全站仪数据采集一

1、一、前言本作业指导书是针对我校全站仪控制测量的特点和作业需要编写的，服务范围是常用施工平面控制网、平高控制网和控制点加密。使用本指导书进行测量作业，应遵守工程测量规范(GB50026-2007)、GBT 12898-2009 国家三、四等水准测量规范、CJJT 8-2011 城市测量规范等规程规范。如校方有特殊要求的，按校方要求执行。二、准备工作（一）收集资料1、广泛收集测区及其附近已有的控制测量成果和地形图资料。控制测量资料包括成果表、点之记、展点图、路线图、计算说明和技术总结等。成果精度指三角网的高程、测角、点位、最弱边、相对点位中误差；水准路线中每公里偶然中误差和水准点的高程中误差等。3

2、、准备相应的规范：城市测量规范、工程测量规范(GB50026-2007)、国家三、四等水准测量规范、4、了解测区的交通，气象、地质情况。例如了解地质情况，用以考虑埋石深度；雾季、雨季的起止时间，以确定适宜的作业时间。（二）、现场踏勘携带收集到的测区地形图、控制展点图、点之记等资料到现场踏勘。踏勘主要了解以下内容：1、着重踏勘增加了哪些建筑物，为控制网图上设计做准备。2、调查测区内交通现状，以便确定合理的高程测量方案3、现场踏勘应作好记录。（三）、技术设计技术设计是根据工程建设项目的规模和测量精度的要求及合同、业主的要求，结合测区自然地理条件的特征，设计最佳布网方案和观测方案，保证在规定期限内多

3、快好省地完成生产任务。1、技术设计必须包括下列主要内容：（1）任务概述：说明工程建设项目的名称、工程规模、来源、用途、测区范围、地理位置、行政隶属、任务的内容和特点、工作量以及采用的技术依据。（2）测区概况：说明测区的地理特征、居民地、交通、气候等情况，并划分测区困难类别。（3）已有资料的分析、评价和利用：说明已有资料的作业单位、施测年代、采用的技术依据和选用的基准；分析已有资料的质量情况，并作出评价和指出利用的可能性。（4）平面控制：说明控制网采用的平面基准、等级划分以及各网点或导线点的点号、位置、图形、点的密度、已知点的利用与联测方案；初步确定的觇标高度与类型、标石的类型与埋设要求；观测方

4、法及使用的仪器。（5）高程控制：说明采用的高程基准及高程控制网等级，附合路线长度及其构网图形，高程点或标志的类型与埋设要求；拟定观测与连测方案，观测方法及技术要求等。（四）、控制网图上设计 依据工程设计意图及其对控制网的精度要求，拟定合理布网方案，利用测区地形地物特点在图上设计一个图形结构强的网形。（五）、检校仪器按规范要求在控制测量作业前对准备使用的仪器和配套的器具进行检定和校准。三、埋建测量标志（一）、选点选点是把图上设计的点位落实到实地，并根据具体情况进行修改。边角网点选在通视良好、交通方便、地基稳定且能长期保存的地方。视线要避开障碍物。对于能够长期保存、离施工区较远的点要考虑到图形结构

5、和便于加密。（二）、建标、埋点1、埋设地面标石是将灌制好的嵌有金属中心标志的标石浇筑埋设于地面，其过程是：挖基坑，坑底要整平夯实，再填砂石捣固，浇底层混凝土树标石并浇筑混凝土。2、基岩层上或坚硬的混凝土路面上，可以直接钻孔，将刻有中心标志的胀锚螺栓打入孔内。四、全站仪控制测量（一）、全站仪控制测量注意事项全站仪用于控制测量，可以将测水平角、竖角、斜距一次进行。同时还可以测量平距、高差用来检核计算，在已知点上还可以测量各观测点的坐标作为平差中的近似坐标。全站仪测控制应注意以下几点要求：1、用于控制测量的全站仪的精度要达到相应等级控制测量的要求。2、测量前要对仪器按要求进行检定、校准；出发前要检查

