导线测量观测方法的探讨.doc

导线测量观测方法的探讨【摘要J在导线测量观测过程中，充分利用全站仪的各种功能，将各项改正置入仪器，让其自动改正，简化外业观刚步骤，直接观测导线的水平方向折角、平距和高差、仪器高和现高等要素，能获得和常规测量方法同样的精度。【关键词I导线测量;全站仪;平距和高差;改正设置【中图分类号】段14【文献标识码B在测量发展的过程中，随着测绘仪器技术的发展，布设控制的方法经历了三角网(锁)测量、边角网测量、导线测量和cPs测量等不同阶段。GPS测量由于价格昂贵使其应用范围受到一定限制，而一般测量单位都有导线测量需要的经纬仪、测距仪、全站仪等设备，因此建立控制常用方法还是导线测量。在测量工作中，一级以下控制常用导线布设，与其他控制方法相比较，导线布设方便灵活，只需相邻两导线点相互通视。在平坦而荫蔽的地区及城市和建筑区，具有较大的优越性。随着测绘仪器技术的成熟，全站仪的功能更加完善和智能化，导线测量的常规测量方法可以用更简单的新观测方法来代替，完全能满足测绘生产和规范的要求。我单位在两河口水库勘界测区中，布设的导线就是利用这种新方法进行观测，精度完全满足规范要求。现以拓普康全站仪为例对具体观测过程进行讲述。S，二s，十a+L今(a是加常数，L为乘常数)(2)利用对向观测垂直角和S，算导线边平距D:1导线测量常规方法1.1导线观侧方法导线测量观测要素:水平方向折角、垂直角、斜距、测距时主站的气压和温度、仪器高和靓高、主机高和镜高。=(1/2)。1，一理、，+尸少(3600XS，)eosa、，(:，一i，一i，+无，)一Cos。，、(。、一k，)地球曲率和大气折光对垂直角的影响分别为口二S，补叭2R)和c二S;知，/(2左)，则地球曲率和大气折光对垂直角的综合影响为沪二口一。二(1一k)5，丫7(2R)，其中R是地球平均曲率半径，k是测区大气折光系数，厂二加62650导线边平距:D工二S、cos恤十口一。)二S:cos(。十刀、目前导线测量一般用于一级导线以下控制布设，其平均边长小于400m，可以不考虑地球曲率的影响、则水平距离D，即为导线两端点在平均高程面上的弧长，可以达到精度要求。(3)导线点间的高差气，=(风，一从、)/2二Dlg扛(嘶l一。I，)/2+(i、+。J)/2一(i，+。，)/2+D圣(瓜，一kl，)/(ZR)在对向卿中由于大气折光系数大致相同即(气，秽kl、)，则有D(无，一k;，)/(ZR)“0甄=即g仁(气1一伪，)周十(i，一叼/2-(il柳1)/2(4江按以上方法计算其他各导线边的平距及高差，根据观测的水平方向转折角及计算的导线平距及高差按相应公式平差计算导线点的坐标和高程成果。图1导线测量观测过程导线测量的观侧过程(见图1)，在A点设站观测的要素:水平方向左折角几、A点到l点的垂直角气，、斜距S，、测站测距时周围的气压尸l和温度tl(尸，和t;现场查取直接置人仪器自动改正)、仪器高和侧距主机高降J用全站仪观测日寸测距主机高和测站仪器高相等)i，、规高。，、镜高为气;在1点设站观测的要素:水平左折角刀，、1点到A点的垂直角al朴仪高i，、规高。;，按以上方法依次观测，直至已知控制点B为止。1.2，一利用观测要素进行各项改正和计算(l)对观测斜距进行加、乘常改正:2导线测量新方法导线测量新方法的原理就是将仪器的加常数、乘常数、气压、温度、大气折光、地球曲率、垂直角指标差等各项误差置人仪器，让其自动改正，直接观测导线的水平方向折角、平距和高差、仪器高和规高等要素。具体作业方法如下。2.1观测前的准备工作加常数改正:在全站仪中没有直接改正加常数的设置，收稿日期2006一06一06作者简介杨先绪(1970一)，男，四川乐至人，高级工程师，从事城市测量和管理工作。128四)IJ建筑第26卷2006.9麒姗骥珊赣嘟黝由于它和棱镜常数对每一导线边的影响都是一个固定值，设素:水平折角月，、平距几，、几2，高差气、仪器高11、规高想求加常数和棱镜常数的于撒和，其和值作为名义棱镜常数即一，按此法依次观测，直至已知控制点刀为止。进行设置。2乃平差计算垂直角指标差改正:利用垂直角零点差的校正和仪器系导线边平距:D，二(仇，+几，)/2统误差补偿的改正来校正，准确测量仪器垂直角指标差，在导线高差:全站仪上进行校正，此项误差设置应反复进行多次，使垂直h一(气，+i，一。，)一(h1，+i，一:，)/2二角指差对距离和高差影响降到最小。表1即为垂直角指标(hA，一气，+i，一i】一:，十:;)/2差为5时，对距离和高差产生的影响误差表。按以上方法计算导线其他点间的平距和高差，最后平差表1垂直角指标差为5即时对距离和高度的误差影响(cm)计算导线点的坐标和高程成果。