【摘 要】利用全站儀進行工程測量的傳統(tǒng)作業(yè)模式是首先在已知控制點上設站,后視已知控制點設置后視方位角,然后開始測量。文章主要通過對自由設站,即邊角后方交會原理的分析,在已知控制點不通視的情況下自由設站進行工程測量。通過分析邊角后方交會在城市測量中的精度問題,得出了自由設站的方便,克服了后方交會危險圓的問題,彌補了測邊交會的不足。
【關鍵詞】邊角后方交會;城市測量;應用
城市的規(guī)劃、建設和管理工作主要依賴于城市測量。由于邊角后方交會定點具有布點靈活、施測方便、無需已知點之間互相通視且計算簡便等優(yōu)點,因此,在各種工程測量尤其是施工放樣中得以廣泛應用。下面對邊角后方交會測量的觀測方法和原理做簡要的分析。
1.邊角后方交會的觀測方法與基本計算原理
1.1觀測方法
結合現(xiàn)場實際情況,在首級控制網(wǎng)的基礎上,布設了加密控制網(wǎng)。本著便于整體控制,易于保存的原則,以首級控制網(wǎng)為基礎,在施工區(qū)布設了YB01、YB02、YB03、YB04四個加密點。這些加密點分布均勻,通視條件好,地基穩(wěn)定且不易被破壞,對整個施工區(qū)域可以進行全方位的觀測。加密控制網(wǎng)布設原則以首級控制點為基礎,并按二等的施測方案做了一條閉合導線。由于首級控制點YA01、YA02、YA03、YA04、YA05 之間互不通視。受地形、通視條件的限制,采取邊角后方交會的方法,加密了YB01點、YB02點,再由YA02-YB01起算,復核YA02。在布網(wǎng)過程中,為了保證精度,在不同的測站使用不同儀器和由不同人員觀測,采取了增加多余觀測、增加測回數(shù)、強制歸心等措施,后視YA01、YA02、YA03,使用徠卡TC1610 全站儀,觀測9 個測回,經(jīng)過計算YB01 點的誤差為2.3mm,達到二等的精度要求。YB01 與YB02、YB03 、YB04、YA02 構成一條閉合導線[1]。
使用儀器為瑞士徠佧TC1610 系列全站儀,新建控制點采用具有強制歸心裝置的混凝土觀測墩,水平角觀測采用測回法,施測9個測回,同測回盤左、盤右所得角值較差<4\",半測回歸零差<6\",同方向各測回互差<6\";2C值互差<9\",距離觀測采用電磁波測距(往返測),并進行了溫度和氣壓修正。
1.2計算原理
(1)平面部分精度計算,邊角后方交會法測量測站點的精度估算公式為:{[1+(sin2β)/(K2-sin2β)]m2s+[1+(cos2β)/(K2-sin2β)]2(s2m2β/ρ2)}=±2.3mm<±(5~7)mm。
其中:Mp JK01為測站點JK01的點位中誤差,單位為mm
β=27”06”11.4722”,K=363.9389273/363.9341726=1.000013065,ms=0.0012855mS=652.166462,Mβ=0.0392,ρ=206265”
由于規(guī)范標準主要以點位中誤差來稀量平面控制網(wǎng)的精度,因此,通過上式的計算結果與規(guī)范規(guī)定的相應控制網(wǎng)等級相比照,得出計算結果的中誤差達到二等平面控制網(wǎng)的精度要求。
(2)控制網(wǎng)中導線點最弱點的點位中誤差:Mp JK03=±√{m2s+[smp/ρ]2}=±2.4mm<。
其中:Mp JK03為測站點JK01的點位中誤差,單位為mm ms為測距中誤差ms=0.002mS測距邊邊長(平距)S=652.166462Mβ=2”ρ=206265”Mp JK01與MpJK03的值均符合二等平面控制網(wǎng)點的點位中誤差限差要求[±(5~7)mm的范圍內(nèi)!],所以平面控制網(wǎng)精度達到二等的精度要求。
邊角后方交會定點是一種方便、靈活、施測簡便、精度較好的加密控制點(設站點)的布設方式,其精度不僅與交會圖形(交會角大小)密切相關,而且還與已知邊長度和不同測距儀器標稱精度中的標稱值a、b的不同相關。邊角后方交會點,其布設圖形一般以交會角γ位于90°~110°范圍內(nèi)為最佳分布區(qū)域或稱最佳交會區(qū)。而最佳交會圖形的結構,還隨測距儀標稱精度中的標稱值不同而不同。若固定誤差a大于或等于比例誤差b時,其最佳交會角γ則位于90°~100°區(qū)域內(nèi);若固定誤差a小于或遠小于比例誤差b時,最佳交會角γ則位于90°~110°區(qū)域內(nèi),但總的來說,其交會點位以選定在已知邊的中垂線上或在其兩側的附近區(qū)域為佳。邊角后方交會不僅能夠解決實際測量中控制點相互不通視的問題,而且實踐證明這種方法效果較好,在工程測量中將會得到更為廣泛的應用。
2.城市測量中邊角后方交會的應用
城市測量中,為了測量方便一般都埋設導線點。考慮到通視條件和埋設條件,導線點多埋設在綠化帶軟土內(nèi),因為人行橫道上的樹木、指示牌或者各種高桿使得通視比較困難,鋪裝路面無法埋設。而交叉路口的綠化帶多又向原理交叉口的方向后退,因為要便于車輛轉(zhuǎn)彎或掉頭,這就使得從高級埋石導線點發(fā)展下一級導線點時導線邊長太短,造成邊長比例嚴重不合理。在城市測量中主要有三種情況:[2]。
首先兩埋石導線點不通視;其次就是相鄰三塊埋石導線點中間一塊丟失;再次就是城市控制點主要是埋石導線點。這些情況下就要使用邊角后方交會測量的方法,避免傳統(tǒng)測量數(shù)據(jù)不準確,提高測量的導線精度。我們從邊角后方交會測量的原理中可以看到使用邊角后方交會測量的導線精度要比不使用邊角后方交會測量的正常導線精度要高很多。因此在城市測量中要有選擇的使用合適的測量方法提高精度。
根據(jù)原理以及分析,我們得出邊角后方交會測量,自由設站點位選取方便,存在檢核條件,能夠防止出現(xiàn)誤差,既克服了后方交會危險圓的問題,又彌補了測邊交會的不足。并且在作業(yè)中不必設置測站點位標志,無需對中,節(jié)省作業(yè)時間。若測區(qū)內(nèi)有多個已知點,可進行多點聯(lián)測,進行檢核,待測點點位精度將進一步提高。這樣就使得工作效率大大提高,而且精度方面也更加準確。因此,邊角后方交會在城市測量中是可行的。
【參考文獻】
[1]朱東銘.邊角后方交會在工程測量中的應用與分析[J].河南水利與南水北調(diào).
[2]修洪玉,柴紅梅,金勇.邊角后方交會在城市測量中的應用[J].科技信息.