第五章导线测量

控制测量技术辽宁省交通高等专科学校1第五章导线测量控制测量技术辽宁省交通高等专科学校25.1概述电磁波测距导线在现场已愈来愈多地获得应用。电磁波测距导线优点：1）导线仅需前后二个方向通视，因而易于选点，便于观测；2）导线各边长均直接观测，测边精度很高；3）导线网的平差也不如三角网复杂。导线缺点：1）导线各边方位角的传递误差比相应的三角网大；2）导线的控制面积小；3）为了将精密测距边长归化为水平距离，还要比较精确地测定导线点的高程。控制测量技术辽宁省交通高等专科学校35.2单导线的精度分析5.2.1支导线方位角中误差和终点位置误差1．支导线的方位误差支导线的方位角最弱边位于距起始方位角最远的导线终边。终边n的推算方位角则为：中误差为mβ：nmmnT180nTTn210n控制测量技术辽宁省交通高等专科学校4niinninTDyTx111i1sincosD22222206121LmnnnDmmLnmmTuDt直伸导线，终点的纵向误差主要由测距误差所引起；横向误差主要由测角误差和起始方位角误差所引起。2．支导线终点位置误差终点坐标计算公式为：导线终点坐标误差公式为：控制测量技术辽宁省交通高等专科学校55.2.2符合导线方位角中误差和点的位置误差符合导线有方位符合导线、方位和坐标附合导线，还有坐标符合导线（又叫无定向附合导线）。1．方位附合导线方位角中误差41nmmT控制测量技术辽宁省交通高等专科学校62．方位附合导线终点位置误差对于“等边直伸”的方位符合导线，Ti=0,D1=D2=…=Dn。此时终点纵向、横向位置误差公式：212212222220LmnnnDmmLnmmTuDt控制测量技术辽宁省交通高等专科学校73．方位和坐标附合导线方位角中误差当单导线两端均附合在已知坐标点和已知方位角上时，产生方位角附合条件和坐标附合条件。任意形状的附合导线讨论起来比较复杂，这里讨论等边（D1=D2=…=Dn=D）直伸形附合导线的最弱边方位角中误差公式。161nmmT控制测量技术辽宁省交通高等专科学校84．方位和坐标附合导线中点位置误差对于两端均有方位角和坐标控制点的等边直伸附合导线，最弱点位于导线中点。方位和坐标附合导线中点（最弱点）位置误差：1n1924n2n2nnDmm4nmm2uDt控制测量技术辽宁省交通高等专科学校95.2.3无定向坐标符合导线中点位置误差无定向坐标附合导线：导线两端各有一个高级点。)1(612mmaxTnnnm1626232nnkknnmmkT2．任一边方位角中误差对于等边直伸无定向导线，第k边方位角中误差公式：mT最大在导线的两端。当k=1时有：1．闭合边条件方程式设A点为坐标原点，AB与x轴方向一致，闭合边长度为L。控制测量技术辽宁省交通高等专科学校103．任一点的纵、横坐标中误差等边直伸无定向坐标附合导线点位中误差最大的点在导线中间。最弱点的纵、横坐标中误差当n为奇数时，以k=(n+1)/2：1n483n2nLmm41nmm2(max)uD(max)t32(max)u2D(max)t1n482n2n2nnLmm1n4n2nmm当n为偶数时，以k=n/2：控制测量技术辽宁省交通高等专科学校11关于单一导线方位角中误差的讨论：（1）在不考虑起始数据误差情况下，导线推算边方位角中误差与√n成正比，而与导线形状关系不大。为了保证导线边方位角精度，应当限制导线转折角数目。在导线长度一定时，适当加长导线边，可以减少转折角个数。（2）在导线边数目相同时，以上所述4种导线：支导线、方位附合导线、坐标附合导线、方位坐标附合导线，它们的最弱边方位角中误差之比是4：2：2.3：1。控制测量技术辽宁省交通高等专科学校12关于单一导线点位误差的讨论：（1）导线直伸时，纵向中误差由测距误差引起，横向中误差由测角误差引起。（2）在不考虑起始数据误差影响的情况下，单导线最弱点位置中误差与导线的总长度L、导线边长D及导线点数n有关。当平均边长一定时，导线的点位中误差与L近似成正比；而当L一定时，点位中误差与√n近似成正比。（3）导线形式不同，最弱点位置亦不同，它们的点位误差大小差异甚大。见下表：控制测量技术辽宁省交通高等专科学校13控制测量技术辽宁省交通高等专科学校145.3导线测量的实施5.3.1导线测量的主要技术要求(工程测量规范)控制测量技术辽宁省交通高等专科学校155.3.2导线测量的技术设计和选点埋石布设控制网，应制定出合理可行的方案。在设计和选点时，宜充分利用已有点位，并使所选点位构成良好的图形。控制点的选定，应符合下列要求：⑴相邻点位应通视良好，其视线距障碍物的距离，对于三、四等不宜小于1.5m；一级及以下，以不受旁折光等影响为宜；⑵采用电磁波测距测量边长时，应遵循有关电磁波测距的规定；⑶如需造标，觇标的高度应合理，作业应安全；⑷控制点应便于长期保存、加密和寻找。