任务3 已知点的坐标放样

学习目标

1. 掌握已知点的坐标放样方法与步骤；

2. 使用全站仪运用已知点坐标放样的方法进行点的坐标放样。

任务描述

通过多媒体资源、教师讲解和实训场地现场实操，使学生能够进行已知点的坐标的放样。

学习引导

本学习任务沿着以下路线进行学习。

3.1　任务支撑知识

测设点的平面位置常用的方法有极坐标法、直角坐标法、全站仪法和角度交会法。放样时，应根据控制网的形式、控制点的分布情况、地形条件以及放样精度，合理选用适当的测设方法。

（1）极坐标法　极坐标法是指在建立的极坐标系中，通过待测点的极径和极角，也就是根据水平角和水平距离测设点的平面位置的方法。此方法适用于经纬仪配合测距仪或全站仪测设。

在施工现场通常是以导线边、施工基线或建筑物的主轴线为极轴，以某一个已在现场标定出来的点为极点。放样时先根据待测点的坐标和已知点的坐标，反算待测点到极点的水平距离D（极径）和极点到待测点方向的坐标方位角，再根据方位角算出水平角β（极角），然后由D和β进行点的放样，在这里D和β称为放样数据。

如图2-7所示，A、B为地面上已有的控制点，其坐标分别为（x_A，y_A）和（x_B，y_B），欲测设P点，其设计坐标为（x_P，y_P）。则：

其中：

测设时，在A点安置经纬仪，瞄准B点，先测设出β角，得AP方向线。在此方向线上测设水平距离D_AP，即得到P点。

（2）直角坐标法　直角坐标法是根据直角坐标原理测设地面点的平面位置。当施工现场已建立互相垂直的基线或方格网时，可采用此法。

如图2-8所示，OA、OB为两条互相垂直的基线，待测的轴线与基线平行。这时可根据设计图上给出的M点和Q点的坐标，用直角坐标法将构造物的四个角点测设于实地。

首先在O点安置经纬仪，瞄准A点，由O点起沿视线方向测设距离15m定出m点，由m点继续向前测设距离35m定出n点；然后在m点安置经纬仪，瞄准A点向左测设90°角，沿此方向从m点起测设距离25m定出M点，再向前测设距离20m定出P点。将经纬仪安置于n点同法测设出N点和Q点。最后应检查构造物的四角是否等于90°，各边长度是否等于设计长度，误差在允许范围内即可。

上述方法计算简单、施测方便，测设点位的精度较高，应用较为广泛。

（3）全站仪法　由于全站仪能适应各类地形情况，而且精度高、操作简便，在生产实践中已被广泛采用。采用全站仪测设时，将全站仪置于测设模式，向全站仪输入测设站点坐标、后视点坐标（或方位角），再输入待测设点的坐标。准备工作完成后，用望远镜照准棱镜，按相应的功能键，即可立即显示当前棱镜位置与待测设点的坐标差。根据坐标差值，移动棱镜的位置，直至坐标差为零，这时所对应的位置就是待测设点的位置。

3.2　任务技能训练

3.2.1　目的

能够进行点的坐标放样。

3.2.2　仪器与工具

（1）每小组到仪器室借领：全站仪1台，三脚架2个，棱镜1个，花杆1个，记录板1块。

（2）自备：铅笔、计算器、计算用纸、小刀等。

3.2.3　内容与要求

（1）能够熟练运用点的坐标放样的相关知识。

（2）能够使用全站仪进行点的坐标放样操作。

（3）配合《公路工程施工测量实训手册》实训任务4、5进行技能训练。

3.2.4　参考资料

《道路工程测量》《公路工程施工测量》和《公路工程施工测量实训手册》。

3.2.5　实训步骤

（1）对中整平全站仪，进行测站定向工作

① 输入测站点点号A，在全站仪中输入已知点的坐标和高程，确认后量取和输入仪器高。

② 询问和输入后视点点号B，全站仪自动提取对应已知控制点的坐标和高程，询问和输入后视点棱镜高，最后回报确认后视点点号及棱镜高。

③ 望远镜瞄准后视点棱镜，然后按测量键并确认，完成测站后视定向工作。

（2）开始放样工作

① 输入放样点点号，输入放样点的坐标和高程，并显示放样点与测站点的方向和距离。

② 将水平度盘旋转到放样点方向，并锁定水平度盘，使用望远镜粗瞄，指导司尺员到达预定放样点方向上，通知司尺员面对仪器方向向左/向右移动棱镜杆。

③ 指导司尺员调整棱镜，使棱镜在望远镜视线以内，最终到达全战仪望远镜十字丝附近，然后测量距离，全战仪显示当前棱镜位置的前后偏距，并通知司尺员相对仪器延长/缩短的距离。

④ 接近放样点设计坐标位置处时，望远镜瞄准棱镜杆根部，指导司尺员调整方向，使得棱镜杆根部位于望远镜竖丝方向上，然后拨动竖直方向瞄准棱镜，再次测量距离，再次通知司尺员相对仪器延长/缩短的距离，直至最终放样点的方向和距离的偏距都满足放样精度要求（在以上放样过程中，水平度盘始终锁定在放样点的方向上，测量员须指导司尺员来调整棱镜位置到达指定的方向）。

⑤ 确认并通知司尺员钉桩，在桩位处再次立好棱镜后，询问棱镜高，测站修改棱镜高后，进行测量并记录实际放样点的坐标和高程。

3.2.6　实训数据

根据放样数据，在实地中放样长方形具体位置，采用点坐标放样的基本方法。

如图2-9所示长方形，后视点坐标为（30，10），A点坐标（30，30），B点坐标（30，60），C点坐标（65，60），D点坐标（65，30）。根据上述点坐标在实地中放样出长方形的位置。填写表2-6。

根据上述计算的放样数据，进行长方形点坐标的放样，并写出放样步骤。

3.3　学习效果评价反馈

学习效果评价反馈表见表2-7。