6、仪器电池的电量。3、必须使用与仪器配套的反射棱镜测距。4、在等级控制测量中，不能使用气象、倾斜、常数的自动改正功能，应把这些功能关闭，而在测量数据中人工逐项改正。5、测量前要检查仪器参数和状态设置，如角度、距离、气压、温度的单位，最小显示、测距模式、棱镜常数、水平角和垂直角形式、双轴改正等。可提前设置好仪器，在测量过程中不再改动。6、角度观测应遵守下列规定：观测应在成象清晰、稳定的条件下进行。晴天的日出、日落和中午前后，如果成象模糊或跳动剧烈，不应进行观测；7、观测前应凉置仪器30分钟，让仪器温度与外界温度基本一致后才能开始观测。观测过程中仪器不宜受日光直接照射；8、仪器照准部旋转时，应平稳匀

7、速；制动螺旋不宜拧得过紧；微动螺旋应尽量使用中间部位。精确照目标时，微动螺旋最后应为旋进方向。9、观测过程中，仪器气泡中心偏离值不得超过一格。当偏移值接近限值时，应在测回之间重新整置仪器。10、观测必须按规范要求进行，观测成果应做到记录真实,字迹工整，注记明确，观测要求及各项限差均应符合规范规定。11、观测完后，应立即检查记录，计算各项观测误差是否在限差范围内，确认全部符合规定限差方可离去，以免造成不必要的返工与重测。（每小组应至少有一名熟悉内业的同学，以便能迅速的检查数据是否超限）12、内存记录用作数据计算，手工记录以便检核各项差。（二）、测站上观测工作顺序1、安置全站仪(1)先将脚架安放在

8、测站上，使脚架顶部大致水平，脚架头中心大致对准测站中心；把仪器固定在脚架上，移动脚架的两个脚，使地面测站标志中心与对中器中心大致重合；(2)通过升降脚架使圆水准气泡居中，松开仪器连接螺丝，移动仪器，使地面测站标志中心与对中器中心精确重合，拧紧连接螺丝。(3)用仪器脚螺旋精确整平仪器：先将长水准管与两脚螺旋平行，调整这两个脚螺旋使水泡居中；再使长水准管垂直于这两个脚螺旋的连线方向，调整第三脚螺旋，使气泡居中。以上对中、整平过程可能要反复进行，直到精确对中，且旋转照准部在各个方向上，长水准管气泡居中。(4)量取仪器高度、觇标高度（注意量取的位置）、温度、气压。2、角度观测角度观测一般采用方向观测法

9、进行，方向观测法一测回的操作步骤如下：(1)将仪器照准零方向，配置好度盘；(2)顺时针方向旋转照准部12周后精确照准零方向，读水平角数值；(3)顺时针方向旋转照准部，精确照准1方向，读数。继续顺时针方向旋转照准部依次观测2、3、4N方向，最后闭合至零方向。以上观测为上半测回。(4)纵转望远镜，逆时针方向旋转照准部12周后，精确照准零方向，读数（重合两次、读数两次）。(5)逆时针方向旋转照准部，按上半测回观测的相反次序N3、2、1观测至零方向。以上操作为一测回，当方向数小于四个时，可不闭合至零方向。3、距离观测(1)测线宜高出地面和离开障碍物1.3m以上，以减小折光影响。(2)测线避免通过发热体

10、（如散热塔、烟窗等）和较宽水面上空。(3)测站应避开受电、磁场干扰的地方，应离开高压线5m以外。(4)测距时避免背景部分有反光物体。(5)在大气稳定和成像清晰的条件下观测，雾、雨、雪天气不宜观测。(6)避免爆晒、淋湿仪器，严禁照准头对向太阳。(7)测站、镜站不准离人；手机、对讲机应远离测线使用。(8)同时测量干湿温度、气压。(9)仪器高和棱镜高的量取位置一定要正确。仪器高是标面至测距仪示高点的高度；棱镜高是标面与棱镜中心（镜框上有标志线）的高度，不是测垂直角（或天顶距）照准的觇牌标志线的高度。4、记录检查如有需要重测（或补测）的，应马上重(补)测，重测注意事项如下：(1)重测一般应在基本测回（

