一级电磁波测距导线的实施及精度分析

1、一级电磁波测距导线的实施及精度分析目 录TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc354752992 摘要(1) HYPERLINK l _Toc354752994 1 引言(1) HYPERLINK l _Toc354752995 2 一级电磁波测距导线的实施方法(1) HYPERLINK l _Toc354752996 21 一级电磁波测距导线的基本要求(2) HYPERLINK l _Toc354752997 22 一级电磁波测距导线的技术及精度要求(3) HYPERLINK l _Toc354752998 23一级电磁波测距导线的实施流程(4) HYPERLINK l

2、 _Toc354752999 3 观测数据处理(5) HYPERLINK l _Toc354753000 31数据处理的流程(5) HYPERLINK l _Toc354753001 32 以符合导线计算为例介绍解算过程(5) HYPERLINK l _Toc354753002 33平差软件平差(6) HYPERLINK l _Toc354753003 4一级电磁波测距导线的精度分析(7) HYPERLINK l _Toc354753004 41技术要求(7) HYPERLINK l _Toc354753005 42精度匹配(8) HYPERLINK l _Toc354753006 5一级电磁

3、波测距导线的注意事项及误差来源(11) HYPERLINK l _Toc354753007 51注意事项(11) HYPERLINK l _Toc354753008 52误差来源及改正(11) HYPERLINK l _Toc354753009 6小结(12)第 页 (共 18页)一级电磁波测距导线的实施及精度分析1 引言光电导线已经广泛应用于各种控制网的建立、各大工程项目并取得了巨大的进步。本文主要以一级光电导线的建立为引导，介绍一下一级光电导线的实施过程及精度分析，并以实际的应用加以分析，说明。光电导线的实施是基于一级光电导线的规范来进行的，严格按照其要求进行测量、记录、归算、平差、精度分

4、析，提交成果的。而对于测量精度的方法则属于核心部分，最近几年，国家的铁路、公路、桥梁等工程项目频多，稍有一点点精度问题，就有可能导致重大的问题和灾难，那么当前对于工程精度的要求被提到了越来越高的位置，就更需要我们采取更加科学严密的方法去对待，这样才能达到我们的职业操守。2 一级电磁波测距导线的实施流程图 导线的选点与布设 边、角测量角度测量 边长测量 数据检核 数据处理计算控制点坐标计算坐标增量坐标方位角角度闭合差 成果检核 提交成果 图1 一级电磁波测距导线的实施流程图21 一级电磁波测距导线的基本要求本工程收集到国家GPS点2个点作为本工程平面控制起算点。本工程收集到等水准点2个，系珠基高

5、程系成果，作为本工程高程控制起算点。然后需要进行地形勘探，检查基桩情况并进行统计。其次，要求我们派出精兵强将，由较强作业能力的工程技术人员5名，辅助技术员4名组成复测小组，从事复测工作；由3名技术人员进行地形测量工作，组长带队，技术员3名，技术熟练的辅助工7名从事外业测量和内业整理工作。最后，装备的配给，主要是高进度的全站仪（如拓普康、莱卡等）角度测量精确度 2，距离测量精确度 2mm +2ppm（已检核），基座（经检核所有基座都满足要求），气象表，温度计，脚架，棱镜，手持GPS。22 一级电磁波测距导线的技术及精度要求（1）光电测距导线的主要技术要求应符合表1、2、3的规定。表1 光电测距导

6、线的水平角技术要求等级仪器等级测回数左+右-360之差 /上下半测回之差/测角中误差/方位角闭合差/一级1级210105 注：n为测站数。表2 光电测距导线的竖直角技术要求等级仪器等级测回数竖直角互差/指标差互差/一级1级21010表3 光电测距导线的测距技术要求 等级仪器等级导线长度/km测回数测距中误差/mm相对误差导线全长相对闭合差一级I级44151/30 0001/14 000（2）每条边量测测站一端的气象数据。温度取位至05，气压取位至100pa或1mmHg（所使用的气象仪器应在检定的使用有效内）。 （3）导线边长应进行加常数、乘常数、气象、倾斜改正以及高程归化和投影改化等各项改正计

7、算。（4）导线边长通过两点间高差进行倾斜改正，按城市测量规范第2410和2411条执行。按城市测量规范第2412条进行测距边水平距离的高程归化和投影改化。（5）导线边距离观测记录要求清晰、整洁，原始观测数据的更改应符合“城市规范”第263条的规定，记录、计算取位至1mm。23一级电磁波测距导线的实施流程 231 作业方法（1）左角采用前-后-后-前，右角采用后-前-前-后。（2）水平角采用测回法，竖直角采用中丝法，三丝法。（3）导线施测可以使用采用三联脚架全园观测法施测，水平角观测的技术要求按工程测量规范GB50026-93。232 测角和测边。（1）导线转折角有左角和右角之分。（2）在导线前

