一級電磁波測距導(dǎo)線的實施及精度分析

1、一級電磁波測距導(dǎo)線的實施及精度分析目 錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc354752992 摘要(1) HYPERLINK l _Toc354752994 1 引言(1) HYPERLINK l _Toc354752995 2 一級電磁波測距導(dǎo)線的實施方法(1) HYPERLINK l _Toc354752996 21 一級電磁波測距導(dǎo)線的基本要求(2) HYPERLINK l _Toc354752997 22 一級電磁波測距導(dǎo)線的技術(shù)及精度要求(3) HYPERLINK l _Toc354752998 23一級電磁波測距導(dǎo)線的實施流程(4) HYPERLINK l

2、 _Toc354752999 3 觀測數(shù)據(jù)處理(5) HYPERLINK l _Toc354753000 31數(shù)據(jù)處理的流程(5) HYPERLINK l _Toc354753001 32 以符合導(dǎo)線計算為例介紹解算過程(5) HYPERLINK l _Toc354753002 33平差軟件平差(6) HYPERLINK l _Toc354753003 4一級電磁波測距導(dǎo)線的精度分析(7) HYPERLINK l _Toc354753004 41技術(shù)要求(7) HYPERLINK l _Toc354753005 42精度匹配(8) HYPERLINK l _Toc354753006 5一級電磁

3、波測距導(dǎo)線的注意事項及誤差來源(11) HYPERLINK l _Toc354753007 51注意事項(11) HYPERLINK l _Toc354753008 52誤差來源及改正(11) HYPERLINK l _Toc354753009 6小結(jié)(12)第 頁 (共 18頁)一級電磁波測距導(dǎo)線的實施及精度分析1 引言光電導(dǎo)線已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種控制網(wǎng)的建立、各大工程項目并取得了巨大的進步。本文主要以一級光電導(dǎo)線的建立為引導(dǎo)，介紹一下一級光電導(dǎo)線的實施過程及精度分析，并以實際的應(yīng)用加以分析，說明。光電導(dǎo)線的實施是基于一級光電導(dǎo)線的規(guī)范來進行的，嚴格按照其要求進行測量、記錄、歸算、平差、精度分

4、析，提交成果的。而對于測量精度的方法則屬于核心部分，最近幾年，國家的鐵路、公路、橋梁等工程項目頻多，稍有一點點精度問題，就有可能導(dǎo)致重大的問題和災(zāi)難，那么當前對于工程精度的要求被提到了越來越高的位置，就更需要我們采取更加科學嚴密的方法去對待，這樣才能達到我們的職業(yè)操守。2 一級電磁波測距導(dǎo)線的實施流程圖 導(dǎo)線的選點與布設(shè) 邊、角測量角度測量 邊長測量 數(shù)據(jù)檢核 數(shù)據(jù)處理計算控制點坐標計算坐標增量坐標方位角角度閉合差 成果檢核 提交成果 圖1 一級電磁波測距導(dǎo)線的實施流程圖21 一級電磁波測距導(dǎo)線的基本要求本工程收集到國家GPS點2個點作為本工程平面控制起算點。本工程收集到等水準點2個，系珠基高

5、程系成果，作為本工程高程控制起算點。然后需要進行地形勘探，檢查基樁情況并進行統(tǒng)計。其次，要求我們派出精兵強將，由較強作業(yè)能力的工程技術(shù)人員5名，輔助技術(shù)員4名組成復(fù)測小組，從事復(fù)測工作；由3名技術(shù)人員進行地形測量工作，組長帶隊，技術(shù)員3名，技術(shù)熟練的輔助工7名從事外業(yè)測量和內(nèi)業(yè)整理工作。最后，裝備的配給，主要是高進度的全站儀（如拓普康、萊卡等）角度測量精確度 2，距離測量精確度 2mm +2ppm（已檢核），基座（經(jīng)檢核所有基座都滿足要求），氣象表，溫度計，腳架，棱鏡，手持GPS。22 一級電磁波測距導(dǎo)線的技術(shù)及精度要求（1）光電測距導(dǎo)線的主要技術(shù)要求應(yīng)符合表1、2、3的規(guī)定。表1 光電測距導(dǎo)