11、即规定的全部测回）完成以后，对全部成果进行综合分析，作出正确的取舍，并尽可能分析出影响质量的原因后再进行。切忌不加分析，片面地、盲目地追求观测成果的表面上合格，以致最后得不到良好的结果。(2)因对错度盘、测错方向、读错记错、碰动仪器、气泡偏离过大、上半测回归零差超限以及其它原因未测完的测回，都可以立即重测，并不算重测的测回数。(3)一测回中2C互差超限或化归同一起始方向后，同一方向值各测回互差超限时，重测超限方向并联测零方向（起始方向的度盘位置与原测回相同）。因测回互差超限重测时，除明显孤值外，原则上应重测观测结果中2C值最大和最小的测回。(4)一测回中超限的方向数大于测站方向总数的1/3时，

12、应重测整个测回。(5)若零方向的2C互差超限或下半测回的归零差超限，则应重测整个测回。(6)在一个测站上重测的方向测回数超过测站上方向测回总数的1/3时，应重测全部测回。(7)基本测回成果和重测成果都要汇总于记簿中，每一测回只取一份合格成果。5、通知镜站，仪器装箱，清点物品，搬站。（三）、综合导线测量（平面、高程）导线测量的作业包括图上设计、选点、建标、测水平角、测垂直角、测距及检查计算。使用的是全站仪。操作具体过程与前面有关测距、测角部分的要求相同。导线测量注意事项：(1)导线的边长、两结点间点的个数都必须满足规范要求。(2)应在每一个导线点上安置仪器，每一条边都要往返双向观测。(3)按相应

13、等级水平角测量的测回数和限差要求测量导线点至前、后两点间的水平角，在结点上大于两个方向。(4)按相应等级垂直角测量的测回数和限差要求测量导线相邻两点间的垂直角。(5)观测斜距,逐项改正计算平距；直接测量的平距、高差可以用来检核。(6)每站应测量温度（一、二等需要测干、湿温）、气压。(7)测前、测后各量1次仪器高和觇牌高，2次互差不得超过2。（四）、导线测量精度指标要求1、城市测量规范（CJJ899）表1：光电测距导线的主要技术要求等级闭合环或附合导线长度(Km)平均边长(m)测距中误差(mm)测角中误差()导线全长相对闭合差三等153000±18±1.51/60000四等1

14、01600±18±2.51/40000一级3.6300±15±51/14000二级2.4200±15±81/10000三级1.5120±15±121/6000表2：导线测量水平角观测技术要求等级测角中误差()测回数方位角闭合差()DJ1DJ2DJ6三等±1.5812±3四等±2.546±5一级±524±10二级±813±16三级±1212±24注：n为测站数表3：水平角方向观测法的各项限差（）经纬仪型号光学测微器两次

15、重合读数差半测回归零差一测回2c较差同方向各测回较差 DJ1 1 6 9 6DJ2 38139DJ6 -18-24注：当观测方向的垂直角大于±3º时，该方向2倍照准差的变动范围，可按相邻测回同方向进行比较，手簿中注明。表4：垂直角观测的测回数与限差 平面等级 项目 二、三等四等，一、二级小三角一、二、三级导线DJ1DJ2DJ2DJ6DJ2DJ6测回中丝42412三丝212-1垂直角测回差101515251525指标差较差表5：图根光电测距导线测量的技术要求比例尺附合导线长度（m）平均边长（m）导 线 相 对闭合差()测回数DJ6方 位 角闭 合 差测 距仪器类型方法与测回数

16、1：500900801/40001±40（n为测站数）级单 程 观 测1次1：100018001501：20003000250表6：图根三角高程技术要求仪器测回垂直角、指标差较差() 对相观测高差、单向两次高差较差(m)多方向推算的高程较差(m)附、闭合差( m)DJ61250.4S(Km)0.2等高距±402）、测区测图的最大比例尺为1：1000时，一、二、三级导线的平均边长及总长可适当放长，但最大长度不应大于表中规定的2倍。导线平均边长较短时，应控制导线边数，但不得超过表51相应等级导线长度和平均3）、边长算得的边数；当导线长度小于表51规定长度的1/3时，导线全长的绝