8、进方向左侧的水平角称为左角，右侧的水平角称为右角。（3）闭合导线一般测其内角，在公路测量中，附和导线一般测右角，注意全线应统一。（4）光电测距，光电测距导线边采用单向或往返观测，导线边长均观测2测回，每测回4次读数，一测回内读数较差应小于5mm，单程测回间较差应小于10mm。233 表格的设计以及数据记录 在这里直接按照一级电磁波测距导线的规范来进行即可，此处就不在列出样表来进行详细说明，具体会在实习数据中详细见附表。234 内业数据的简要处理流程（1）外业观测值复核。（2）对斜距进行项改正，再化为平距。（3）将施工面上的平距规划到高斯投影面上，比例因子。（4）整理外业资料，计算之前，全面检查

9、外业测量记录，数据是否齐全，有无遗漏、记错或算错，成果是否符合规范的要求。检查无误后，就可以绘制导线略图，将已知数据和观测成果标注于图，以便计算。（5）进行数据平差处理。（6）结果检核及提交成果。3 观测数据处理31数据处理的流程算角度闭合差。 （3-1）算其他导线边的坐标方位角。盘左 （3-2）盘右 （3-3）算各导线边的坐标增量。以数据点号为力例如下： （3-4）算各导线点坐标。 （3-5）32 以符合导线计算为例介绍解算过程3.2.1 坐标反算根据两已知点的坐标（，YA）和（XB，YB），计算AB边的边长DAB和坐标方位角AB，称坐标反算。AB边的边长DAB 注意：用上式计算坐标方位角会

10、出现负值，所以一般先按照下式计算其象限角，再将象限角转化为坐标方位角。3.2.2 附和导线的坐标计算步骤附合导线的内业计算与闭合导线基本一致，两者的主要差异在于角度闭合差和坐标增量闭合差的计算上。（1）角度闭合差的计算和调整附和导线的角度闭合差即是坐标方位角闭合差。由已知的起始边的坐标方位角和观测角推算，由于观测角度有误差，与已知的导线终边的坐标方位角有差异，两者之差即为坐标方位角闭合差。角度闭合差的调整：原则上和闭合导线相同。但需要注意：当用右角计算时，闭合差以相同的符号平均分配在各角上；当用左角计算时，闭合差则反号平均分配。（2）坐标增量闭合差的计算和调整附和导线的起始点和终点坐标已知。附

11、和导线的纵、横坐标增量的代数和理论上等于终点和始点的坐标差。（3），的调整原则=计算-理论 （3-6） =计算-理论 （3-7）（4）导线网的严密平差计算一级导线的平差计算利用专业软件进行严密平差。平差结果文件要求包括起算数据、方向观测值和改正后的边长值、方向和边长的平差值、点位坐标、点位中误差、边长相对中误差、单位权中误差。导线边长应进行加常数、乘常数、气象、倾斜改正以及高程归化和投影改化等各项改正计算得来的。33平差软件平差331 一般软件平差过程 = 1 * GB2 形成数据文件 5,2,2,2A,x,yA,L,0B,x,y3,L,290.1010C,x,y 3,S,198.110D,x

12、,y A B,L,0 2,L,80.1010 2,S,198.110 = 2 * GB2 设置好参数，导入数据。将已知点信息输入。 = 3 * GB2 点击平差，调出平差原始数据，输出平差报告。332南方平差易软件平差 = 1 * GB2 上面一栏要输入已知点代码及坐标，和架设站的代码。 = 2 * GB2 下面一栏输入相对测站点的后视点，前视点的代码及角度（左角或右角）和导线边长进行平差。 = 3 * GB2 步骤 = 1 * GB3 点击平差按纽。 = 2 * GB3 然后在点击闭合差计算坐标推算成果输出WORD。一级导线网中最弱点的点位中误差（相对于起算点）不大于5cm，最弱边的相对中误

13、差不大于1/20000。 = 4 * GB2 成果分析：以上平差均满足限差要求。4一级电磁波测距导线的精度分析41技术要求城市测量规范要求: 四等以下平面控制网中最弱点的点位中误差( 相对于起算点) 对于1：500 的测图区不超过5cm；对于小于1：5000 的测图区不超过10cm。由此对电磁波测距导线的主要技术参数作如下规定， 见表1。 表1 电磁波测距导线的主要技术要求等级附合导线长度（km）平均长度 （m） 每边测距中误差（）测角中误差()导线全长相对闭合差（）一级36300 1551/1400042精度匹配常用的导线是两端有己知坐标和方向控制的附合导线， 经角度闭合差调整后计算端点位置