控制测量技术辽宁省交通高等专科学校16三等以上控制点应埋设柱石和盘石；四等以下的各级控制点，可不埋设盘石；一、二、三级导线点位于铺装路面上的部分，可采用其它能长期保存、稳定的标志代替埋设标石、标志。一、二级导线点标石埋设图二、三等导线点标石埋设图控制测量技术辽宁省交通高等专科学校175.3.3导线测量的外业观测1．水平角观测光学经纬仪，在作业前应进行检验；水平角观测时宜采用方向观测法，当方向数不多于3个时，可不归零；各测回间度盘和测微器应配置初始位置：控制测量技术辽宁省交通高等专科学校18水平角观测技术要求见下表：三四等应做左右角观测；左右角应作360°检核。控制测量技术辽宁省交通高等专科学校19水平角观测的重测规定：⑴2C较差超限时，应重测超限方向，并联测零方向；⑵下半测回归零差超限或零方向的2C较差超限，应重测该测回；⑶若一测回中，重测方向数超过总方向数的1/3时，应重测该测回。当重测的测回数超过总测回数的1/3时，应重测该站。控制测量技术辽宁省交通高等专科学校20导线的水平角观测结束后，应计算导线（网）测角中误差：式中：fβ—导线的方位角闭合差（″）；n—计算fβ时的测站数；N–符合导线或闭合导线环的个数。]nff[N1m控制测量技术辽宁省交通高等专科学校21水平角观测的注意事项：⑴要采取必要措施，保证仪器在观测过程中的稳定性。⑵防止温度对仪器结构的影响，观测前凉仪器。在使用仪器过程中，必须轻拿轻放，防止震动和碰撞。⑶防止旁折光的影响，城市导线测量往往视线靠近热源而引起旁折光。⑷在市区测角时，水平角观测可在夜间进行，另外还可以提高视线高度。控制测量技术辽宁省交通高等专科学校222．导线边的测量导线边的测量宜采用中、短程红外测距仪。测距仪及辅助工具应按以下规定检验：⑴新购置或经大修后的测距仪，应进行全面检校；⑵测距使用的气象仪表，应由气象部门检验；⑶当在高海拔地区使用空盒气压计时，宜送当地气象台（站）校准。测距作业基本要求：⑴测距时应在成像清晰和气象条件稳定时进行；⑵当反光镜方向有反射物，应在反光镜后遮上黑布；⑶测距过程中，当视线被遮挡出现粗差时，应重新测量；控制测量技术辽宁省交通高等专科学校23⑷观测数据超限，应重测整个测回。当观测数据出现分群时，应分析原因，采取相应措施重新观测；⑸温度计宜采用通风干湿温度计，气压表宜采用高原型空盒气压计；⑹当测量四等及以上的边长时，应量取两端点的测边始末的气象数据，计算时应取平均值；⑺当测距边用三角高程测定的高差进行倾斜修正时，垂直角的观测和对向观测较差要求，可按五等三角高程测量的有关规定放宽1倍执行；⑻测距宜选在日出后1小时及日落前1小时左右的时间内观测。控制测量技术辽宁省交通高等专科学校24测距的主要技术要求见下表：控制测量技术辽宁省交通高等专科学校25测距边的水平距离计算，应符合下列要求：⑴气象改正应按与测距仪相匹配的图表或公式进行；⑵加、乘常数的改正，应根据仪器检验结果进行；⑶测距仪与反光镜的平均高程面上的水平距离，按下式算：控制测量技术辽宁省交通高等专科学校26精度评定：控制测量技术辽宁省交通高等专科学校275.3.4导线测量的成果验算控制网观测数据质量的好坏，直接影响控制网的精度。外业观测数据必须经过严格检核，使其合乎《规范》要求，这项工作也称为验算。依控制网几何条件检验控制网观测质量，它不仅可以检验作业本身的误差，也可以检验网内某些粗差和系统误差的影响，因而能全面地表示观测质量。控制网的类型不同，需要检核的项目也不同。以导线网为例，需要进行如下项目的检核。控制测量技术辽宁省交通高等专科学校28控制测量技术辽宁省交通高等专科学校29控制测量技术辽宁省交通高等专科学校305.4导线测量边、角错误的检查在单导线计算中，如角度闭合差超限，可能是角度测错；如全长相对闭合差超限，可能是边长测错，或算错坐标增量。当发现闭合差超限时，应：检查原始记录手簿及草图数据有无错误；检查全部计算；到实地检查外业。不论检查计算或外业，特别是外业，如能先确定最可能发生错误的地方，从这些地方着手检查，有可能立即检查出错误，事半而功倍。控制测量技术辽宁省交通高等专科学校315.4.1符合导线单角测错的检查根据未调整的角度自B向C推算各点的坐标，然后再自C向B推算各点的坐标。如果只有一点的坐标极为接近（如4点），即表示这一点可能有角度错误。如果错误较大（如5°以上），可直接用图解方法寻找错误所在。对于闭合导线也可以采用此法进行检查，从一个点开始分别不同方向按同样方法作对向检查。控制测量技术辽宁省交通高等专科学校325.4.2符合导线单边测错的检查如角度闭合差未超限，而全长相对闭合差超限，此时，错误可能发生在边长或坐标方位角上；若错误发生于边长，例如图5-9中的34边上错了44′，则闭合差CC′将平行于该边。凡坐标方位角或±180˚与CC′方位相接近的导线边，是极可能发生量边错误的边。控制测量技术辽宁省交通高等专科学校33THEEND