全站仪测量导线中的错误分析和处理

图 4 测站点坐标输入错误的情况
Fig . 4 W rong in put of station coordinate
参考文献 :
[1 ] 翟诩 ,龚有亮 ,王合同 . 单导线粗差定位的新方法 [ J ]. 测绘通
检查该类错误的方法 : 由图 4 可知 ,首先依据测 量所得导线 A 123 ′ 4′ B′ 坐标从 B ′ 平移至 B 点后再进 行旋转 (此时旋转角大小可近似取 - f β ) , 得到导线 B 4″ 3″ 2″ 1 以及相应各点的坐标 , 将该组坐标值与实 际所测得的坐标值进行比较 , 其中相对应坐标差值 最小的那一个点出错的可能性最大 (图 4 中的 2 与 2″ 号点 ) . 同时对应点坐标差值的方位角与推导所得 的邻边方位角值接近 , 即 α ≈α 180 ° . 根据这 22 ″ 3″ 2″ ± 2 点性质就可以初步判定是在该点上发生了错误 . 第一步 , 以最后测的坐标为依据 , 先平移到最后 的闭合点 , 即 ″ 测 测 xi xi + xB - xB (4) = 测 ″ 测 yi yi + + yB - yB 第二步 ,以最后的闭合差反向旋转 f β ,旋转公式为
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关键词 : 全站仪 ; 导线测量 ; 粗差修正 中图分类号 : P221 + 14 文献标识码 : A 文章编号 : 1671 - 7627 ( 2007 ) 04 - 0098 - 03
Ana lysis and correction of lightwave tota l sta tion coord ina te traverse errors
xi yi
正 正
δ δ xi - xB cos - sin ( 5)wk.baidu.com= + ・ 正 δ δ y″ - sin cos yB yi i - yB 第三步 ,找出出错的点 ,重新计算闭合差并分配.
xi xB
正
3 小结与建议
针对采用全站仪进行坐标测量时容易出现的几 种错误进行了归纳 , 提出了当存在错误时初步判断 方法以及对测量数据成果的处理方法 . 在实际工作 中 ,发生类似错误 ,可依据在不同作业方式下的出错 特点进行相应的检核分析 , 便于快速 、 准确地发现 错误 . 由于不同类型全站仪操作形式各不相同 , 除文 中归纳总结的几种常见的错误外 , 还会有其他类型 的错误发生 . 总之 ,出现错误的根源往往是由于在实 际作业过程中受工作条件的限制而没有进行必要的 检核所致 . 因此 ,在实际工作中 , 应尽可能在定向设 置完成后直接测量定向点的坐标 、 边长或与定向边 的已知方位角并加以比较 ,避免错误的发生 . 另外 ,在进行导线测量中 , 除了记录坐标外 , 最 好同时记录方向值等相关信息 , 这样即使发生错误 或者误差超限 ,也可较方便地按上述方法或按常规 [7 - 8] 测量中导线粗差检查方法进行检核 . 除利用相应的一些商用软件 (如清华山维 、 南 ) 方平差易等 进行导线粗差检核和数据处理外 , 在
2 测站点坐标输入错误时的情况
211 采用配置方位角的方法进行定向
=
+
图 3 中 , 假设在 2 号点设站时测站点坐标输入 发生错误 (即输入错误但记录无误 ) , 并设定向时方 向值设置无误 . 由图 3 可知 ,不妨设在 2 号点输入的 Δy , 则在 2 号点 坐标与实际坐标值的偏移量为 Δx、 上所测得的数据和以后所测得的全部数据均包含了 Δy ,从而产生平移现象 ,实际测量导线为 偏移量 Δx、 A 123 ′ 4′ B′ . 出现该类错误的原因是当附合到另一已 知点时 ,出现坐标闭合差 fs 超限 ,但方位角闭合差 f β 不超限 .
Abstract: The reasons of survey error, which m ay occur in coordinate traverse when using the lightw ave total station were analysed, the error may be w rong input from the directing point coordinates; orientation angle w rong set; coor2 dinates of station w rong input, etc. A method to figure out errors and the way to correct them were p resented, and a formula to correct the coordinate data error after traverse survey was subm itted . Key words: lightw ave total station; coordinate traverse survey; rough error correction
xi
正 正 测 x2 测 y2 测
检查该类错误的方法是 : 首先依据方位角闭合 差出现的特征 ,根据 111 中相同的方法 ,分别求 SB i 、 α21 , 若 SB i≈ SB ′ SB ′ i和 α 12 、 i且坐标闭合差 fs≈ 2SB i≈ α α 2SB ′ 180 ° 的特性 , 则可以初步判 i ,同时有 B i≈ B ′ i ± 断是在第 i点上发生了此类错误 . 此时 , 各点坐标可按式 ( 2 ) 转换来进行改正 : 正 测 xi 2 x2 - xi ( 2) = 正 测 yi 2 y2 - yi
随着全站仪在测量工程中的广泛应用 , 全站仪 越来越频繁地用来进行导线测量 , 尤其是在数字化 测图过程中常常采用同步测量法 (即在测量图根坐 标导线的同时进行碎部测量 ) . 在外业测量时 , 由于 受客观条件的制约和影响 , 致使最后坐标闭合差不 能满足相应规范要求 , 若盲目返工与重测 (导线点 和碎部点 ) ,其工作量势必较大 . 鉴于导线测量时的 特点 ,若能采用一定的方法预先分析判断出可能发 生错误的地方和原因 , 就可避免重测工作的盲目 [1 - 3] 性 . 因此 ,依据全站仪在使用过程中不同特点 , 结合实际工作经验 , 探讨其相应的错误检查方法和 数据预处理技术是有实际意义的 .
