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        全站儀自由設(shè)站法在地籍測量中的應(yīng)用

        2018-12-05 11:58:38李懷海郭秋云
        山東煤炭科技 2018年3期
        關(guān)鍵詞:設(shè)站界址全站儀

        李懷海 郭秋云

        (山東省煤田地質(zhì)局第一勘探隊(duì),山東 滕州 277599)

        現(xiàn)代地籍[1]測量中,普遍使用CORS站技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)RTK布設(shè)圖根點(diǎn),由于布設(shè)的圖根點(diǎn)均為臨時(shí)控制點(diǎn),經(jīng)常出現(xiàn)圖根控制點(diǎn)丟失或看不清點(diǎn)號(hào)的情況;在山區(qū)樹木密集的地方,各種老式房屋分布雜亂無章,使網(wǎng)絡(luò)RTK布設(shè)圖根點(diǎn)非常困難,即使勉強(qiáng)布設(shè)了圖根點(diǎn),在全站儀測站檢查過程中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)檢查已知控制點(diǎn)不合格,使地籍測量工作難以繼續(xù)或出現(xiàn)不同測站測得的同一界址點(diǎn)點(diǎn)位坐標(biāo)誤差較大的情況。全站儀自由設(shè)站法可以方便、快速地測定各界址點(diǎn)的坐標(biāo),大幅度地提高實(shí)際工作效率。

        1 全站儀自由設(shè)站法

        全站儀自由設(shè)站法[2-3]又稱為全站儀邊角后方交會(huì)。這種交會(huì)法的原理:在待定點(diǎn)安置全站儀,測出待定點(diǎn)到已知控制點(diǎn)之間的距離和角度,根據(jù)方向觀測值和邊長觀測值建立方向誤差方程式與邊長誤差方程式,然后按最小二乘原理計(jì)算待定點(diǎn)的坐標(biāo)。自由設(shè)站的點(diǎn)位精度[4-5]有兩個(gè)方面的影響因素:一是交會(huì)角的變化對(duì)設(shè)站點(diǎn)精度的影響,見圖1。隨著交會(huì)角γ的增大,設(shè)站點(diǎn)點(diǎn)位精度也會(huì)相應(yīng)地提高。60°≤γ≤120°點(diǎn)P位于圖中的陰影區(qū)域以及其對(duì)稱區(qū)域精度較好;二是控制點(diǎn)數(shù)目對(duì)設(shè)站點(diǎn)精度的影響。增加已知控制點(diǎn)數(shù)目,設(shè)站點(diǎn)的點(diǎn)位精度會(huì)相應(yīng)提高。且已知控制點(diǎn)分布在待定點(diǎn)異側(cè)時(shí)比在同側(cè)的精度要高。但在控制點(diǎn)數(shù)增加到5個(gè)以上時(shí)精度提高的幅度就會(huì)減小。在實(shí)際的工程中,不但要考慮精度是否達(dá)標(biāo),還要顧及到工程的施工時(shí)間和成本,因此在實(shí)際測量中一般選擇 3~5個(gè)控制點(diǎn)是比較合適的。

        圖1 交會(huì)角的變化對(duì)設(shè)站點(diǎn)精度的影響關(guān)系圖

        綜上所述,利用本文所述的自由設(shè)站方法對(duì)大比例尺測圖來說是行之有效的,它可以減少許多不必要的控制網(wǎng)加密工作并使測站點(diǎn)選擇十分方便靈活,也可使控制測量與碎部測量同時(shí)進(jìn)行??墒棺杂稍O(shè)站的優(yōu)點(diǎn)得到充分發(fā)揮。自由設(shè)站法測站點(diǎn)位選取方便,既克服了后方交會(huì)危險(xiǎn)圓問題,又彌補(bǔ)了測邊交會(huì)的不足。作業(yè)中,有時(shí)不必設(shè)置點(diǎn)位標(biāo)志,不需要儀器對(duì)中,節(jié)省作業(yè)時(shí)間。一般工程實(shí)踐中,往往觀測 2~3個(gè)已知點(diǎn)即可滿足測量精度的要求。自由設(shè)站具有很高的實(shí)用價(jià)值,因此被廣泛應(yīng)用于數(shù)字化測圖。