17、对闭合差不应大于13cm。4）、导线宜布设成直伸形状，相邻边长不宜相差过大。当附合导线长度超过规定时，应布设成结点网形。结点与结点、结点与高级点之间的导线长度，不应大于表51中规定长度的0.7倍。当导线网用作首级控制时，应布设成环形网，网内不同环节上的点不宜相距过近。五、导线控制测量内业计算（一）、资料准备(1)画出平面控制网的示意图，标上真实点名，并标出已知点、已知方向和固定边。(2)把已知数据、观测等级等抄记在示意图上。(3)从水平角观测测站平差数据中抄取每个点各个方向的方向观测值，写在示意图上。（二）、坐标计算的基本公式1坐标正算xyxAxByAyByABxABABABO图5-1 坐标增

18、量计算根据直线起点的坐标、直线长度及其坐标方位角计算直线终点的坐标，称为坐标正算。如图6-10所示，已知直线AB起点A的坐标为（xA，yA），AB边的边长及坐标方位角分别为DAB和AB，需计算直线终点B的坐标。直线两端点A、B的坐标值之差，称为坐标增量，用xAB、yAB表示。由图6-10可看出坐标增量的计算公式为： （5-1）根据式（5-1）计算坐标增量时，sin和cos函数值随着角所在象限而有正负之分，因此算得的坐标增量同样具有正、负号。坐标增量正、负号的规律如表5-1所示。表5-1 坐标增量正、负号的规律象限坐标方位角xy09090180180270270360则B点坐标的计算公式为： （

19、5-2）例5-1 已知AB边的边长及坐标方位角为，若A点的坐标为，试计算终点B的坐标。解 根据式（5-2）得2坐标反算根据直线起点和终点的坐标，计算直线的边长和坐标方位角，称为坐标反算。如图5-1所示，已知直线AB两端点的坐标分别为（xA，yA）和（xB，yB），则直线边长DAB和坐标方位角AB的计算公式为： （5-3） （5-4）应该注意的是坐标方位角的角值范围在0360间，而arctan函数的角值范围在9090间，两者是不一致的。按式（5-4）计算坐标方位角时，计算出的是象限角，因此，应根据坐标增量x、y的正、负号，按表5-5决定其所在象限，再把象限角换算成相应的坐标方位角。例5-2 已知

20、A、B两点的坐标分别为试计算AB的边长及坐标方位角。解 计算A、B两点的坐标增量根据式（5-3）和式（5-4）得二、闭合导线的坐标计算现以图5-2所注的数据为例（该例为图根导线），结合“闭合导线坐标计算表”的使用，说明闭合导线坐标计算的步骤。335°2400108°271884°1018135°491190°0701121°270212345x1500.00my1500.00mx图5-2 闭合导线略图1准备工作将校核过的外业观测数据及起算数据填入“闭合导线坐标计算表”中，见表5-1，起算数据用单线标明。2角度闭合差的计算与调整（1）计

21、算角度闭合差 如图5-2所示，n边形闭合导线内角和的理论值为： （5-5）式中 n导线边数或转折角数。由于观测水平角不可避免地含有误差，致使实测的内角之和不等于理论值，两者之差，称为角度闭合差，用f表示， （5-6）（2）计算角度闭合差的容许值 角度闭合差的大小反映了水平角观测的质量。各级导线角度闭合差的容许值fp见表2和表8，其中一般图根导线角度闭合差的容许值fp的 （5-7）如果，说明所测水平角不符合要求，应对水平角重新检查或重测。如果，说明所测水平角符合要求，可对所测水平角进行调整。（3）计算水平角改正数 如角度闭合差不超过角度闭合差的容许值，则将角度闭合差反符号平均分配到各观测水平角中

22、，也就是每个水平角加相同的改正数v，v的计算公式为： （5-8）计算检核：水平角改正数之和应与角度闭合差大小相等符号相反，即（4）计算改正后的水平角 改正后的水平角i改等于所测水平角加上水平角改正数 （5-9）计算检核：改正后的闭合导线内角之和应为（n2）×180，本例为540。本例中f、fp的计算见表5-1辅助计算栏，水平角的改正数和改正后的水平角见表6-6第3、4栏。3推算各边的坐标方位角根据起始边的已知坐标方位角及改正后的水平角，按式（5-18）和式（5-19）推算其它各导线边的坐标方位角。 本例观测左角，按式（5-19）推算出导线各边的坐标方位角，填入表5-1的第五栏内。计算