、距距离离looo3ooo5ooo7OOO9oooDDDhhhDDDhhhDDDhhhDDDhhhDDDhhh44400mmm0.02220.93330.05550.97770.09990.98880.12220.99990.15550.999933300mmm0.01110.73330.04440.73330.06660.73330.08880.73330.11110744422200mmm0.01110.48880.02220.48880.04440.49990.06660.51110.08880.511111100mmm0.01110.24440.02220.24440.02220.24440.03330.25550.04440.25553两种观测方法实例比较当垂直角指标差为2时对距离和高差的影响误差见表2。表2垂直角指标差为妙时对距离和高差的误差影响亡m)距距离离looo30005ooo7。9oooDDDhhhDDDhhhDDDhhhDDDhhhDDDhhh44400mmm0.02220.39990.02220.39990.04440.39990.05550，4000006660.399933300mmm0.00000.2999O，0222029990.03330.29990.03330.28880.05550.300022200mmm0.00000.19990，01110.19990.01110，20000.02220.20000.03330.200011100mmm0.00000.10000.0111住09990.01110.0999001110.10000.01110.1000导导线线常规观测方法法新观测方法法边长差值值高差差值值编编号号号号号号号号号号号号号号号号号号号号号号号号号号号(】们】1勺)(。m)边边边长(m)高差(m)边长(m)高差(rn)AAA一111127.457222一不.271111127.455555一4.272555+1.777+1.444lll一222237.421555+1.312444237.422777+1.313000一1.222一0.666222一333134.185444+().931999134.185000+0.932000+0.444+0.111333一44497，315777+().42477797.315888+0.424666一0111+0.111444一555111.355777一二1.047111111.354888一3.046000一0.999一1.111555一666225.412777十.514777225.414222+1.516999一1.555一2.222666一777149.215111+二:.丘14555149215000+2.513999+0.111+0.666777一BBB157.693222+二;.154111巧7、693555+5.155222一0.333一1.111现以两河口水库勘界测区中布设的一条二级导线为例进行观测方法的比较。该导线共计8条边，用拓普康全站仪按两种方法进行观测，常规观测方法用时80min，新方法用时60min，加常数a=0.93mm，乘常数L=2.32m耐km，大气折光系数无二1.4。将两种方法观测的数据分别计算出导线边长平距和高差如表3。表3两种观测分法结果的比较二刻常规酬方法新观测方法。、。、。、。从表l、表2可以看出当一定指标差时，距离及垂直角愈大，则对边长和高差的影响愈大，而边长和垂直角愈小，其影响较小。因此在观测一、二级等较长导线时，应按要求准确测量垂直角指标差，减小测量指标差的误差，增加测回数和观测方向，使观测指标差接近仪器指标差的真值，以使仪器准确地校正该项误差。乘常数、气压和温度改正:在全站仪中没有直接改正乘常数的设置，只有气象元素和气象元素改正值的设置，由于乘常数及气象元素二者改正都是与距离成比例的，所以设想将二者的代数和看作是名义气象元素改正值，置人仪器进行改正。拓普康全站仪气象改正公式为ra二十279.67-79.53P/(27315+t)xlo一石，现场查取测距测站周围的气象元素p和:，查表或利用计算器按上式求出T。，则置人仪器的名义大气改正值为，。和L(L为仪器乘常数)代数和，这样观测值就进行了乘常数、气象两项改正。大气折光和地球曲率改正:打开大气折光和地球曲率改正功能，大气折光系数k值根据测区不同地域输人不同值进行设置。通过以上几项操作，全站仪测出的平距就是已经过加常数、乘常数、垂直角指标差、气压温度、大气折光、地球曲率等误差的改正。2.2导线测量观测方法见图1，在A点设站观测导线要素:水平方向折角凤、平距马。高差气，、仪器高i，、规高:、在1点设站观测导线要从以上数据表明，其测距中误差为0.82mm，高差中误差为0.91mm，满足规范要求。以上差值是由于观测误差、各项改正设置误差:、仪器二次设站误差等因素造成。在实际观测中应根据不同等级精度，增