浅析一步测量法.doc

第 18卷 专辑 2009 年 12月淮海工学院学报 (自然科学版 )Vo l. 18 S. I.Jou rna l of H ua iha i In stitu te of Techno logy(N a tu ra l Sc ience Ed ition) D ec. 2008 DO I: 10. 3969 / j. issn. 167226685. 2009. S0. 032浅析“一步测量法 ”杜浩 1 , 袁志新 2 , 邹学海 3( 1长江南京航道工程局 , 江苏 南京210000; 2. 扬州市房地产测绘队 , 江苏 扬州225000;3. 连云港港口工程设计院有限公司 , 江苏 连云港222042)摘 要 :“一步测量法 ”即在图根导线选点 、埋桩以后 , 图根导线测量和碎部测量同步进行 。“一步测量法 ”对图根控制测量少设一次站 , 少跑一遍路 , 提高外业效率是明显的 。如果导线闭合差超 限 , 只需重测导线错误处 , 用正确的导线点坐标 , 对本站所测的全部碎部点重算就可重新绘图 , 因而 在数字测图中采用“一步测量法 ”是合适的 。关键词 :“一步测量法 ”;全站仪 ;碎部点 ;闭合差中图分类号 : P217文献标识码 : A文章编号 : 1672 26685 ( 2009 ) S0 20082 203在数字化测图中 , 使用全站仪测定碎部点位置的最常用方法是极坐标法 。“一步测量法 ”, 即在图 根导线选点 、埋桩以后 , 图根导线测量和碎部测量同步进行 。在一个测站上 , 先测导线点的角度 、边长等 , 然后进行碎部测量 。“一步测量法 ”满足了现场 实时成图的需要 。采用“一步测量法 ”作业 , 为提高 测图精度 , 可根据平差后的坐标值重新计算各碎部点的坐标 , 称碎部坐标重算 , 然后再显示成图 。如果 导线闭合差超限 , 只需重测导线错误处 , 用正确的导 线点位置 , 对本站所测的全部碎部点重算就可重新 绘图 。但这个返工过程只限于图根点的返工 ,而碎部 点原始测量数据仍可利用 ,闭合后重算碎部点即可 。图 1 中 , J , K, Q , T为已知点 , m , n, o, p 为图根点 , 1 , 2 , 3 ,为碎部点 ,其作业步骤如下 。( 1 ) 全站仪安置于 K点 (坐标已知 ) ,后视 J 点 ,前视 m 点 ,测得水平角 k 及前视天顶距 、斜距和觇标 高 。由 K点坐标即可算得 m 点的坐标 ( xm , ym , zm ) 。( 2 ) 仪器不动 ,后视 J 点作为零方向 ,施测 K测 站周围的碎部点 1 , 2 , 3 ,并根据 K点坐标 ,算得各碎站点的坐标 。根据碎部点的坐标 、编码及连接信息 ,在显示屏上实时展绘碎部点并连接成图 。( 3 ) 仪器搬至 m 点 ,此测站点坐标已知 ( xm , ym , zm ) ,后视 K点 ,测得水平角及前视垂直角 、斜距和目 标高 ,可算得 n点坐标 ( xn , yn , zn ) 。紧接着后视 K点作为零方向 ,进行本站的碎部测量 ,如施测碎部点 8,1 “一步测量法 ”的施测过程9, 10,并根据 m 点的坐标 ,算得各碎部点坐标 ,实时展绘碎部点成图 。同理 ,依次测得各导线点和碎部点坐标 。“一步测量法 ”的步骤归结为 :先在已知坐标 的控制点上设测站 ,在该测站上先测出下一导线点(图根点 )的坐标 ,然后再施测本测站的碎部点坐标 ,并可实时展点绘图 。搬到下一测站 ,其坐标已知 ,测 出下一导线点的坐标 ,再测本站碎部点 。( 4 ) 待导线测到 p 测站 ,可测得 Q 点坐标 ,记作Q 点 。Q 坐标与 Q 点已知坐标之差 ,即为该附和导线 的坐标闭合差 ,由此可算出导线全长相对闭合差 。若导线全长相对闭合差在限差范围之内 ,则可平差计算以附合导线为例加以说明 (见图 1 ) 。图 1 一步测量法示意图收稿日期 : 2009 210 211; 修订日期 : 2009 211 210作者简介 :杜浩 ( 1962 - ) , 男 , 安徽安庆人 , 长江南京航道工程局工程师 , 主要从事航道工程测量及研究 。标 ,称碎部坐标重算 ,然后再显示成图 。若闭合差超限 ,则想办法查找出导线错误之处 ,返工重测 ,直到闭 合为止 。但这个返工过程只限于图根点的返工 ,而碎部点原始测量数据仍可利用 ,闭合后重算碎部点即可 。213导线点和碎部点的坐标计算( 1 ) 各图根点的坐标增量改正值 : fx Vx i=S iS。 fy Vy i=S iS2 “一步测量法 ”的平差计算( 2 ) 各图根点的改正后坐标增量 :211 角度闭合差的计算以图 1 为例 ,首先根据起始边已知坐标方位角 和角度观测值 i ,可以计算出实测的终边坐标方位角 a 终 ,角度闭合差的计算公式为 : f = a 终 - a终 。参照表 1 图根导线测量的技术要求 : f f限 。 当 f不超限时 , 将 f反符号平均分配到各观测角中 。再根据起始边的已知方位角及改正后的转折角 , 推算其他各边的坐标方位角 ai 。xi = xi + Vx iyi = yi + Vy i( 3 ) 各图根点的坐标计算 :。+ xi+ yixiyi= xi - 1= yi - 1。