变形监测+数据整理+数据编制+科傻平差

变形监测+数据整理+数据编制+科傻平差
概述：（一）全站仪可以测斜距、平距、角度，普通工作在要求不高时，我们可以直接用平距，但是一旦涉及导线等精密测量时，“平距”必须通过别的渠道进行改正得
到（斜距改平或边长改正）
（二）当测量任务涉及到变形监测、导线网、多测回测角等精密测量时，不少测工受制于仪器、或者相关后处理软件的制约（如建策Dam6.0 徕卡三维变形软件）、
其“数据整理归纳”和“斜距改平”的工作难以推进，困惑不前。

（三）本文主要交流探讨：
①徕卡tca2003、tcr1201、tm30、tm50、ts15/16、ts60等徕卡测量机器人的非
官方软件多测回测角测量的外业采集及数据后处理平差替代方法。

②普通1″仪器（特指：无马达、无自动照准、无多测回测角）的外业测量-原
始数据—整理—编制—科傻平差的流程作业。

（四）本文是关于：徕卡测量机器人和普通仪器对精密测量外业数据作用于后期数据平差的探讨和交流，交流指正（如测距仪的气象改正系数K1、K2）
（五）仪器架设为控制点上（不用设站）采用全圆观测方法, (非极坐标方法)进行数据采集（仪器架设A点以B为0方向，观测其余待监测点C1/C2/C3.再以B测站
点以A为0方向，观测其余待监测点C1/C2/C3）外业上不带入任何坐标，只采
集边角数据。

内业用A/B的已知坐标，加入气象等条件后，通过软件解算得出
C1/C2/C3坐标，可先做A/B/D为高等级控制网、再测量时候把D也测进去，用
于复核（网形图片参考附件五）
关键：全圆观测、变形监测、导线、网平差、边坡监测、三角高程平差
难点：多测回测角、斜距化平、边长改正
要点：（一）精密测量都是mm级别范畴、需要严谨的态度对待（注意：仪器对中精度、量取精度、温度、干湿、气压、成像条件等）
（二）对变形监测、导线网、三角高程的外业数据采集步骤要有大致了解
（三）明白“多测回测角”对于工作的重要性
（四）关于“斜距化平”的突破
（五）常用到的参数（大气折光系数K、地球曲率R、仪器加（乘）常数、温度℃、气压Pa 等）
①仪器加（乘）常数通过该台仪器的检定证书查看如（常数主要是对测距改正）
（加常数：K=-1.38mm 乘常数：R=1.78mm/km ）
②更严谨的会涉及到激光的波长、及频率、周期等
③测距仪气象改正系数K1，K2公式（请百度：查阅全站仪距离气象改正与推
导）
（六）针对从非自动仪器，下载出原始数据进行编制及—Cosa进行平差，我们得掌握Cosa 的高程in1、平面in2及其斜距化平.SV 文件的编写、明白其具体含义
. （七）适合无马达、无ATR的普通全站仪外业采集数据—整理外业—编制cosa.SV文件进行后处理。

（但该方法自动化程度较差、时效较低）
①因测量机器人自动化程度较高，外业多测回后可直接导出边角数据，后处
理软件对接、报表生成、数据平差、本文不加以论述
②本文主探讨：测量机器人导出原始数据、利用科傻老版进行数据编制及后
期平差
场景实际应用案例
场景：水电站
使用仪器：徕卡Tm30 （ 0.5″ 1+1ppm）
控制点：3个
待监测点：9个
目的：水电站三维变形监测
原作业方法：多测回测角（全圆观测）+徕卡三维变形监测后处理（建策Dam6.0解算平差）
现在方法：外业多测回测角采集+数据编制+科傻解算平差
（一）控制点没有，可自建独立坐标系
（二）场地适用于：桥梁结构检测、隧道检测、边坡检测、建筑检测
作业方法
1. 测量机器人，外业多测回测角或三维变形监测数据采集（省略…今重点在于数据整理
+格式编写+平差处理）
2. 外业数据采集完毕后从仪器TM 30中，导出tpt（水平角）、txt（斜距）、tzt（垂直角）
三个文本格式文件（徕卡也可直接导出Obs格式—接入—徕卡三维变形监测后处理。