        2 自由設(shè)站在地籍測繪中的具體應(yīng)用方法

        實(shí)際地籍測圖工作中,最需要的是測定待定界址點(diǎn)的坐標(biāo),測站坐標(biāo)不需要求算。實(shí)地地籍測繪界址點(diǎn)時(shí),在通視條件良好的地方架設(shè)全站儀,只需要整平儀器,建立一個(gè)獨(dú)立的自由設(shè)站的文件,輸入測站點(diǎn)的假定坐標(biāo)(使自由設(shè)站的點(diǎn)落在測區(qū)外,便于以后的數(shù)據(jù)處理)后,直接測量已知圖根控制點(diǎn)或已知坐標(biāo)的精度較高的界址點(diǎn)(記錄已知點(diǎn)的點(diǎn)名和在本文件中的點(diǎn)號(hào))3~5個(gè),再繼續(xù)測量其他界址點(diǎn),直到將全部界址點(diǎn)測完。本次自由設(shè)站外業(yè)工作結(jié)束。

        3 待定點(diǎn)坐標(biāo)的獲取

        將外業(yè)測量數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī),編輯數(shù)據(jù)做成(點(diǎn)名,,Y,X,H)格式的.dat文件,在南方測繪CASS軟件上展點(diǎn),使用“測站改正”功能,按照軟件要求,按照記錄的點(diǎn)號(hào)順序操作,即可得到改正后的點(diǎn)坐標(biāo)文件(.dat)和圖形。在CASS軟件上檢查已知點(diǎn)的附合情況,第一個(gè)點(diǎn)完全符合,第二個(gè)點(diǎn)存在誤差一般情況為2~3cm,如果超過5cm,說明使用的已知圖根點(diǎn)精度不一致,應(yīng)當(dāng)尋找原因重新操作,直至大部分重復(fù)測點(diǎn)附合很好;否則,重新外業(yè)檢查所使用的圖根點(diǎn)精度,聯(lián)測精度較高的圖根點(diǎn)。

        4 實(shí)際工作中的數(shù)據(jù)比較

        4.1 點(diǎn)位中誤差

        統(tǒng)計(jì)所有參與自由設(shè)站的圖根點(diǎn)或已知坐標(biāo)的精度較高的界址點(diǎn)的坐標(biāo)與自由設(shè)站獲取的坐標(biāo)差值,計(jì)算點(diǎn)位中誤差。如表1。

        按照中誤差公式,[△△]=0.001918,n=7;計(jì)算得到m=±0.016553m。

        表1 坐標(biāo)對(duì)比及點(diǎn)位中誤差計(jì)算表

        4.2 邊長比較

        利用自由設(shè)站測點(diǎn)與原來測點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算的距離與邊長實(shí)地量邊統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表2。

        5 自由設(shè)站操作過程中應(yīng)注意的事項(xiàng)

        (1)自由設(shè)站測站點(diǎn)應(yīng)選擇在要測區(qū)域和已知圖根點(diǎn)分布的中間位置,不可緊靠一側(cè),造成傳算邊較短,待測邊較長的情況,違反了“遠(yuǎn)定向近測量”的原則;

        (2)已知圖根點(diǎn)盡量處于自由設(shè)站測站點(diǎn)的兩側(cè),以減小誤差;

        (3)自由設(shè)站觀測的已知圖根點(diǎn)應(yīng)選擇3~5個(gè)為佳,且均勻分布;

        (4)如圖1所示,自由設(shè)站測站點(diǎn)與兩個(gè)已知圖根點(diǎn)的夾角應(yīng)在60°≤γ≤120°,以保證測量精度;

        (5)自由設(shè)站應(yīng)單獨(dú)存儲(chǔ)為一個(gè)文件,防止與其他常規(guī)數(shù)據(jù)混淆;

        (6)全站儀在自由設(shè)站點(diǎn)架設(shè)好以后,應(yīng)修改測站點(diǎn)坐標(biāo),使之展點(diǎn)在測區(qū)外,方便在南方測繪CASS軟件界面上改正數(shù)據(jù)及檢測使用。

        表2 計(jì)算距離與實(shí)地量邊統(tǒng)計(jì)對(duì)比表

        按照中誤差公式,[△△]= 0.0088,計(jì)算結(jié)果為:m=±0.023452m。

        6 結(jié)束語

        本文基于自由設(shè)站的理論基礎(chǔ),詳細(xì)論述了自由設(shè)站在地籍測量中的應(yīng)用條件、具體操作方法、注意事項(xiàng),用實(shí)例驗(yàn)證了自由設(shè)站所測界址點(diǎn)的精度完全達(dá)到《地籍規(guī)范》的要求,建議在不容易設(shè)立圖根點(diǎn)、地形復(fù)雜地區(qū)的大比例尺地籍測圖或散點(diǎn)法檢查測圖質(zhì)量時(shí)廣泛使用自由設(shè)站,可以大幅度提高工作效率。

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