214各碎部点的坐标计算通过上述步骤已经得到了各个测段的差后坐标 , 由于平差计算的是各导线点 (间的相对关系 , 对碎部点到导线点 (图根表 1 图根导线测量的主要技术要求关系部产生影响 , 所以碎部点相对于设站比例尺1 5001 1 0001 2 000附合导线长度 /m平均边长 /m导线相对闭合差 测回数 DJ6方位角闭合差 / ( )测距900801 8001501 /4 000140 n3 000250不变 , 可以直接通过水平角和平距计算各的坐标 。各碎部点坐标计算公式为+ S i co s ai。xi= x设站点y = y + S sin ai 设站点ii光电测距 级 (方法 :单程 1 测回 )注 : n 为测站数实例3212 导线相对闭合差的计算由计算得到的各边坐标方位角和各边长计算各 图根点的坐标增量311 原始测量数据“一步测量法 ”数据采集图及原始数图 2 和表 2。X iX i= S i co s ai= S i sin ai,312角度闭合差的计算( 1 ) 由角度闭合差的计算公式得f = a终 - a终 = - 30 。而产生纵坐标增量闭合差和横坐标增量闭合差fx = xify = yi计算导线全长闭合差 fD :fD =导线相对闭合差 K: fD ( x终( y终x始 ),y始 )-( 2 ) 参照表 1 图根导线测量的技术要f= 40 n = 1 29 ,限f = - 30 f限 。f 不超限 , 将 f 反符号平均分配到各观测 据起始边的已知方位角及改正后的转折他各边的坐标方位角 ai 。22fx+ fy 。 1 。K =S S / fD参照表 1图根导线测量的技术要求 : fD 1 K限 。K =S S / fD84淮海工学院学报 (自然科学版 )2009年 12月表 2“一步测量法 ”的原始数据差后坐标 ,由于平差计算的是各导线点 (图根点 )之间的相对关系 ,对碎部点到导线点 (图根点 )的相对 关系部产生影响 ,所以碎部点相对于设站点的位置 不变 ,可以直接通过水平角和平距计算各个碎部点 的坐标 。各碎部点坐标计算公式为设站点后视点前视点水平角 / 平距 /m备注B B B112233444A A A B B11223331672839410C ( 5 )1112230. 323767. 4235137. 1212180. 004298. 5028170. 392287. 2433236. 4837106. 0939192. 1425141. 4213117. 2138204. 952101. 39589. 436200. 130127. 33445. 153263. 443278. 059161. 471451. 692300. 803191. 399导线碎部 碎部导线 碎部导线 碎部 导线碎部 导线 碎部碎部+ S i co s aixi= x设站点+ S sin ay= y设站点iii表 4 各图根点的坐标增量改正值点号x坐标增量改正值 /mmy坐标增量改正值 /mm1234- 3- 3- 1- 15- 13- 13- 14- 12 C ( 5 ) 4 D 260. 5901 已知点 B 点坐标 ( 3 020. 348 , - 9 049. 801 ) , 方位角 226. 4459; 已知点 C ( 5 )点坐标 ( 3 702. 437 , - 10 133. 399 ) ,方位角 57. 5931。 C ( 5 ) - 39 - 12 表 5 各图根点的改正后坐标增量313 导线闭合差的计算由计算得到的各边坐标方位角和各边长计算各 图根点的坐标增量 (见表 3 ) ,从而产生纵坐标增量 闭合差和横坐标增量闭合差 :点号改正后 x坐标增量 /mm改正后 y坐标增量 /mm1234C ( 5 )261015251444- 12128122711184151782- 2031307- 1981518- 3441949- 1601407- 1561418fx = xify = yi计算导线全长闭合差fD =导线相对闭合差 K:fD( x终( y终x始 )y始 )= 0. 051;-= 0. 064。-表 6各图根点的坐标计算22点号x坐标 /my坐标 /mfx+ fy= 0. 082。1234C3046.3071.3059.3286.3702.363802504628437- 9253.- 9451.- 9796.- 9956.- 10133.098607546960399 1 1 K =。18000ss / fD参照表 1图根导线测量技术要求 K限 = 1 / 4 000: fD 1 1 K = K限 。18 0004 结束语采用“一步测量法 ”,不仅可改善作业组织和分 工形式 ,有利于充分利用各类仪器设备和人力资源 ; 而且还可以加快作业速度 ,提高工作效率 ,大大体现 了“一步测量法 ”与传统数字测图法的区别和优势 。ss / fDK值不超限 ,将 fx 和 fy 反符号按距离平均分配到各图根点的坐标增量中 ,由此得到各坐标增量的改正数 。表 3 各图根点的坐标增量点号x坐标增量 /my坐标增量 /m261018251447- 1212802271134- 2031294- 1981505- 3441935- 16013951234参考文献 : 1 蒋辉 ,刘三枝 . 数字化测图技 术及应用 M . 北京 : 国防工业出版社 , 2006.潘正风 ,程效军 . 数字测图原 理与方法 M . 武汉 : 武 汉大学出版社 , 2004