全站仪平差
- 格式:doc
- 大小:131.50 KB
- 文档页数:3
测绘技术中常见的建筑物高度测量方法近年来,随着城市化的不断推进和建筑业的快速发展,人们对建筑物的高度测量需求越来越迫切。
测绘技术在此方面发挥着重要作用,通过高度测量可以精确掌握建筑物的垂直尺寸,用来制作精确的地形模型、规划建筑物布局、进行工程施工等工作。
在实际工程中,建筑物高度测量的方法众多,本文将介绍一些常见的测量方法。
一、三角测量法三角测量法是建筑物高度测量中最常用的方法之一。
该方法利用三角形的性质,通过测量建筑物与测量点之间的距离和角度,计算出建筑物的高度。
常见的三角测量仪器有全站仪、电子经纬仪等。
在使用全站仪进行测量时,首先需要在测量点和建筑物底部分别设置两个测量点,然后通过全站仪测量这三个点之间的距离和角度。
根据三角形的计算公式,可以得到建筑物的高度。
需要注意的是,在使用三角测量法测量建筑物高度时,要保证测量点与建筑物底部之间的距离足够远,以确保测量结果的准确性。
同时,为避免测量误差的累积,建议进行多次测量并取平均值。
二、平差测量法平差测量法是一种基于建筑物底部的水平控制点进行测量的方法。
该方法利用建筑物底部的水平控制点作为基准点,通过测量建筑物与基准点之间的垂直角度,计算出建筑物的高度。
平差测量法的优点在于测量结果相对稳定,测量精度较高。
但是,该方法需要事先设置水平控制点,并要求测量点与建筑物底部的夹角不能过大,否则会导致测量结果的误差增大。
三、大地测量法大地测量法是一种利用全球定位系统(GPS)进行建筑物高度测量的方法。
该方法利用GPS接收器测量建筑物顶部与地面之间的高度差,从而计算出建筑物的高度。
大地测量法的优点在于测量过程简便,无需设置复杂的测量仪器。
但是,在城市峡谷等环境中,GPS信号可能受到遮挡而造成测量误差。
因此,使用大地测量法进行建筑物高度测量时,需要选择开阔的环境,并确保GPS信号的稳定性。
综上所述,测绘技术中常见的建筑物高度测量方法主要包括三角测量法、平差测量法和大地测量法。
全站仪测量闭合导线如何平差计算出各点坐标测量闭合导线的平差计算,一般可以分为以下几个步骤:
1.测量闭合导线的原始数据获取:首先,需要在各个测站上用全站仪
测量闭合导线的各个点的水平角和垂直角,并记录下来。
同时,还要测量
闭合导线的距离。
2.计算展点坐标的预计值:根据测量的数据和已知的初始点的坐标,
可以利用三角函数计算出闭合导线上各点的预计坐标值。
在计算中要注意
角度的单位和相应的角度公式。
3.闭合导线的平差计算:根据各点的预计坐标值和测量的实际坐标值,可以进行闭合导线的平差计算。
平差计算的目的是为了得出最接近实测值
的各点坐标。
平差计算的方法有很多种,其中常用的有“角度平差法”和“坐标平
差法”。
以“角度平差法”为例,其步骤如下:
1.计算闭合导线的总角度差:根据测量得到的各个点的角度值,可以
求得闭合导线的总角度差,即闭合差。
2.计算方位角的改正数:根据闭合差和导线的总长度可以计算出方位
角的改正数。
方位角的改正数是为了使计算后的闭合导线与实际测量中的
闭合导线相吻合。
3.计算各点坐标的改正数:根据预计坐标值和实际测量值的差异,可
以计算出各个点的坐标改正数。
4.修正各点坐标:根据上述计算得到的改正数,可以对各点的预计坐标值进行修正,得到最终的各点坐标。
总之,全站仪测量闭合导线的平差计算是一个较为复杂的过程,需要通过测量数据和数学方法进行计算。