23、检核：最后推算出起始边坐标方位角，它应与原有的起始边已知坐标方位角相等，否则应重新检查计算。4坐标增量的计算及其闭合差的调整（1）计算坐标增量 根据已推算出的导线各边的坐标方位角和相应边的边长，按式（6-1）计算各边的坐标增量。例如，导线边1-2的坐标增量为： 用同样的方法，计算出其它各边的坐标增量值，填入表5-1的第7、8两栏的相应格内。（2）计算坐标增量闭合差 如图5-3a所示，闭合导线，纵、横坐标增量代数和的理论值应为零，即 þýü=D=Dåå00ththyx （5-10）34521x12x23x34x45x51y12y23y34y45y

24、51()()()()()()()()()()xyO34521xyO1WDWyWxa)b)图5-3 坐标增量闭合差 实际上由于导线边长测量误差和角度闭合差调整后的残余误差，使得实际计算所得的、不等于零，从而产生纵坐标增量闭合差Wx和横坐标增量闭合差Wy，即 （5-11）（3）计算导线全长闭合差WD和导线全长相对闭合差WK 从图5-3b可以看出，由于坐标增量闭合差Wx、Wy的存在，使导线不能闭合，1-1之长度WD称为导线全长闭合差，并用下式计算 WD= （5-12）仅从WD值的大小还不能说明导线测量的精度，衡量导线测量的精度还应该考虑到导线的总长。将WD与导线全长D相比，以分子为1的分数表示，称为

25、导线全长相对闭合差WK，即 （5-13）以导线全长相对闭合差WK来衡量导线测量的精度，WK的分母越大，精度越高。不同等级的导线，其导线全长相对闭合差的容许值WKP参见表5-3和表5-4，图根导线的WKP为1/2 000。如果WKWKP，说明成果不合格，此时应对导线的内业计算和外业工作进行检查，必要时须重测。如果WKWKP，说明测量成果符合精度要求，可以进行调整。本例中Wx 、Wy、WD及WK的计算见表5-1辅助计算栏。（4）调整坐标标增量闭合差 调整的原则是将Wx 、Wy反号，并按与边长成正比的原则，分配到各边对应的纵、横坐标增量中去。以vxi、vyi分别表示第i边的纵、横坐标增量改正数，即

26、（5-14）本例中导线边1-2的坐标增量改正数为：用同样的方法，计算出其它各导线边的纵、横坐标增量改正数，填入表5-1的第7、8栏坐标增量值相应方格的上方。计算检核：纵、横坐标增量改正数之和应满足下式 （5-15）（5）计算改正后的坐标增量 各边坐标增量计算值加上相应的改正数，即得各边的改正后的坐标增量。 （5-16）本例中导线边1-2改正后的坐标增量为：用同样的方法，计算出其它各导线边的改正后坐标增量，填入表5-1的第9、10栏内。计算检核：改正后纵、横坐标增量之代数和应分别为零。5计算各导线点的坐标根据起始点1的已知坐标和改正后各导线边的坐标增量，按下式依次推算出各导线点的坐标： （5-1

27、7）将推算出的各导线点坐标，填入表5-1中的第11、12栏内。最后还应再次推算起始点1的坐标，其值应与原有的已知值相等，以作为计算检核。表5-1 闭合导线坐标计算表点号观测角（左角）改正数改正角坐标方位角距离D/m增量计算值改正后增量坐标值点号x/my/mx/my/mx/my/m1234=2+356789101112131335°2400201.60+5+183.30+2-83.92+183.35-83.90500.00500.0012108°2718-10108°2708683.35416.102263°5108263.40+7-28.21+2-261

