测量功能可以很方便地进行一些工程测量作业，例如，测制横断面图和放样路基边桩。
二、测制横断面图
绘制横断面图所需的量为两个:水平距离和高差，也就是在横断面方向上，中桩点到最近变坡点之间、相邻变坡点之间的水平距离和高差，或者，中桩点到各个变坡点的水平距离和高差。而全站仪对边测量刚好可以很方便地获得这两个量。首先在任意合适位置摆设全站仪，选择对边测量连续式，输入中桩上棱镜高并照准棱镜进行测量。然后.再按离中桩由近到远的顺序测量横断面左部分的各个变坡点，则可获得横断面左部分的中桩点到最近变坡点之间、相邻变坡点之间的水平距离和高差。同样操作，可以获得横断面右部分的中桩点到最近变坡点之间、相邻变坡点之间的水平距离和高差。最后，根据获得的数据，选择合适的比例尺后就可以绘制横断面图，绘图既可以在现场边测边绘，也可以在室内绘制，既可以手工绘制，也可以计算机绘制。如果刚才设站的位置合适，还可以测制其它位置的横断面图。当然，也可以选择对边测量放射式测制横断面图，操作方法大同小异。
三、放样路基边桩点
路基边桩的放样就是对路基坡顶点或坡脚点的测设，可根据路基设计横断面图或路基中心填挖高度或深度进行放样。下面以路基中心填挖高度或深度放样路基边桩为例，介绍利用全站仪对边测量放射式放样路基边桩的原理与过程。
1、对边测量放样路华边桩原理
由路基中心填挖高度或深度放样边桩需要首先解决的问题是计算出中桩到边桩点的水平距离。如图3至图6示意了各种路基情形，其中B为路基设计宽度或路基与两侧边沟设计宽度的总和，1:m, 1:m1 ,1:m2为路基边坡设计坡度，H为路基中心填挖高度或深度(其值可由路基面设计高程Hr减去中桩高程Hz而得)，hl,h2为中桩至边桩的高差，L1,L2为中桩至边桩的水平距离。如果以1:m表示路基边坡设计坡度、h表示中桩至边桩的高差(其值有正负)，并且规定当边坡高于设计路基面时，m值为正，低于设计路基面时，m值为负，则可得中桩到边桩的水平距离L的通用计算公式为:
L=B/2-m(Hr-Hz-h)
如果实测中桩到边桩的高差和水平距离，用高差代入上式可计算出路基中桩到边桩的水平距离，计算的水平距离与实测的水平距离应该是相等的。反之，若实测的水平距离与计算的水平距离差值较大(超出精度允许范围)，说明在横断面方向上所测位置不是边桩，其差值就是所测点沿横断面方向到设计边桩位置的大概水平距离。若在实地按差值进行改正后，再实测水平距离和高差，并计算水平距离，然后再比较实测水平距离与计算水平距离的差。反复操作会发现差值越来越小，最后趋于零，此时，所测点就是边桩点。这种反复的操作，正好是全站仪对边测量的放射式所具有，如图2放射式所示的P1就是中桩点，P2,P3等就是放样过程中的棱镜所在的地面点，或称准边桩，Pn则是最后放样出的边桩点(在路基边桩放样这种情况下，P1,P2.... .pn其实是在一条直线上的，为了图上表示方便，把它们原来的位置移到另外的位置来表示)。这就是对边测量放样路基边桩的原理。
2、对边测量放样路从边桩的过程
对边测量放射式放样路基边桩，需配上caslofx-4800P编程进行数据处理，下面介绍操作过程。
(1)在任意合适位置摆设全站仪，并且选择对边测量放射式。
(2)运行CASIO fx-4800P的边桩放样程序，输入一些必要的数据，即路基设计宽度B、路基设计坡度的分母m、路基面设计高程R、中桩高程Z、地面概略坡度的分母P(其值正负号的规定与m同理，即准备放样的边桩的位置高于中桩时，其值取正，低时取负，大致同一高度时输入一个很大的正数，例如999999999)、边桩放样的限差J。然后，程序显示中桩至边桩的大约水平距离，作为放样时确定边桩大概位置的参考。之后，程序处于等待输入水平距离和高差状态。