只有进行准确的测量和精确的计算,才能得到符合实际情况的各点坐标值。
在平差计算过程中要注意各个环节的精度控制和数据处理,以确保测量结果的准确性和可靠性。
全站仪使用心得全站仪使用心得篇5全站仪使用心得一、简介全站仪,是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器,是实现测量数字化、自动化的重要工具。
它集合了电子测角、电子测距、电子平差于一体,性能稳定可靠。
随着科技的发展,全站仪在各类工程建设中发挥着越来越重要的作用。
二、使用背景在工程建设中,我们常常需要测量一系列的数据,如距离、角度、高程等。
传统的测量方法,如使用卷尺测量距离,使用测角仪测量角度,或者使用水准仪测量高程,已经不能满足高精度、高效能的需求。
而全站仪的出现,极大地提高了测量的准确性和便捷性。
三、主要功能全站仪集成了电子测角、电子测距、电子平差等功能,可以实现自动测量、自动计算、自动记录等功能。
在进行工程建设时,我们可以通过全站仪,快速准确地获取数据,并进行数据处理,大大提高了工作效率。
四、使用体验使用全站仪,我们不再需要手持卷尺进行距离测量,避免了传统方法中人为因素导致的误差。
同时,全站仪的测角、测距功能,使得测量工作更加快速、准确。
此外,全站仪的电子平差功能,可以自动进行数据的计算和处理,避免了人为计算导致的误差。
五、对比其他设备与传统的测量仪器相比,全站仪具有更高的测量精度和更快的测量速度。
如传统的测角仪,需要人工转动测角仪,读取角度数据,而全站仪则可以实现自动测角、自动记录,避免了人为因素导致的误差。
同时,全站仪的电子平差功能,可以自动进行数据的计算和处理,提高了工作效率。
六、维护保养在使用全站仪时,需要注意正确的使用方法和保养措施,以保证仪器的精度和寿命。
例如,在使用过程中,要注意避免碰撞、摔落等外部冲击,同时要保持仪器的清洁,避免灰尘、油污等影响仪器的精度和寿命。
七、个人结论总的来说,全站仪是一种高精度、高效的测量仪器,在工程建设中发挥着重要的作用。
通过实际使用,我深刻感受到了全站仪的便捷性和准确性,大大提高了我的工作效率。
同时,我也了解到了全站仪的正确使用方法和保养措施,以保证仪器的精度和寿命。
随着全站仪在工程测量中应用的逐渐普及,采用导线作为测量的平面控制越来越广泛,导线一般多布设成单一导线。
应用全站仪观测导线,可以通过机内的微处理器,直接得到地面点的平面近似坐标,因此在成果处理时可以应用这些近似坐标直接按坐标平差(即间接平差)法进行平差。
本文主要针对采用全站仪观测导线的近似平差和严密平差方法进行探讨。
导线的近似坐标平差导线测量用于图根控制等低精度测量中,往往采用近似平差即可。
由于全站仪直接测定各导线点的近似坐标值,平差计算就不用像传统的导线近似平差计算那样,先进行角度闭合差计算和调整,然后推算方位角,再进行坐标增量闭合差的计算和调整,最后根据平差后的坐标增量计算导线点的坐标。
全站仪观测导线直接按坐标平差计算,将更为简便。
直接按坐标平差法计算步骤如下:假设有一条附合导线,由于存在观测误差,最后测得的一点(假设为C)坐标与该点已知坐标(xc,yc)不一致,其差值即为纵、横坐标增量闭合差,即(1)导线全长闭合差为f:(2)导线全长相对闭合差为:(3)此时若满足要求的精度,就可以直接根据坐标增量闭合差来计算各个导线点的坐标改正数,各导线点的坐标改正值计算公式为:(4)改正后各点坐标xi、yi为:(5)式中,∆x1、∆x2、∆x i、∆y1、∆y2、∆y i、分别为第一、第二和第i条边的近似坐标增量;x i’、y i’为各待定点坐标的观测值(即全站仪外业直接观测的导线点的坐标)。