28、.89-28.14-261.87384°1018-1084°1008655.21154.233168°0116241.00+7-235.75+2+50.02-235.68+50.044135°4911-10135°4901419.53204.274123°5017200.40+5-111.59+1+166.46-111.54+166.47590°0701-1090°0651307.99370.74533°5708231.40+6+191.95+2+129.24+192.01+129.261121°

29、;2702-10121°2652500.00500.001335°24002540°0050-50540°00001137.80-0.30-0.9000辅助计算 ） 三、附合导线坐标计算附合导线的坐标计算与闭合导线的坐标计算基本相同，仅在角度闭合差的计算与坐标增量闭合差的计算方面稍有差别。1角度闭合差的计算与调整（1）计算角度闭合差 如图5-4所示，根据起始边AB的坐标方位角及观测的各右角，按式（5-18）推算CD边的坐标方位角。1234BACDABCDxx205°3648290°4054202°4708167°2

30、156175°3125214°0933AB236°4428xB1536.86myB 837.54mxC1429.02myC1283.17mCD69°3801图5-4 附合导线略图 写成一般公式为： （5-18）若观测左角，则按下式计算： （5-19）附合导线的角度闭合差f为： （5-20）（2）调整角度闭合差 当角度闭合差在容许范围内，如果观测的是左角，则将角度闭合差反号平均分配到各左角上；如果观测的是右角，则将角度闭合差同号平均分配到各右角上。2坐标增量闭合差的计算附合导线的坐标增量代数和的理论值应等于终、始两点的已知坐标值之差，即 （5-21）纵、横

31、坐标增量闭合差为： （5-22）图5-4所示附合导线坐标计算，见表5-2。表5-2 附合导线坐标计算表点号观测角（右角）改正数改正角坐标方位角距离D/m增量计算值改正后增量坐标值点号x/my/mx/my/mx/my/m1234=2+35678910111213A236°4428AB205°364813205°36351 536.86837.54B211°0753125.36 4107.31 264.81107.2764.831290°405412290°40421 429.59772.711100°271198.76 317

32、.92 297.1217.8997.102202°470813202°46551 411.70869.81277°4016114.63 4+30.88 2141.2930.92141.273167°215613167°21431 442.621 011.08390°1833116.44 30.63 2116.440.60116.424175°312513175°31121 442.021 127.50494°4721156.25 513.05 3155.7013.00155.67C214°093

33、313214°09201 429.021 283.17C60°3801DD1 256°0744771 256°0625641.44108.03445.74107.84445.63辅助计算  三、支导线的坐标计算支导线中没有检核条件，因此没有闭合差产生，导线转折角和计算的坐标增量均不需要进行改正。支导线的计算步骤为：1根据观测的转折角推算各边的坐标方位角。2根据各边坐标方位角和边长计算坐标增量。3根据各边的坐标增量推算各点的坐标。碎步测量碎步测量拟分为两组，分别由杨进，桑彦庭任组长。两组共用控制网。杨进组任务：碎步测量时在同一控制点上，合理选取最

34、多的碎部点（注意，选取对于不同的地物时，应及时在全站仪中输入相应的地物编码，以便内业成图时区分）具体地物编码如下表所示。桑彦庭组任务：同一控制点上尽量选取同样的地物，如果同一地物数量过少可适当增加地物总类数量。内业处理 外业数据由外业组初检合格后交给内业组处理。对于合格的外业数据，先用科傻软件进行近似平差。 内业成图 将平差后的数据先按照地物种类进行分类建立与地物相对应的图层将同种地物坐标展到对应的图层上多段线连接相应坐标 具体地物分类见附表外业二组人员安排及工作安排（试点）1、 成员组长：桑彦庭组员：仇果 朱启贤 任浩文 裴玉彪 杜江 郑龙 潘维鹏 张小东 张鹏 谢桃2、 工作安排1、 本组主要负责高程控制网的建立，采用DS3的自动安平水准仪。采用四等水准测量（双面尺法）建立控制网。2、本组人员分为两小组，一组测量另外一组负责复测。测量具体规范参照附带的四等水准测量规范。 四等水准测量（双面尺法）一、基本要求视线高度>0.2m；视线长度80m；前后视视距差3m；前后视距累积