14、误差公式，得任意附后导线的角、边观测精度影响比Q 的计算式为: （4-1）在（4-1）式中: 角度测量误差； 边长的测量误差；经角度调整后的测角误差对导线端点位置误差的影响；边长误差对导线端点位置误差的影响；导线顶点i 至导线重心的距离；n导线边数。在等边直伸形导线中， 导线经整体平差后的最大点位误差在导线中点( 最弱点) ， 导线中点点位误差大小是最后判定导线精度的标准。因此， 根据导线最弱点点位误差直接设计导线的角度、边长观测精度是比较合适的。为此， 引出等边直伸形导线经整体平差后角度测量误差的边长测量误差对导线中点位置误差的影响比， 等于导线中点横向误差和纵向误差之比， 即: （4-2）

15、 今按普遍采用的“测量误差与起始数据误差对导线中点位置误差等影响”的假设， 采用最弱点的总允许误差来分析角、边观测精度之间的关系。从出发导出设计测边精度和测角精度的计算式。由，得 又由 （4-3） （4-4）由数据得 在（4-4）式中: 导线最弱点允许的总点位误；由测量误差引起的导线中点位置误差( 平差后) ； 由起算数据误差引起的导线中点位置误差(平差后) 。用(4-3)、(4-4)式根据导线最弱点允许位置误差，由可计算相匹配的边、角观测精度，选用不同的将有不同搭配的角、边观测精度。算得角、边观测精度、 后，可以选用相应的测角仪器和测距仪。用(4-3)、(4-4) 式设计导线的角、边观测精度

16、， 需合理确定，从实际布设导线的情况和平差后多次反算的值来看，一般值为4， 即为2，同样，为满足特殊工程的需要，可在确定一项(测角或测边)误差后，再推算，而后确定另一项测量误差。 (4-3)、(4-4) 式是以起算数据误差和测量误差对最弱点位置等影响的原则导出的。下面遵照“不等影响原则”导出测边精度计算式: (4-5)在（4-5）式中:可根据导线中点位置误差M中总求得，也可由导线最大相对误差求得 ；是起始数据误差对导线全长误差的影响，按一般方法求得；是导线角边观测精度对导线端点位置误差影响比。同样，也可导出直接用导线最大相对闭合差1/ T 计算导线的测边精度公式: （4-6）在（4-6）式中:

17、 s -为导线全长； n -为导线边数。按相同的比值和( 或相应T 值) 以及( 6) 式算得的可算得相应的测角精度: （4-7） 同样， 也可直接用导线的最大相对误差计算出相应的测角精度， 即: （4-8） 235mm在（4-8）式中: 附合导线起、闭的三角点最弱边相对误差分母值或起、闭的导线点的最大相对误差分母值。5一级电磁波测距导线的注意事项及误差来源51注意事项（1）对所使用的测距仪和全站仪应在检定的使用有效期内。（2）要有仪器设备的鉴定证书，要做基座的偏心检校，注意查棱镜常数（一般仪器都是-30）。（3）水平角观测的记录要求清晰、整洁，原始观测数据的更改应符合城市测量规范第263条的

18、规定，记录、计算取位至秒。（4）视差导线测量和视距导线测量完全采用光学方法，用视差法和视距法测量导线边长，不必用因瓦尺或钢卷尺丈量，因而比传统的经纬仪导线测量方便，且具有较高的灵活性，但精度较低。 （5）导线测量和三角测量相比较，其优点是布设灵活，要求通视的方向少，边长直接测定，粗度均匀。缺点是控制面积小，缺乏有效可靠的检核方法。52误差来源及改正（1）调制频率误差 通过测距仪检定、测定乘常数R，对距离进行改正，可消除或减小仪器的调制频率误差。 （2）气象参数误差 在精密测距时，要注意气温的测定，其误差应小于1C，气压测定误差应小于03Kpa。 （3）仪器和反射镜对中误差 对中误差一般应小于1

19、mm，对精密测距应采用强制对中设备，提高对中精度。 （4）测相误差 测定相位差影响测距时间的确定，进而影响距离的测量。 （5）照准误差 克服的办法是测距前检校发射轴与视准轴的平行性，并使用电瞄准以提高照准精度。 （6）仪器加常数测定误差 由加常数测定不准确引起的误差。克服办法是定期测定加常数，使距离得到正确加常数改正。 （7）周期误差 可通过定期测定仪器的周期误差对所测距进行改正。 6小结利用全站仪进行的一级电磁波测距导线测量，取得了较高的精度，更好地控制了各种工程的技术要求和精度。在具体测设中，全站仪要架设在已知控制点，前后视距不宜超过300 m，水平角的观测要求至少测设2个测回，减少测角误

