“BIM+ 智能全站仪”测绘水稳施工技术

1 引言

随着社会经济建设的不断进步，生产技术水平也得到了很大提高，智能化已经成为发展的主流。建筑行业作为国民经济建设的重要部分，对促进社会发展有积极作用。全站仪作为建筑测量最重要的机械设备之一，如今已逐渐进入智能化的发展中。作为现代科技的产物，全站仪可以实现远距离测量，同时利用计算机信息技术完成数据的整理、分析和存储，是具备综合性和实用性的设备。全站仪属于测量仪器类别，对提高测量精确度、实现测量工作的标准化发展、降低测量难度有很大作用。现代建筑生产十分重视全站仪的应用，希望通过高效、精确的测量，为工程建设提供科学数据，提高生产建设的可靠性。

2 全站仪的选择

2.1 传统全站仪放样

（1）作业效率低

全站仪在作业过程中，需要一个观看仪器，一个人记录数据、一个人跑尺；同时受通视距离影响，还需要经常搬动仪器。

（2）需要通视

两点之间通视不好或者无法通视，那么仪器就无法后视，自然就不能进行测量。

（3）测程短

虽然理论上全站仪在三棱镜的支持下可做到 3 公里左右的测程，但由于其望远镜放大倍率和必须通视因素的影响，一般都用来做1 公里内的测量。

（4）误差大

受到温度、气压等外部环境影响，当距离超过一定范围，放样的误差也会随之增加。

2.2 RTK 智能全站仪放样

（1）作业效率高

在一般的地形地势下，高质量的 RTK 设站一次即可测完 5km 半径的测区，大大减少了传统测量所需的控制点数量和测量仪器的“搬站“次数，仅需一人操作 , 每个放样点只需要停留 1\~2 秒，就可以完成作业。在公路路线测量中，每小组 (3 \~ 4 人 ) 每天可完成中线测量 6～8km , 在中线放样的同时完成中桩抄平工作。若用其进行地形测量，每小组每天可以完成 0.8～1.5km2 的地形图测绘，其精度和效率是常规测量所无法比拟的。

（2）定位精度高，没有误差积累

只要满足 RTK 的基本工作条件，在一定的作业半径范围内 ( 一般为 5km )，RTK 的平面精度和高程精度都能达到厘米级，且不存在误差积累。

（3）全天候作业

RTK 技术不要求两点间满足光学通视，只需要满足“电磁波通视和对空通视的要求”，因此和传统测量相比，RTK 技术作业受限因素少 , 几乎可以全天候作业。

（4）RTK 作业自动化、集成化程度高

RTK 可胜任各种测绘外业。流动站配备高效手持操作手簿，内置专业软件可自动实现多种测绘功能，减少人为误差，保证了作业精度。

3 “BIM+ 智能全站仪”水稳施工技术特点

“ 智能型全站仪”测绘水稳施工，它基于三维几何数据模型，集成了建筑设施其他相关物理信息、功能要求和性能要求等参数化信息，并通过开放式标准实现信息的互用。基于BIM 的三维激光测量定位系统，通过使用BIM 模型进行定位放样，采集实际建造数据更新 BIM 模型，采用实际建造数据与 BIM模型对比分析进行施工验收，把BIM 模型带入施工现场。使BIM 模型中的三维空间坐标数据能够驱动智能型全站仪进行测量，从而将 BIM 技术实实在在地融入施工过程中。并在质量、安全、进度、经济等四方面给项目带来效益。

4 “BIM+ 智能全站仪”水稳施工技术

4.1 水稳施工质量要求：

4.1.1 土方回填质量要求

待地梁施工完成时，以 30cm 厚土方分层回填压实，碾压机械压实填方时 ,应控制行驶速度 , 一般不应超过平碾 :2.2km/h ，振动碾 : 1.6km/h 。碾压完成后用RTK 按照模型数据标高 ±5cm 的标准进行验收。