6、線的水平角技術(shù)要求等級儀器等級測回數(shù)左+右-360之差 /上下半測回之差/測角中誤差/方位角閉合差/一級1級210105 注：n為測站數(shù)。表2 光電測距導(dǎo)線的豎直角技術(shù)要求等級儀器等級測回數(shù)豎直角互差/指標差互差/一級1級21010表3 光電測距導(dǎo)線的測距技術(shù)要求 等級儀器等級導(dǎo)線長度/km測回數(shù)測距中誤差/mm相對誤差導(dǎo)線全長相對閉合差一級I級44151/30 0001/14 000（2）每條邊量測測站一端的氣象數(shù)據(jù)。溫度取位至05，氣壓取位至100pa或1mmHg（所使用的氣象儀器應(yīng)在檢定的使用有效內(nèi)）。 （3）導(dǎo)線邊長應(yīng)進行加常數(shù)、乘常數(shù)、氣象、傾斜改正以及高程歸化和投影改化等各項改正計

7、算。（4）導(dǎo)線邊長通過兩點間高差進行傾斜改正，按城市測量規(guī)范第2410和2411條執(zhí)行。按城市測量規(guī)范第2412條進行測距邊水平距離的高程歸化和投影改化。（5）導(dǎo)線邊距離觀測記錄要求清晰、整潔，原始觀測數(shù)據(jù)的更改應(yīng)符合“城市規(guī)范”第263條的規(guī)定，記錄、計算取位至1mm。23一級電磁波測距導(dǎo)線的實施流程 231 作業(yè)方法（1）左角采用前-后-后-前，右角采用后-前-前-后。（2）水平角采用測回法，豎直角采用中絲法，三絲法。（3）導(dǎo)線施測可以使用采用三聯(lián)腳架全園觀測法施測，水平角觀測的技術(shù)要求按工程測量規(guī)范GB50026-93。232 測角和測邊。（1）導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角有左角和右角之分。（2）在導(dǎo)線前

8、進方向左側(cè)的水平角稱為左角，右側(cè)的水平角稱為右角。（3）閉合導(dǎo)線一般測其內(nèi)角，在公路測量中，附和導(dǎo)線一般測右角，注意全線應(yīng)統(tǒng)一。（4）光電測距，光電測距導(dǎo)線邊采用單向或往返觀測，導(dǎo)線邊長均觀測2測回，每測回4次讀數(shù)，一測回內(nèi)讀數(shù)較差應(yīng)小于5mm，單程測回間較差應(yīng)小于10mm。233 表格的設(shè)計以及數(shù)據(jù)記錄 在這里直接按照一級電磁波測距導(dǎo)線的規(guī)范來進行即可，此處就不在列出樣表來進行詳細說明，具體會在實習數(shù)據(jù)中詳細見附表。234 內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)的簡要處理流程（1）外業(yè)觀測值復(fù)核。（2）對斜距進行項改正，再化為平距。（3）將施工面上的平距規(guī)劃到高斯投影面上，比例因子。（4）整理外業(yè)資料，計算之前，全面檢查

9、外業(yè)測量記錄，數(shù)據(jù)是否齊全，有無遺漏、記錯或算錯，成果是否符合規(guī)范的要求。檢查無誤后，就可以繪制導(dǎo)線略圖，將已知數(shù)據(jù)和觀測成果標注于圖，以便計算。（5）進行數(shù)據(jù)平差處理。（6）結(jié)果檢核及提交成果。3 觀測數(shù)據(jù)處理31數(shù)據(jù)處理的流程算角度閉合差。 （3-1）算其他導(dǎo)線邊的坐標方位角。盤左 （3-2）盤右 （3-3）算各導(dǎo)線邊的坐標增量。以數(shù)據(jù)點號為力例如下： （3-4）算各導(dǎo)線點坐標。 （3-5）32 以符合導(dǎo)線計算為例介紹解算過程3.2.1 坐標反算根據(jù)兩已知點的坐標（，YA）和（XB，YB），計算AB邊的邊長DAB和坐標方位角AB，稱坐標反算。AB邊的邊長DAB 注意：用上式計算坐標方位角會