(3)在中桩竖立棱镜，全站仪上输入镜高并测量，然后沿横断面方向在设计边桩的大概位置竖立棱镜，全站仪上输入镜高并测量，可得中桩至准边桩间的水平距离和高差。
(4)在CASIO fx-4800P输入获得的水平距离和高差，程序自动计算和比较，输出准边桩与设计边桩在横断面方向的距离差。距离差为正时，表示准边桩点离中桩近了，须往远处调整;距离差为负时，表示准边桩离中桩远了，须往近处调整。之后，程序又处于等待输入水平距离和高差状态。
(5)根据差值调整棱镜到新点再测量(镜高有变化时，须重新输入镜高)，获得新的中桩至准边桩间的水平距离和高差。
(6)重复4和5步操作，直到距离差符合放样精度要求为止，此时，程序显示字符`OK"，可以在实地钉出边桩。
(7)重复2和6步操作，放样出另一边桩。
若设站位置合适，还可以继续放样其它横断面上的边桩。
3、对边测量放样路基边桩的CASIOfx-4800P程序
( 8) “OK”若精度合格，则放样边桩成功。
4、某船坞1号隧道刷洞门的测量工作中就充分利用了对边测量，起到了很大的作用。
首先是对洞口所在段的地形进行断面测量，先放出三米一个的中线桩及每个中线桩法线上左右5米.10米.15米.20米……桩，测出各点高程，然后以各个里程的中线桩为起点沿法线方向，利用对边测量的折线式测量测出每个里程的横断面，在沿所放桩位对应点垂直于法线方向测出纵断面，这样洞口段地形测量外业工作就做完了，做内业资料不用计算，只要在现场记录好测量的每个断面每个变化点的高差和平距就行了，然后根据资料很快就能画出纵横断面图，在根据设计图纸确定洞门边仰坡坡脚位置及高程，指导我们下一步的施工工作。
有了依据，我们就开始刷坡了，由上往下刷，先放出洞门边仰坡的坡脚桩（看地形定几米放一个），然后用射线式测量依据一个高程控制点，测出所放的桩与它的几何关系，算出各坡脚桩高程，在用射线式测量利用每一个坡脚桩垂直于法线方向按坡度放出坡顶桩及其高程，然后开始刷坡，每下刷3-5米进行支护时检查一次坡面对不对，在刷坡过程中，现场的计算也比较简单，就依据所测高差及设计坡度算出距离坡脚桩或坡顶桩的平距，利用对中杆测量直至测到现高程处的坡脚桩，就这样一步一步的控制施工，如果设计坡脚桩被毁后而且不能放出来时，可以依据坡顶桩来测，直到刷到洞顶高程处，左右的边坡也是同样的方法，直至整个洞門刷出来。在以上的刷坡过程中我们都是依据坡脚或坡顶桩用射线式测量在控制施工。
由此可以看出全站仪对边测量功能在施工测量中起到了很大的作用，能又快又准确的反映实际地形，有效的指导施工，而且又没有繁琐的计算工作，很大程度的提高了测量工作的效率，为下一步施工的进行争取了时间，打好了基础。高铁对工程内外质量的要求都非常严格，我们的洞门边仰坡成型后，受到了业主及监理单位的高度表扬，而且许多兄弟单位都来参观学习，为公司取得了荣誉，在其中对边测量是功不可没。
结语：
测制横断面图和放样路基边桩的方法很多，而采用全站仪对边测量方法则较灵活方便，首先是能快速获取观测量，其次是可在任意合适位置设站且无须知道设站点的坐标、高程和仪器高，再次是只要通视条件和距离条件允许，设置一站可以测制多个横断面图、放样多个横断面的边桩。其它工程测量作业，假如只需求两点间的距离(斜距和水平距离)或高差，在精度允许的条件下，也可以使用全站仪的对边测量进行作业。工程测量的各种操作实际是测角、测距、测高的组合使用，而对边测量可以同时进行测距和测高，且与设站点位置与高程无关，显得灵活方便。因此，对边测量在工程测量上应有较广的应用前景。
参考文献：
[1] 铁路测量[第二版] . 中国铁道出版社.2000.北京
[2]，徐忠阳. 全站仪原理及应用[M]. 北京：解放军出版社.2003