20、差的影响。导线测量的精度主要取决于: 两高级点间导线点的个数与全长；导线的几何形状；水平角观测的精度；边长观测的精度；平差方法的选择等。附合导线平差中误差一般来说偏小，所得到点的坐标的精度偏高，对生产实际有害。后验单位权中误差若显著大于先验值时，需要查找原因并对症处理。原因可能是: 观测值中可能存在粗差，已知点可能有问题。处理方法: 可以将附合导线当成支导线从两端分别计算，查找可疑的导线点或观测值。参 考 文 献1 顾孝烈城市导线测量M北京: 测绘出版社, 1982：15-192 城市测量规范Z北京: 测绘出版社，1985：23-273 李勇电磁波测距导线必要精度探讨J南华大学学报，1996,

21、16(5):15-194 刘忠阳单一附合光电导线严密平差J西北林学院报，1994,22(6):91-965 白会人地下工程中电磁波测距导线的精度分析及最佳选择方法J测绘学报，1994，6（2）：9-136 陶华学短程三维电磁波测距导线的布设J测绘通报，1987，13(2)：22-25The an EDM Traverse implementation and precision analysis Abstract: The internship example to Yahekou：The internship we have established a level optical wire

22、control network,describes the implementation of photovoltaic wire (ie CONTROL NETWORK, measurement,data processing and precision analysis)Use of photoelectric wire edge measurement accuracy characteristics of uniform, then the departure from this idea, the basic principle of the least squares method

23、 to derive the single Annexed optical wire the rigorous adjustment formula and method, with the actual count out,and finally experiences and lessons extended to practical applicationKeywords: Optical wire；least squares method；adjustment附表日 期：_2012_ 年 5_ 月 15_ 日 天气：晴 仪器型号： _ 组号：_ 观测者：_ 记录者：_参加者：_ 测点

24、盘位 目标 水平度盘读数 水平角方向中数附注半测回值 一测回值 N1左A0 00 00128 45 36128 45 36128 45 36N2128 45 36右A179 59 55 35N2308 45 31左A90 00 00128 45 36 35N2218 45 46右A269 59 58 35N238 45 43边长名：_N1_-A 1 117473 M2_117473_ m3_117473_ m4_117473_ m平均-_117473_m边长名：_N1-N2_ 1198720_-m2_198720 - m3_198720 m4_198720_ m平均-_198720_mN2左N

25、10 00 00181 36 54181 36 58181 36 58N3181 36 54右N1179 59 55 01N3 1 36 56左N190 00 00181 36 59 58N3271 36 59右N1270 00 02 57N391 36 59边长名：_N2-N1_ 1_198720_-m2_198720 - m3_198720_ m4_198720_ m平均-_198720_m边长名：_N2-N3_ 1_100745_-m2_100745 - m3_100745_ m4_100745_ m平均-_100745_m日 期：_ 年 _ 月 _ 日 天气：_ 仪器型号： _ 组号：

26、_ 观测者：_ 记录者：_参加者：_ 测点 盘位 目标 水平度盘读数 水平角方向中数附注半测回值 一测回值 N3左N20 00 0076 30 20 76 30 2176 30 21 N476 30 30 右N2179 59 55 21N4256 30 16左N290 00 0076 30 22 20N4166 30 22右N2269 59 58 20N4346 30 18边长名：_N3-N21_100745_-m2_100745_ - m3_100745 m4_100745_ m平均-_100745边长名：N3-N4_ 1_170067_ m2_170067 m3_170067 m4_170

27、067_ m平均-_170067_mN4左N30 00 0092 03 1392 03 1492 03 14N592 03 13右N3179 59 58 14N5272 02 12左N390 00 0092 03 14 13N5182 02 14右N3270 00 01 13N502 02 14边长名：_N4-N3_ 1_170067_-m2_170067_ - m3_170067_ m4_170067_ m平均-_170067_m边长名：N4-N5_ 1_300146_-m2_300146 - m3_300146 m4_300146 m平均-_300146_m日 期：_ 年 _ 月 _ 日 天气：_ 仪器型号： _ 组号：_ 观测者：_ 记录者：_参加者：_ 测点 盘位 目标 水平度盘读数 水平角方向中数附注半测回值 一测回值 N5左N40 00 00163 06 25163 06 27163 06 27N6163 06 25右N4179 59 55 28N6343 06 23左N490 00 00163 06 27