导线测量课件

导线测量1、导线测量概述2、导线测量的基本要求3、角度观测4、距离观测5、各项限差超限时的分析处理6、导线数据处理7.导线测量内业数据软件（SYADJ）处理1.导线测量概述

导线测量是指将一系列测点依相邻次序连成折线形式，并测定各折线边的边长和转折角，再根据起始数据推算各测点平面坐标的技术与方法。

导线测量平面控制网根据测区范围和精度要求分为三等、四等、一级、二级、三级、图根。

适用范围：主要用于带状地区(如：公路、铁路和水利)、隐蔽地区、城建区、地下工程等控制点的测量。2.导线测量的基本要求2.1导线测量的布设原则（1）选点、埋石a．导线点应选择在地势较高、土质坚实、稳固可靠、便于保存和方便安置仪器的地方，视野开阔，便于加密、扩展和寻找。

b．相邻导线点之间应通视良好，便于角度观测和距离观测。

c．为了保证测角精度，导线各边的边长应大致相等，相邻边长之比不宜超过1:3。

d．当采用电磁波测距时，相邻导线点之间的视线应避开烟囱、散热塔、散热池等发热体及强电磁场。

e．导线点应用足够的密度，分布均匀，便于控制整个测区。

选定导线点后，应马上建立标志。若是临时性标志，通常在各个点位处打上大木桩，在桩周围浇灌混凝土，并在桩顶钉一小钉；若导线点需长时间保存，就应埋设混凝土桩或石桩，桩顶刻“十”字，作为永久性标志。为了便于寻找，导线点还应统一编号，并做好点之记。2.2导线的布设形式1．闭合导线(closedtraverse)

多用于面积较宽阔的独立地区。2．附合导线(connectingtraverse)

多用于带状地区及公路、铁路、水利等工程的勘测与施工。3．支导线(opentraverse)

支导线的点数不宜超过2个，仅作补点使用。4．导线网（traversenetwork）多用于测区情况较复杂地区。2.2.1闭合导线由一个已知控制点出发，最后仍回到这个点而形成一个闭合多边形的导线称为闭合导线。2.2.2附合导线导线起始于一个已知控制点，而终止于另一个已知控制点则称为附合导线。2.2.3支导线由一个已知控制点出发，既不附合到另一个已知控制点，也不回到原来的起始点。由于支导线缺乏检核条件，不易发现错误，故一般不宜采用。2.2.4导线网

导线网是目前工程控制网常用的一种布设形式，它包括单一导线和具有一个或多个节点的导线网。网中的观测值是角度（或方向）和边长。独立导线网的起算数据是一个起算点（x，y）的坐标和一个方向的方位角。导线网与三角网相比，主要优点在于以下几个方面：（1）网中各点上的方向数较少，除节点外只有两个方向，因而受通视要求的限制较小，易于选点和降低觇标高度，甚至无须造标。（2）导线网的图形非常灵活，选点时可根据具体情况随时改变。（3）网中的边长都是直接测定的，因此边长的精度较均匀。导线网的缺点主要是：导线网中的多余观测数较同样规模的三角网要少，有时不易发现观测值中的粗差，因而可靠性不高。由上述可见，导线网特别适合于障碍物较多的平坦地区或隐蔽地区。2.3导线测量外业观测1、转折角（水平角）观测导线转折角分左角和右角，在导线前进方向右侧的转折角为右角，在导线前进方向左侧的转折角为左角。可用测回法测量导线转折角。一般在闭合导线中均测内角，若导线前进方向为顺时针则为右角，若导线前进方向为逆时针则为左角；在附合导线中常测左角，也可测右角，但要统一；在支导线中既要测左角也要测右角，以便进行检核。各等级导线测角时应符合其相应的技术要求。转折角（水平角）观测之前，应对所有的仪器、觇标、光学对中器等进行认真检查或检验，在观测过程中也要进行检查。当进行短边的转折角观测时，应特别注意仪器和照准目标的对中，为了减少对中误差对测角测距的影响，导线观测应采用三联脚架法。

三联脚架法通常使用三个既能安置全站仪又能安置带有觇标的通用基座和脚架，基座上有通用的光学对中器，如图所示。具体步骤为：三联脚架法的优点：（1）减少了脚架对中的次数，减少了整平的工作量，还减少了量高的粗差。（2）由于每点只进行一次对中，则每点的对中误差只对本点坐标有影响，并不会在坐标推算中积累传递给其他点，可以提高导线测量的精度和效率。（1）将全站仪安置在2点上，在1、3点上安置棱镜，进行水平角、垂直角和边长观测。（2）迁站时，将1点的棱镜和脚架迁至4点，2、3点的脚架和基座不动，只将全站仪和棱镜对调。2、边长测量导线边长测量可用光电测距仪（或全站仪）测定导线边长，测量时要同时观测竖直角，供倾斜改正用。若用钢尺量距，钢尺使用前须进行检定，并按钢尺量距的精密方法进行量距。在观测前设置仪器参数（温度、气压等）。用以将倾斜距离改化为水平距离，大范围测量，还要将其归算到椭球面上或高斯平面上。3、连接角测量与高级已知控制点连接的导线，因存在已知边方位角，只需观测连接角便可以推算各边的方位角，然后推算各点的坐标。为了使导线与高级控制点之间建立连接，必须观测连接角作为传递坐标方位角之用。若测区附近没有高级控制点，当布设的导线为独立控制时，则应用罗盘仪、陀螺仪等施测导线起始边的方位角，并假定起始点的坐标作为起算数据。这样便可推算其他各边的方位角，进而推算各点坐标。3.角度观测