4.1.2 水稳回填质量要求

水稳基层表面应坚实平整 , 不得有浮灰 , 用 12t 压路机碾压无明显轮迹，七天无侧限抗压强度应达到 3.9（MPa）。铺设后使用 RTK 按照模型标高 ±10mm 的标准进行验收。

4.2BIM+ 智能全站仪”水稳施工工艺流程

建立模型→校核控制点，布设三级控制网→准备模型数据→建立坐标系→创建设站控制点→创建放样点→上传及下载放样数据→搭设放样环境→设置测站→施工测量放样

（1）建立模型建立水稳施工的BIM 模型。

（2）校核控制点，布设三级控制网

以二级控制点为基准 , 测量人员使用全站仪以极坐标法测设本工程定位控制网。（3）准备模型数据将已通过审批的BIM 模型中，设置需要测量放线点位布置。（4）建立坐标系在进行测量前需要建立测量用的坐标系。（5）创建设站控制点将已知的控制点录入到RTK 中。（6）创建放样点在测量放样选项中输入我们的放样点，并保存。（7）上传及下载放样数据将模型导出的放样点位导入进RTK 中。（8）搭设放样环境提前对需要设置测站的区域进行相应的布控。比如地面硬化等一些措施。（9）设置测站在搭设好的放样环境中设置我们的测站。（10）施工测量放样当所有的一切准备就绪时，就可以进行测量放样。4.2 主要软硬件4.2.1 全站仪主要硬件 :（1）全站仪主机 : 用于指示、测量放样站点位的设备，其放大倍率 :32 倍 ;测角精度:2 秒; 测距精度:1mm; 高速测距精度 :2mm_⨀ 。（2）外业平板电脑 : 即手持终端，导入 BIM 后的模型，用于控制和选择测量或放样点，可直观连接和设置全站仪。（3）三脚架 : 支撑及固定全站仪主机，可根据需要调整高度及角度。（4）全反射棱镜及棱镜杆 : 用于点位在地面上测量及放样，与主机智能连接后准确定位，实时动态跟踪。4.2.2 主要软件包括 :（1）Trimble Field Link 软件 : 连接内业到外业 (BIM 到现场 ) ; 可视化放样、采集现场数据、计算误差、输出工作报告、拍摄实时视频等。（2）基于 REVIT 及 CAD 的测量及放样点位插件 : 把点位在模型中选取并设置完成，导出到 Trimble Field Link 软件，操作软件可指挥智能型全站仪现场放样。4.3 测量放样工作原理 :（1）从 BIM 模型中设置现场控制点坐标和建筑物结构点坐标分量作为 BIM模型复合对比依据，在BIM 模型中创建放样控制点。（2）在已通过审批的 BIM 模型中，设置需要测量放线点位布置，并将所有的放样点导入 Trimble Field Link 软件中。（3）进入现场，使用 BIM 智能型全站仪对现场放样控制点进行数据采集，即刻定位智能型全站仪的现场坐标。（4）通过平板电脑选取 BIM 模型中所需放样点，指挥智能型全站仪发射红外激光自动照准现实点位，实现“所见点即所得”，从而将 BIM 模型精确的反应到施工现场。

5 经济效益分析

通过项目的应用实践， BIM+ 智能型全站仪测量技术的引入，与传统的全站仪进行比较，不仅提高了整体施工效率，相对于传统放样方法人员投入 3-4人也要少一倍，只需 1-2 人即可，放样速度在 200-250 点位 / 工作日，节省测量人员 1-2 人，总体人工 50% 左右，节省工期 20% 以上。因此 BIM 技术与智能全站仪的集成可以最大可能地把人从施工现场繁琐的工作中解脱出来。

6 结论

与传统全站仪测量方法相比，BIM 与智能型全站仪集成放样 , 精度可控制在 3 毫米以内，而一般建筑施工要求的精度在 1\~2 厘米，远超传统施工精度。传统放样最少要两人操作，BIM 与智能型全站仪集成放样，一人一天可完成几百个点的精确定位, 效率是传统方法的6\~7 倍。