采用坐标法进行导线近似平差,直接在已经测得导线点的坐标上进行改正,方法简单,易于掌握,避免了传统近似平差法的方位角的推算和改正,以及坐标增量的计算和改正,能大大提高工作效率,而且不易出错。
同时可以看出传统附和导线测量需要两条已知边,作为方位角的检核条件,而直接坐标法,只需要一条已知边和一个已知点即可,使导线的布网更加灵活。
导线的严密坐标平差采用全站仪观测导线的优势高等级平面控制测量对精度的要求较高,需要严密平差。
全站仪观测的导线采用严密坐标平差法较为适宜。
进行平差前要进行五项改正分别是:(1)加常数及乘常数改正(2)气象改正(3)倾斜改正(4)归算改正(5)投影改正全站仪测量时输入了温度气压,测出来的是平距,因此上述(2)、(3)项无需进行,但(1)、(4)、(5)项也必须进行改正后才能进行平差计算。
其计算公式见:边长改化是指将电子全站仪(或测距仪)测得的控制网中各边的斜距值归算到已知的坐标系统中,边长改化步骤是:测距仪加常数和乘常数改正——气象改正——倾斜改正——归算改正(归算至投影面)——投影改正。
(1)加常数及乘常数改正(3-1)式中:S为观测的斜距值,单位:米;K为测距仪的乘常数,单位:毫米/公里;C为测距仪的加常数,单位:米;S1为S经改正后的斜距值,单位:米。
公式中的数字是1000.0。
(2)气象改正(3-2)式中:K1、K2为测距仪的气象改正系数,可以从仪器说明书的气象改正公式中得到;P为气压,单位:mmHg;T为温度,单位:℃。
S1意义见公式(3-1);S2为S1经气象改正后的斜距值,单位:米。
(3)倾斜改正式中:V为天顶距;KK为大气折光系数;ρ=206265;R为地球曲率半径,单位:米;f为天顶距改正数,单位:秒;S2意义见公式(3-2);D0为倾斜改正后的水平距离,单位:米。
(4)归算改正(3-5)式中:H-为测区平均高程,单位:米;H0为投影面高程,单位:米;δh为大地水准面差距,单位:米;D1为平距D0归算至投影面上的长度,单位:米;D0意义见公式(3-4)。
(5)投影改正(3-6)式中:Y-为测区平距横坐标,单位:米;Y0为中央子午线横坐标,单位:米;R为地球曲率半径,单位:米;D1意义见公式(3-5),D2为经过归算和投影改正的平距,单位:米。
如果在网平差计算软件中已经考虑了边长的归算改正和投影改正,则控制网的平差输入文件中,边长观测值应使用只经过倾斜改正后的平距D0;反之,控制网的平差输入文件中,边长观测值应使用经过归算改正和投影改正的平距D2。
全站仪的检定全站仪由于经常在野外使用及在运输途中的振动和缺乏保养措施,导致仪器的结构发生变化、电子元器件的自然老化等,会导致仪器性能发生变化,造成技术指标的降低。
为了全面掌握仪器的性能,合理使用仪器观测到合格的测量成果。
仪器在使用过程中必须定期进行检定。
由于全站仪是精密电子仪器,在使用过程中如出现问题或故障不要随意拆卸和调整,应到具有仪器鉴定资质的部门进行鉴定和维修。
国家计量检定规程规定,全站仪的检定周期不能超过1年。
全站仪的检定项目可分为三部分,即光电测距系统的检定,电子测角系统的检定,数据采集系统的检定。
全站仪的三部分是一个整体,为便于讲解,把公用部分放在一起作为全站仪的综合检定。