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第 4期
焦建新等 : 全站仪测量导线中的错误分析和处理
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图 2 正、 反坐标方位角设置错误
Fig . 2 Setting error of coordinate azim uth angle
图 1 后视定向点错误
Fig . 1 Error of back sight orientation point
3 收稿日期 : 2007 2 03 2 10 作者简介 : 焦建新 ( 1964 —) ,男 ,江苏泰兴人 ,工程师 ,主要研究方向为小城镇规划及工程测量应用 ; E 2 mail: jjxzz% @ sohu. com.
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
在 2 号点设站时 ,测站点坐标输入正确 ,而在向全站 仪输入定向点坐标时发生错误 , 其影响相当于在 2 号点上将该点以后所测的各点产生了旋转 . 检查这 种错误时可采用求实际所测得的 B ′ 点和已知 B 点 到各个导线点的距离 SB i 、 SB ′ i , 然后比较相对应的两 边边长大小 . 若 SB i = SB ′ i , 则可初步判断是在第 i 测 站上发生了错误 . 对图 l ( b ) 所示闭合导线 , 检查方 法相同 . 此时 ,在第 i点以后的各点坐标可按式 ( 1 ) 转换 为改错后的坐标 δ δ xi - x2 cos - sin (1) ・ δ δ y测 - sin cos yi - y2 i 112 定向角设置错误时的情况
1 导线测量的错误特征和相应检查方法
111 定向点坐标输入错误时的情况
图 1 为一附合导线 , 理论上导线应为 A 1234B , 假设在 2 号点设站 ,利用后视点 l号进行定向 ,当定 向点坐标输入发生错误时 , 导致从 2 号点以后的各 导线点坐标和所测的其他数据也相应发生错误 . 最 后使所算得的 B ′ 点的坐标与所附合到的另一已知 点的坐标间的闭合差超限 . 当然 , 如在 B 点设站则 也能发现方位角 f β 超限 . 检查该类错误的方法 : 从图 l附合导线可知 ,如
用全站仪进行测量时 , 设站时也可采用设置方 向值的方法进行定向 . 如果方向值设置时发生了错 误 ,其影响的情形与图 l相似 ,检查错误的方法也与 111 相同 . 在采用方向值进行定向时 , 正反方位角设置颠 倒是该类错误的一种特殊情况 (见图 2 ) . 以附合导 线为例 ,假设在 2 号点设站时采用方位角进行定向 , 理论上应按 α 21的角度值大小进行设置 . 但在实际工 α 作中却误按 12进行了配置 , 在这种情况下 , 引起坐 标闭合差超限和方位角闭合差接近 180 ° . 图 2 中附 合导线理论上应为 A 1234B ,当在 2 号点发生该类错 误后导线变为 A 123 ′ 4′ B′ .
Auto CAD 中进行检核分析与处理也是一种非常直 [9] 观有效的方法 .
=
xi + x3 - x3 yi + y3 [4 - 6]
测 测
测
测 y3
(3)
212 采用坐标进行定向 图 4 中 , 假设在 2 号点上设站时测站点坐标输
入发生错误 ,工作中采用按坐标进行定向 . 设在 2 号 点上输入的测站坐标与实际坐标值的偏移量为 Δx、 Δy ,在 2 号点上所测得的坐标均包含了偏移量 Δx、 Δy 以及由方位误差引起的旋转误差 . 当搬站到 3 号 点时 ,用错误的 2 号点坐标进行正确定向 . 在这种情 况下 , 3 号点及其以后各测站点上所测得的数据相 当于将对应的理论值平移至 3 ′ 点后再加以旋转 θ 角 所得 ,最后所得导线为 A 123 ′ 4′ B′ , 导致坐标闭合差 fs 、 方位角闭合差 f β 超限 .
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( 1. 南京工业大学 土木工程学院 ,江苏 南京 210009; 2. 江苏省省级机关房屋建设中心 ,江苏 南京 210008 )
摘 要 : 分析了采用全站仪进行导线测量时不同作业状态下可能出错的情形 ,即定向点坐标输入错误 、 定向角设置 错误 、 测站坐标输入错误 ,以方位角进行定向设置和坐标输入错误同时以坐标进行定向设置 4 种情况 ,分析了出现 错误的原因及误差超限的特点 ,提出了相应的粗差判断方法 ,并给出了导线测量后坐标数据粗差修正处理公式 .
图 3 测站点坐标输入错误且配置方位角无误的情况
Fig . 3 W rong input of station coordinate but conect input of azim uth
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
JI AO J ian 2xin , SHEN Rong2lin , YAN W ei
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( 1. College of Civil Engineering, Nanjing University of Technology, Nanjing 210009, China; 2. The Building Construction Center of J iangsu Province Adm inistration Departm ent, Nanjing 210008, China)
第 29 卷第 4 期 2007 年 7 月
南 京 工 业 大 学 学 报
JOURNAL OF NANJ I N G UN I V ERSITY OF TECHNOLOGY
Vol . 29 No. 4 July 2007
全站仪测量导线中的错误分析和处理
焦建新 , 沈荣林 , 闫 玮
http://www.cnki.net
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南 京 工 业 大 学 学 报
第 29 卷
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检查该类错误的方法 : 采用这种方法作业时 ,由 于记录了前视导线点的方向值 (即坐标方位角 ) . 因 此 ,首先依据测量所得的各导线点坐标反算各边的 方位角值 ,然后与记录的相应边的方位角值进行比 α 较即可发现错误 . 如图 3 中的 α ≠ , 即可初步 2′ 3′ 23 ′ 判定是在 2 号点发生了此类错误 .