3.1常用的方法：测回法(methodofobservationset)适用于2个方向的单角方向观测法(methodofdirectionobservation)在一个测站上需要观测两个以上方向3.1.1测回法观测步骤步骤：（1）盘左瞄准左边A，配置度盘，读取并记录水平角读数αOA及距离OA；（2）顺时针旋转瞄准右边B，读取并记录水平角读数αOB及距离OB；则上半测回角值:β=αOB-αOA。（3）转动仪器，用盘右瞄准右边B，读取并记录水平角读数αOB1及距离OB1；（4）逆时针转动仪器瞄准左边A，读取并记录水平角读数αOA1及距离OA1；

则下半测回角值:β1=αOB1-αOA1。3.1.2方向观测法观测步骤（1）上半测回选择一明显目标A作为起始方向（零方向），用盘左瞄准A，配置度盘，顺时针依次观测A、B，C，D，A。（2）下半测回倒镜成盘右，逆时针依次观测A，D，C，B，A。同理各测回间按1800/N的差值，来配置水平度盘。

3.2外业观测技术指标等级等级仪器精度光学测微器两次重合读数只差（″）半测回归零差（″）一测回内2C互差（″）同一方向值各测回较差（″）四等及以上1″级仪器16962″级仪器38139一级及以下2″级仪器/1218126″级仪器/18/24注：1全站仪、电子经纬仪水平角观测时不受光学测微器两次重合读数之差指标的限制。2当观测方向的垂直角超过±3°的范围时，该方向2C互差可按相邻测回同方向进行比较，其值应满足表中一测回2C互差的限值。

3.3当观测方向不多于3个时，可不归零。

3.4三、四等导线的水平角观测，当测站只有两个方向时，应在观测总测回中以奇数测回的度盘位置观测导线前进方向的左角，以偶数测回的度盘位置观测导线前进方向的右角。左右角的测回数为总测回数的一半。但在观测右角时，应以左角起始方位角为准变换度盘位置，也可用起始方向的度盘位置加上左角的概值在前进方向配置度盘。4.距离测量

一级及以上等级控制网的边长，应采用中、短程全站仪或电磁波测距仪测距，一级以下也可采用普通钢尺量距。短程为3km以下，中程为3~15km。测距仪及相关的气象仪表，应及时校检。当在海拔高的地区使用时空盒气压表时，宜送当地气象台（站）校准。测距主要技术要求：平面控制网等级仪器精度等级每边测回数一测回读数较差（mm）单程各测回较差（mm）往返测距较差（mm）往返三等5mm级仪器33≤5≤7≤2（a+b*D）10mm级仪器44≤10≤15四等5mm级仪器22≤5≤710mm级仪器33≤10≤15一级10mm级仪器2—≤10≤15—二、三级10mm级仪器1—≤10≤15注：1、测回是指照准目标一次，读数2~4次的过程2、困难情况下，边长测距可采取不同时间段测量代替往返观测。测距作业,应符合下列规定：1、测站对中误差和棱镜对中误差不应大于2mm。（导线观测前检查仪器与棱镜的对中整平是否符合规范要求）2、当观测数据超限时，应重测整个测回，如观测数据分群时，应分析原因，采取相应措施重新观测。3、四等及以上等级控制网的边长测量，应分别量取两端点观测始末的气象数据，计算时应取平均值。4、测量气象元素的温度计宜采用通风干湿温度计，气压表宜选用高原型空盒气压表；读数前应将温度计悬挂在离开地面和人体1.5m以外阳光不能直射的地方，且读数精确至0.2℃；气压表应置平，指针不应滞阻，且读数精确至50Pa。1、当观测数据中含有偏心测量成果时，应首先进行归心改正计算。2、测量的斜距，需经气象改正和仪器的加、乘常数改正后才能进行水平距离计算。（1）水平距离可按计算：式中：DP----测线的水平距离（m）；

S----经气象及加、乘常数等改正的斜距（m）；

h----仪器的发射中心与棱镜的反射中心之间的高差（m）。（2）导线网水平角观测的测角中误差，应按式中：fβ----导线环的角度闭合差或附合导线的方位角闭合差（″）；

n----计算fβ时的相应测站数；

N----闭合环及附合导线的总数。（3）测距边的精度评定

1单位劝中误差：式中：d----各边往返测距离较差（mm）；

n----测距边数；

P----各边距离先验权，其值为，σD为测距的先验中误差，可按测距仪器的标称精度计算。2任意一边的实际测距中误差：式中：mDi----第i边的实际测距中误差（mm）；