第一节全站仪的综合检定全站仪的综合检定的项目有:(1)水准器的正确性;(2)光学对中的正确性;(3)望远镜十字丝的正确性;(4)望远镜调焦的正确性;(5)外观和键盘功能的检验;(6)工作电压显示的正确性;(7)照准部旋转的正确性;(8)测距轴与视准轴的重合性;以上各项检定工作须在常温下进行,检定时气象条件相对稳定,仪器安置稳定可靠。
可以在室内设置的检验校正台上或室外进行,其中1-4项的检验与校正与光学经纬仪相同,并注意水准器的检验与校正应先管水准器后圆水准器。
其它检验项目介绍如下:一、外观和键盘功能的检验外观和键盘功能的检验项目如下:(1)仪器表面不得有碰伤、划痕、脱漆和锈蚀;盖板及部件接合整齐、密封性好。
(2)光学部件表面清洁、无擦痕、霉斑、麻点、脱膜等现象;望远镜十字丝成像清晰、粗细均匀、视场明亮、亮度均匀;目镜调焦及物镜调焦转动平稳、不得有分划影像晃动或自行滑动的现象。
(3)长水准器和圆水准器不应有松动;脚螺旋转动松紧适度无晃动;水平和竖直制动及微动机构运转平稳可靠、无跳动现象;组合式全站仪中,电子经纬仪与测距仪的连接机构可靠。
仪器和基座的连接锁紧机构可靠。
(4)操作键盘上各按键反应灵敏,每个键的功能正常;通过键的组合读取显示数据及存贮或传送数据功能正常。
全站仪观测导线测量平差方法的研究
1 问题的提出
随着全站仪在工程测量中应用的逐渐普及,采用导线作为测量的平面控制越来越广泛,导线一般多布设成单一导线。
应用全站仪观测导线,可以通过机内的微处理器,直接得到地面点的平面近似坐标,因此在成果处理时可以应用这些近似坐标直接按坐标平差(即间接平差)法进行平差。
这将优于过去导线计算过程中先进行边、角平差后,再求取坐标的方法。
本文主要针对采用全站仪观测导线的近似平差和严密平差方法进行探讨。
2 导线的近似坐标平差
导线测量用于图根控制等低精度测量中,往往采用近似平差即可。
由于全站仪直接测定各导线点的近似坐标值,平差计算就不用像传统的导线近似平差计算那样,先进行角度闭合差计算和调整,然后推算方位角,再进行坐标增量闭合差的计算和调整,最后根据平差后的坐标增量计算导线点的坐标。
全站仪观测导线直接按坐标平差计算,将更为简便。
直接按坐标平差法计算步骤如下:
图1有一条附和导线,由于存在观测误差,最后测得的C点坐标(,)与C点已知坐标(,)不一致,其差值即为纵、横坐标增量闭合差 , ,即
(1)
导线全长闭合差f为: (2)
导线全长相对闭合差K为: (3)(∑D各边总长)
图1 附和导线
Fig 1 Closed traverse
此时若满足要求的精度,就可以直接根据坐标增量闭合差来计算各个导线点的坐标改正数,各导
线点的坐标改正值、计算公式为:
(4)
改正后各点坐标、为:
(5)
式中,、、,、、分别为第一、第二和第条边的近似坐标增量;、
x′i、y′i为各待定点坐标的观测值(即全站仪外业直接观测的导线点的坐标)。
采用坐标法进行导线近似平差,直接在已经测得导线点的坐标上进行改正,方法简单,易于掌握,避免了传统近似平差法的方位角的推算和改正,以及坐标增量的计算和改正,能大大提高工作效率,而且不易出错。
同时可以看出传统附和导线测量需要两条已知边,作为方位角的检核条件,而直接坐标法,只需要一条已知边和一个已知点即可,使导线的布网更加灵活。
3 导线的严密坐标平差
高等级平面控制测量对精度的要求较高,需要严密平差。
全站仪观测的导线采用严密坐标平差法较为适宜。
严密坐标平差取待定点的坐标平差值作为未知数,通过平差计算可直接得到各待定点的坐标。
