导线测量原始数据自检方法探讨

2013-06-27 15:57:00    来源:

摘要:导线测量时,操作者记录原始数据易出差错,须进行自检工作。笔者根据多年经验,探讨在导线测量过程中对原始数据进行自检的一些方法
毛英海何国平 肖扬
(四川省冶金地质勘查院,四川 成都 610051)

1 引言
 
    全站仪是近年来普遍使用的一种新型测量仪器,其具备了光学经纬仪和电子测距仪的功能,能够方便快捷地进行高精度的距离和角度测量,在导线测量中得到了广泛的应用。导线在实际施测过程中,主要观测前后视平距、天顶距和水平夹角,任何一项原始数据记录出错或输入出错都会造成导线平差超限,导致后期工作不能正常进行。遇到此情况,正确使用原始数据自检方法,减少不必要的返工,将有效提高工作效率。
    本文以西藏自治区拉萨市尼木县某附合导线为例,探讨了导线原始数据自检的几种方法,最终认为EXCEL 函数法是这些方法中较快捷、有效的。

2 方法试验

    某附合导线(如图1)从已知GPS 控制点G1、G2 出发,经过导线点T11、T12⋯T15、T16 点,最后闭合GPS 控制点G3、G4 上。导线施测过程中,进行水平夹角、天顶距、水平距离观测并填写记录表;同时根据已知点坐标建立测站,用极坐标法采集前视点坐标。
    2.1 图解法
    在导线的计算处理中,当角度闭合差或全长闭合差超过其容许范围时,根据清华山维控制测量平差系统(NASEW)概算出各导线点的坐标,并通过CASS软件分别把概算坐标和测站实际采集坐标展点到同一图上(如图2),检查两组同一导线点是否重合,不重合则表明野外原始记录存在问题,需要检查整理数据。
    2.2 计算器法
    计算器法则是施测导线时,根据前后导线点坐标,利用坐标反算程序和天顶距程序求得测站点前视、后视的平距和天顶距,以及前后视之间的水平夹角。以CASIO fx-4500PA 计算器为例,在计算器中多次输入坐标数据,并通过多个程序计算前后视平距、天顶距和水平夹角。其主要程序如下:
    坐标反算程序(图3):

天顶距程序(图4)



    通过公式(1)、(2)、(3)分别计算出前后视平距、天顶距及水平夹角,计算结果中,任何一项数据与原始数据不一致时,表明观测或记录存在错误,则需对该导线点的所有数据进行重新观测记录。
    2.3 EXCEL 函数法
    EXCEL 函数法则在EXCEL 表格中录入采集的导线坐标及对应的仪器高及觇高,由EXCEL 软件中编译的函数自动解算该测站点的水平夹角、前视平距及天顶距、后视平距及天顶距等要素。如图5 所示。
    该EXCEL 表中运用的主要函数为平距计算函数、方位角计算函数、水平夹角计算函数、天顶距计算函数和幅度值转换角度函数,其函数方程式如下。
    后视平距计算函数,其中ALn 为后视平距:
    后视方位角计算函数,其中Hn为后视方位角幅度值:
    后视天顶距计算函数,其中AMn为后视天顶距幅度值:
    水平夹角计算函数,其中AGn 为前后视水平夹角幅度值:
    幅度值转换角度函数,其中AIn 为前后视水平夹角度数:
    通过EXCEL 函数法解算出水平夹角、前后视天顶距与平距,计算结果中任何一项数据与原始数据不一致时,则表明原始数据采集或记录存在错误,则需对该导线点的所有数据进行重新观测记录。

4 结论

 
    通过某附合导线测量原始数据3 种方法试验,不难发现:
    (1)图解法较为直观,但必须在野外数据采集完成后,通过室内一定数据处理才能实现自检。如发现错误,需要再次返回野外重复观测,浪费人力、物力,耽误工期。
    (2)计算器法虽能在野外及观测过程中及时自检,但录入的数据量大,且反复计算,过程繁琐。野外观测耽误时间较多,录入的数据无法重复利用,不可避免的增加了人为出错的概率。
    (3)EXCEL 函数法录入的数据量小,一次性解算多个导线相关要素,在野外及时发现问题并纠正错误; EXCEL 数据易转换输出,方便后期的平差处理,提高工作效率,降低施工成本。
因此,导线原始数据自检优选EXCEL 函数法,该方法具有操作简单、检查及时、存储数据、载体要求低等特点,可广泛应用于公路、铁路、隧道、矿山等工程施工的导线测量中。



参考文献
[1] 韦绍福. CAD图解法在检查导线粗差中的应用[Z]. 北京:中国测绘,2008.
[2] 郭宗河,郑进凤,贺可强. 全站仪导线测量若干问题的探讨[J]. 合肥工业大学学报(自然科学版),2010,(2).
[3] 邹文河. 全站仪坐标测量在导线测量中的应用[J]. 水电能源科学,2007,(6).
 

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