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        全站儀三維導(dǎo)線平差模型探討

        2015-05-30 18:01:23張?zhí)旒t黃金鑫
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2015年17期
        關(guān)鍵詞:全站儀程序設(shè)計

        張?zhí)旒t 黃金鑫

        摘 要:文章在全站儀三角高程測量可以用來代替水準(zhǔn)測量的前提下,研究三維導(dǎo)線的平差模型及數(shù)據(jù)處理軟件。

        關(guān)鍵詞:全站儀;高程測量;三維導(dǎo)線;平差模型;程序設(shè)計

        1 全站儀用于三角高程測量

        用水準(zhǔn)測量的方法測定點與點之間的高差,即可由已知高程點求得另一點的高程。應(yīng)用這種方法獲得的高程精度較高,普遍用于建立國家高程控制點及測定高級地形控制點的高程。但是在地形起伏較大的地區(qū)或不便進行水準(zhǔn)測量的地區(qū),采用此種方法獲得高程數(shù)據(jù)的進程較慢,甚至非常困難,這時常采用三角高程測量的方法來采集高程數(shù)據(jù)。

        2 全站儀用于三維數(shù)據(jù)采集

        用全站儀進行三維數(shù)據(jù)采集時觀測的數(shù)據(jù)是水平角、天頂距和斜距,這些數(shù)據(jù)既可以記錄在電子手簿中內(nèi)業(yè)計算時傳入計算機,也可由專人手工記錄,在計算時手工輸入到計算機內(nèi)。實際測量時還須量取儀器高、棱鏡高。精度要求比較高時,在內(nèi)業(yè)計算中還須考慮地球曲率、大氣折光等的影響。

        3 三維導(dǎo)線平差模型的建立

        在測繪工程中,數(shù)據(jù)處理是獲得優(yōu)良成果的關(guān)鍵一環(huán)。平差是根據(jù)一定的平差準(zhǔn)則對數(shù)據(jù)進行處理,獲得觀測數(shù)據(jù)的最佳估值,在經(jīng)典平差中所依據(jù)的準(zhǔn)則是最小二乘原理。常用的平差方法是條件平差和間接平差,其模型如下。

        4 基于全站儀三維觀測數(shù)據(jù)的程序設(shè)計

        程序中采用ADO控件與數(shù)據(jù)庫連接,通過DataGrid控件輸入已知數(shù)據(jù)和觀測數(shù)據(jù),計算完成后的導(dǎo)線點近似坐標(biāo)也通過該控件以表格的形式顯示。

        4.1 連接數(shù)據(jù)庫

        連接數(shù)據(jù)庫時,設(shè)置ADO控件屬性值。

        4.2 導(dǎo)線的搜索

        在代碼中定義三個二維數(shù)組,其中knowdata()用來在運算過程中存儲起始數(shù)據(jù),ssarry()用來在運算過程中存儲觀測數(shù)據(jù),dxindex()用來在導(dǎo)線搜索過程中存儲導(dǎo)線點名。以上三個二維數(shù)組的結(jié)構(gòu)如下:

        (1)把觀測數(shù)據(jù)讀入二維數(shù)組ssarry()中,讀取第一行記錄并把測站點名和“右點”點名記錄到數(shù)組dxindex()中,并將其序號設(shè)置為0,用來表示該條記錄已經(jīng)被采用;

        (2)讀取第i行記錄,若其測站點名與數(shù)組dxindex()中記錄的最后一個點相同,則考察其“右點”點名,若“右點”點名與上一個被采用的記錄的測站點名不同則把該點記錄到數(shù)組dxindex()中并將其序號設(shè)置為0,若“右點”點名與上一個被采用的記錄的測站點名相同則表示此時導(dǎo)線的搜索正按原路返回,此時考察第i條記錄的“左點”點名,若“左點”點名與上一個被采用的記錄的測站點名不同則把該點記錄到數(shù)組dxindex()中并將第i條記錄的序號設(shè)置為0,若“左點”點名與上一個被采用的記錄的測站點名相同,則表示一條導(dǎo)線搜索完成,二維數(shù)組的行號加一,列號置零,準(zhǔn)備下一導(dǎo)線的存儲。

        (3)考察數(shù)組dxindex()中記錄的最后一個點,若該點為已知點則表示一條導(dǎo)線搜索完成,二維數(shù)組的行號加一,列號置零,準(zhǔn)備下一導(dǎo)線的存儲。

        (4)搜索到最后一行記錄時,看是否所有的記錄都已經(jīng)被采用,若是則結(jié)束搜索,若否則轉(zhuǎn)(2),繼續(xù)搜索。

        4.3 導(dǎo)線的計算

        依據(jù)上述搜索得到的點序進行導(dǎo)線的計算,并依據(jù)計算得到的導(dǎo)線點近似坐標(biāo)繪制導(dǎo)線計算略圖。

        5 算例分析

        建立的基于全站儀三維觀測數(shù)據(jù)的三維導(dǎo)線平差數(shù)學(xué)模型,結(jié)合野外數(shù)據(jù)采集的實例,分別進行三維導(dǎo)線近似平差和平面導(dǎo)線、三角高程近似平差計算,算出近似坐標(biāo)和高程并將其平差成果進行比較,具體過程如下。

        上述計算成果表明水準(zhǔn)測量得到的高程精度高于三角高程測量的精度,但在四等以下使用三角高程觀測成果進行計算已經(jīng)能夠滿足相應(yīng)等級的精度要求,所以可以用全站儀同步采集控制網(wǎng)的三維觀測數(shù)據(jù)整體平差計算。

        通過實例計算分析,比較了三維導(dǎo)線的程序計算成果和平面導(dǎo)線控制與高程控制分別計算的成果。根據(jù)比較分析可知,三角高程的精度不如水準(zhǔn)測量的精度,但是在四等及以下的高程控制中,三角高程的精度能夠滿足需求,從而初步說明,基于全站儀三維觀測數(shù)據(jù)平差的可行性、科學(xué)性與正確性。

        6 結(jié)束語

        文章通過對基于全站儀三維觀測數(shù)據(jù)平差的研究,推導(dǎo)出了三維導(dǎo)線網(wǎng)平差的條件平差模型和間接平差模型,并編制了相關(guān)的計算程序,用來實現(xiàn)控制點近似坐標(biāo)的自動推算,依據(jù)近似坐標(biāo)繪制控制網(wǎng)計算略圖。

        作者簡介:張?zhí)旒t(1981,9-),女,黑龍江省哈爾濱市(籍貫),現(xiàn)職稱:中級工程師,學(xué)歷:大學(xué)本科,研究方向:測繪。

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