但过去影响应用坐标平差(间接平差)法的主要原因是辅助计算量大,尤其是在列立误差方程之前,需要按近似平差方法将全部导线点的近似坐标推算出来;采用全站仪观测导线,在测量中可直接得到待定点的近似坐标,因此不必再解算待定点的近似坐标。
另一方面坐标平差法误差方程式的列立简单且有规律性,便于编制程序。
坐标平差法虽然法方程的阶数较高,但利用编制的程序输入计算机中解算,仍是快捷迅速的,这是传统条件平差无可比拟的,因此采用坐标平差法平差全站仪导线是比较适宜的。
3.1 坐标平差中边、角观测值权的确定
坐标平差已是一种成型的平差方法,有关其原理、计算公式和计算步骤等在各种平差文献中都有较细的推导和叙述,这里只就应用该法平差全站仪观测导线过程中,有关边、角权的确定方法谈一点体会。
3.1.1 边、角观测误差方程式
坐标平差法计算,首先是列立误差方程式。
导线平差有角度和边长两种类型误差方程式,在图2中,β为观测角度,略去推导过程,其误差方程为:
(6)式中:D°为边长近似值; Δx°、Δy°为近似纵横坐标增量;δx、δy为纵、横坐标改正数;lβ=α°BA-α°BC-β,α°为导线边的近似坐标方位角。
导线的每个观测角都要列立这样的观测误差方程式,式(6)为A、B、C三点均为待定点的情况,若三点中有已知点,则已知点的坐标改正数δx、δy=0。
图2 角度观测图
图3 距离观测图
在图3中,D i为AB边的距离观测值,A、B为待定点,略去其推导过程D i的观测误差方程式为:
(7)
式中:、、、分别为A、B两点的近似坐标;、、、为A、B两点的近似坐标改正数。
应用上述两类误差方程式组成法方程式时,因边、角的观测精度不等,则其权不等。
即使边之间或角度之间若非等精度观测,其权数也是不等的。
因此就要合理地确定其权数,观测值的权是组成法方程的重要元素,权确定的合理与否,直接影响到计算结果。
3.1.2 单位权中误差和权的确定
应用全站仪观测的导线,测距精度较高,通常边、角同时测得,据此笔者认为按如下方法确定其权较为合理。
(1)导线所有的转折角因测量的测回数相等,按等权对待,并设角度观测中误差为单位权中误差,即μ0=mβ。
(2)导线边的观测,因各边距离不等,则各边的距离观测精度不等,可以根据全站仪的标称测距
精度求出每条边的测距中误差,再按权的定义公式,确定每一条边的权值。
例如:用拓普康GTS-701全站仪观测了一条导线,现就其单位权中误差的确定方法和权的计算方法加以说明:
该仪器的测角标称精度为±2″,若对导线所有转折角进行一测回观测,则角度的观测中误差
mβ=±2″,距离观测标称精度为±(3+2³10-6²D)mm,其中D为观测边的距离,以公里为单位。
因此可以根据观测边的距离计算出每条边的中误差。
例如某条边的观测距离为1325.375m,则该边的距离观测中误差为m D为
m D=±(3+2³1.325375)mm=±5.65mm 。
权的确定可取角度观测中误差为单位权中误差,即μ0=mβ=2″,则角度观测值的权Pβ为:
(无单位)
该条边距离观测值的权为:
7.08(秒/cm)
如此可以逐一算出各边距离观测值权的大小,用以组成法方程进行下一步的解算,进而得出最后结果。
4 结语
综上所述,在导线平面控制测量中,应用全站仪观测,因为待定点的近似坐标在观测时可同时得到。
针对该情况,在此分别提出了近似和严密的坐标平差方法,供读者在实际应用中参考。
一般低等级控制测量采用近似坐标平差就可满足精度要求,高等级控制测量应采用严密平差的方法进行解算,可根据平面控制测量设计的等级和精度要求而选用相应的平差方法。