Pi----第i边距离测量的先验权；3当网中边长相差不大时，可按下式计算网的平均测距中误差。网的平均测距中误差：式中：mDi----平均测距中误差（mm）；5.各项限差超限时的分析处理5.1水平角观测作业应符合以下规定1、仪器或棱镜的对中误差不应大于2mm。2、如受外界因素（如震动）的影响，仪器的补偿无法正常工作或超出补偿器的补偿范围时，应停止观测。3、一测回内2C互差或同一方向值各测回较差超限时，应重测该测回。4、下半测回归零差或零方向的2C差互差超限时，应重测该测回。5、若一测回中重测方向数超过总方向数的1/3时，应重测该测回。当重测的测回数超过总测回数的1/3时，应重测该站。6、测角中误差超限或测角中误差不超限而多边形相对闭合差超限，说明某些测站有粗差或错误存在，在确认边长观测值没问题的情况下，判断角度观测存在问题的测站，重测该测站。7、测距相对中误差超限，补测超限的测回。一、坐标计算的基本公式1．坐标正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。直线两端点A、B的坐标值之差，称为坐标增量，用ΔxAB、ΔyAB表示。坐标增量的计算公式为：6.导线数据处理坐标增量正、负号的规律如下表所示：象限坐标方位角α

Δx

Δy

Ⅰ0˚～90˚++Ⅱ90˚～180˚-+Ⅲ180˚～270˚--Ⅳ270˚～360˚+-则B点坐标的计算公式为：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。按上式计算坐标方位角时，计算出的是象限角，因此，应根据坐标增量Δx、Δy的正、负号，按表决定其所在象限，再把象限角换算成相应的坐标方位角。二、闭合导线的坐标计算263.40m201.60m231.40m200.40m241.00m1234x52．角度闭合差的计算与调整（1）计算角度闭合差n边形闭合导线内角和的理论值为：式中n——导线边数或转折角数。实测的内角之和与理论值的差值，称为角度闭合差，用表示，即：点号观测角（左角）改正数改正角坐标方位角1234=2+351335°24′00″2108°27′18″-10″108°27′08″263°51′08″384°10′18″-10″84°10′08″168°01′16″4135°49′11″-10″135°49′01″123°50′17″590°07′01″-10″90°06′51″33°57′08″1121°27′02″-10″121°26′52″335°24′00″2∑540°00′00″-50″540°00′00″辅助计算闭合导线坐标计算表（1）（2）计算角度闭合差的容许值图根导线角度闭合差的容许值fβp的计算公式为：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）计算水平角改正数将角度闭合差反号平均分配到各观测水平角中，也就是每个水平角加相同的改正数vβ，vβ的计算公式为：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

改等于所测水平角加上水平角改正数，即计算检核：改正后的闭合导线内角之和应为：以为例：（5）推算出各边的坐标方位角式中：n为测角个数、β左为观测左角、β右为观测右角。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，计算各边的坐标增量。X方向坐标增量：Y方向坐标增量：在本例中，导线边1-2的坐标增量为：点号坐标方位角距离m增量计算值改正后增量坐标值点号∆x/m∆y/m∆x/m∆y/mx/my/m156789101112131335°24′00″201.60+183.30-83.92+183.35-83.90500.00500.0012683.35416.102263°51′08″263.40-28.21-261.89-28.14-261.873655.21154.233168°01′16″241.00-235.75+50.02-235.68+50.044419.53204.274123°50′17″200.40-111.59+166.46-111.54+166.475307.99370.74533°57′08″231.40+191.95+129.24+192.01+129.261500.00500.001335°24′00″2∑1137.80-0.30-0.0900辅助计算闭合导线坐标计算表（2）+5+7+2+7+5+2+1+2+6+2（2）计算坐标增量闭合差闭合导线，纵、横坐标增量代数和的理论值应为零，即实际计算所得的∑△xm

、∑△ym

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（3）计算导线全长闭合差WD和导线全长相对闭合差WK

将WD与导线全长相比，以分子为1的分数表示，称为导线全长相对闭合差WK，即

不同等级的导线，其导线全长相对闭合差的容许值WKP不同，图根导线的WKP为1/2000。

如果WK＞WKP，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WK

≤WKP

，说明测量成果符合精度要求，可以进行调整。（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，即在本例中，导线边1-2的坐标增量改正数为

计算检核：纵、横坐标增量改正数之和应满足下式：（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。在本例中，导线边1-2改正后的坐标增量为：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：计算检核:推算起始点1的坐标，其值应与原有的已知值相等。7.导线测量内业数据软件（SYADJ）处理