本文就不以叙述）
3. 利用微软Word VB或其它工具整理出所需要的水平角、斜距、垂直角数据，准备进
入编写Cosa.SV文件
（一）所需要的数据：已平均后的数值
（二）关于“转换工具”，请查阅五三二四六一九二五工具
4. 新建txt文本，按下列进行编制
方向中误差(秒)，测距仪固定误差(mm),比例误差(ppm)
测距仪加常数(MM)，乘常数(如1.0)，测距仪光轴和经纬仪视准轴垂直偏距(mm) 测距仪气象改正系数K1，K2，大气折光系数K(如0.13)
地球平均曲率半径(m)，气压单位(可为mmHg 或 mb)
已知点点号，X坐标，Y坐标，海拔高程H
测站点名
仪器高(m)，温度(℃)，气压
照准点名，观测值类型，观测值
照准点名，观测值类型，观测值
如：
OP09,L,19.105228(方向值，水平角)
OP09,S,123.2561,91.415104,0.236（斜距、垂直角、目标高）
根据数据整理后编写的 SV文件
0.5,1,1
0.51,-3.18,0
282,3868,0.13
6368520,mmhg
J1,80013.834,39802.1592,732.8067
J2,80000.000,40000.000,720.9747
J2
0.238,5,708.80829
J1,L,0
J1,S,198.6745,86.351671,0.235
OP09,L,19.105228
OP09,S,123.2561,91.415104,0.236
OP06,L,46.253949
OP06,S,159.9666,89.130586,0.239
OP04,L,59.281165
OP04,S,138.1258,89.044350,0.236
OP02,L,72.290695
OP02,S,127.0851,88.593291,0.234
J3,L,99.015940
J3,S,95.5966,87.281620,0.235
0.238,5,708.80829
J1,L,0
J1,S,198.6745,86.351643,0.235 OP08,L,31.113359
OP08,S,94.0479,92.082963,0.237 OP07,L,41.520343
OP07,S,197.3599,88.475446,0.237 OP05,L,53.350235
OP05,S,146.1896,89.082664,0.238 OP03,L,65.410522
OP03,S,131.7340,89.024698,0.235 J3,L,99.015925
J3,S,95.5966,87.281626
J1
0.238,5,708.80829
J2,L,0
J2,S,198.6752,93.244938,0.238 OP07,L,291.185196
OP07,S,141.5726,93.064389,0.237 OP05,L,313.284406
OP05,S,162.3955,93.240619,0.239 OP03,L,320.121358
OP03,S,187.7817,92.562603,0.236 J3,L,336.084887
J3,S,233.3631,91.520626,0.235 OP08,L,337.341304
OP08,S,128.4970,96.512967,0.237 J1
0.238,5,708.80829
J2,L,0
J2,S,198.6752,93.244955,0.238 OP06,L,307.140319
OP06,S,145.8757,93.472997,0.239 OP04,L,317.075941
OP04,S,175.1305,93.083702,0.236 OP02,L,322.523205
OP02,S,201.0021,92.440831,0.234 OP09,L,333.425577
OP09,S,92.7127,99.363810,0.236 J3,L,336.084867
J3,S,233.3631,91.520621,0.235
5. 气象、球差、气差、仪器加（乘）常数、平距改正全部在软件内完成
6. 确认无误后，保存，修改后缀为XXX.SV
7. 打开科傻-工具-斜距化平（即可分拆为in1、in2 高程网和平面网文件）
8. 科傻直接分别高程网平差、平面网平差（生成报告，查看相关精度是否满足）
9. 外业采集数据的仪器大气改正全部关闭（科傻内改正）带上温度计，气压表准确
录入气象数据
10. 科傻和DAM6.0的处理结果比对高程和平面解算值基本在1mm左右满足要求
11. 普通机型做监测（多测回测角），下来私下交流
参考资料
（一部分）边长改正
全站仪的斜距测量精度是比较高的，但斜距需要进行一些改正和归算才能得到两点间的平距，尤其是当测距边较长时，需要考虑地球曲率和大气折光的影响
精密导线网的边长（斜距化平）：必须要进行气象改正、仪器加（乘）常数改正、平距改正、边长的高程归化和投影改化
1.气象改正
S2= S1+S1*（K1-K2*0.0001*P/(1+0.00366*T)）*10-6 （跟T温度、P气压相关）
2.仪器加（乘）常数改正（仪器自身参数-检定报告中查看）
3.平距改正
D=S*cos（a+f）f=（1-k）p*cos/2R
跟大气折光系数、地球平均曲率半径相关（球差、气差双差改正）
4.边长的高程归化,归化到当地平均高程面上的测距边长度D°
D°=D*（1+(Hp-Hm)/R）(R曲率半径Hp 平均高程Hm两点的平均高程平原地区基本等于Hp-Hm≈0
高程投影面主要是跟当地海拔高确定，对高程没什么影响，最要是对平面影响比较大，一般在高海拔地区施工作业才涉及此问题、取平均海拔值
5.投影改化（小范围不考虑）
6.（1-3）项基本都用到（4-5）特殊地区使用
（二部分）气象对归化距离的影响
1. (大气折光系数0.13) 5℃945hpa
S,198.3246 （归化水平距离）
2. (大气折光系数0.13) 15℃945hpa
S,198.3264 （归化水平距离）
3. (大气折光系数0.13) 25℃945hpa
S,198.3282 （归化水平距离）
4. (大气折光系数0.14) 5℃945hpa
S,198.3246
测试经过 1.温度每上升10℃归化的水平距离增加2mm
2.大气折光系数K 0.13 0.14 影响不大
3.气压，暂未测试
（三部分）严密斜距改平距运算
1.加常数乘常数改正计算（加常数乘常数检定报告中查看）
2.改正后的斜距计算（气象改正温度气压先输入进去得到S）
3.地球曲率与大气折光对天顶距的改正值（”）
4.测站与镜站平均高程面的距离（水平距离）
注：D=S*Sina 为什么是水平距离测量里的垂直角（天顶距）表示的是正弦定理
比如：当竖直角为3°距离为200m时，不加改正和加改正的平面距离误差为3mm 所以当垂直角较大时，一定要斜距化平距
（四部分）附件
附件一：原始数据（徕卡tm/ts tpt、txt、tzt）
附件二：经整理后的电子表格（水平角、垂直角、边长）
附件三：分拆后的科傻.IN2平面网数据和.IN1高程数据
附件四：科傻平差结果值与建策Dam6.0的比较
附件五：案例点位布置图
附件一：（文库原因上传不了原始数据，请谅解）
附件二：电子表格
附件三：SV转IN2 和IN1文件科傻IN2平面
0.5 , 1 , 1
J2,80000,40000
J1,80013.834,39802.1592
J2
J1,L,0.000000
J1,A,273.595961
OP09,L,19.105224
OP09,S,123.203850
OP08,L,31.113363
OP08,S,93.983760
OP07,L,41.520347
OP07,S,197.318540
OP06,L,46.253945
OP06,S,159.953630
OP05,L,53.350239
OP05,S,146.174870
OP04,L,59.281161
OP04,S,138.109500
OP03,L,65.410526
OP03,S,131.717290
OP02,L,72.290691
OP02,S,127.067030
J3,L,99.015933
J3,S,95.504725
J1
J2,L,0.000000
OP07,L,291.185191
OP07,S,141.365410
OP06,L,307.140324
OP06,S,145.558140
OP05,L,313.284401
OP05,S,162.111500
OP04,L,317.075946
OP04,S,174.869040
OP03,L,320.121353
OP03,S,187.536700
OP02,L,322.523210
OP02,S,200.775260
OP09,L,333.425582
OP09,S,91.412690
J3,L,336.084877
J3,S,233.241390
OP08,L,337.341299
OP08,S,127.579440
科傻IN1高程
J2,720.9747
J1,732.8067
J2,OP08,-3.512900,0.094 J2,OP07,4.142210,0.197 J2,OP05,2.193820,0.146 J2,OP03,2.196670,0.132 J2,J3,4.221600,0.096
J2,OP09,-3.648220,0.123 J2,OP06,2.183190,0.160 J2,OP04,2.224150,0.138 J2,OP02,2.239770,0.127 J2,J3,.000000,0.096
J1,J2,-11.829130,0.199
J1,J2,-5.913920,0.199
J1,OP06,-9.646270,0.146
J1,OP04,-9.600030,0.175
J1,OP02,-9.586780,0.201
J1,OP09,-15.476180,0.093
J1,J3,-7.601925,0.233
J1,J2,-5.915210,0.199
J1,J2,.000000,0.199
J1,OP07,-7.683920,0.142
J1,OP05,-9.635310,0.162
J1,OP03,-9.628950,0.188
J1,J3,.000000,0.233
J1,OP08,-15.342390,0.128
J2,J1,11.829130,0.199
J2,J1,5.913920,0.199
J2,J1,5.915210,0.199
J2,J1,.000000,0.199
附件四（科傻平差与其它软件坐标值之间比较）
附件五（案例点位布置图）。