10、出現(xiàn)負值，所以一般先按照下式計算其象限角，再將象限角轉(zhuǎn)化為坐標方位角。3.2.2 附和導(dǎo)線的坐標計算步驟附合導(dǎo)線的內(nèi)業(yè)計算與閉合導(dǎo)線基本一致，兩者的主要差異在于角度閉合差和坐標增量閉合差的計算上。（1）角度閉合差的計算和調(diào)整附和導(dǎo)線的角度閉合差即是坐標方位角閉合差。由已知的起始邊的坐標方位角和觀測角推算，由于觀測角度有誤差，與已知的導(dǎo)線終邊的坐標方位角有差異，兩者之差即為坐標方位角閉合差。角度閉合差的調(diào)整：原則上和閉合導(dǎo)線相同。但需要注意：當用右角計算時，閉合差以相同的符號平均分配在各角上；當用左角計算時，閉合差則反號平均分配。（2）坐標增量閉合差的計算和調(diào)整附和導(dǎo)線的起始點和終點坐標已知。附

11、和導(dǎo)線的縱、橫坐標增量的代數(shù)和理論上等于終點和始點的坐標差。（3），的調(diào)整原則=計算-理論 （3-6） =計算-理論 （3-7）（4）導(dǎo)線網(wǎng)的嚴密平差計算一級導(dǎo)線的平差計算利用專業(yè)軟件進行嚴密平差。平差結(jié)果文件要求包括起算數(shù)據(jù)、方向觀測值和改正后的邊長值、方向和邊長的平差值、點位坐標、點位中誤差、邊長相對中誤差、單位權(quán)中誤差。導(dǎo)線邊長應(yīng)進行加常數(shù)、乘常數(shù)、氣象、傾斜改正以及高程歸化和投影改化等各項改正計算得來的。33平差軟件平差331 一般軟件平差過程 = 1 * GB2 形成數(shù)據(jù)文件 5,2,2,2A,x,yA,L,0B,x,y3,L,290.1010C,x,y 3,S,198.110D,x

12、,y A B,L,0 2,L,80.1010 2,S,198.110 = 2 * GB2 設(shè)置好參數(shù)，導(dǎo)入數(shù)據(jù)。將已知點信息輸入。 = 3 * GB2 點擊平差，調(diào)出平差原始數(shù)據(jù)，輸出平差報告。332南方平差易軟件平差 = 1 * GB2 上面一欄要輸入已知點代碼及坐標，和架設(shè)站的代碼。 = 2 * GB2 下面一欄輸入相對測站點的后視點，前視點的代碼及角度（左角或右角）和導(dǎo)線邊長進行平差。 = 3 * GB2 步驟 = 1 * GB3 點擊平差按紐。 = 2 * GB3 然后在點擊閉合差計算坐標推算成果輸出WORD。一級導(dǎo)線網(wǎng)中最弱點的點位中誤差（相對于起算點）不大于5cm，最弱邊的相對中誤

13、差不大于1/20000。 = 4 * GB2 成果分析：以上平差均滿足限差要求。4一級電磁波測距導(dǎo)線的精度分析41技術(shù)要求城市測量規(guī)范要求: 四等以下平面控制網(wǎng)中最弱點的點位中誤差( 相對于起算點) 對于1：500 的測圖區(qū)不超過5cm；對于小于1：5000 的測圖區(qū)不超過10cm。由此對電磁波測距導(dǎo)線的主要技術(shù)參數(shù)作如下規(guī)定， 見表1。 表1 電磁波測距導(dǎo)線的主要技術(shù)要求等級附合導(dǎo)線長度（km）平均長度 （m） 每邊測距中誤差（）測角中誤差()導(dǎo)線全長相對閉合差（）一級36300 1551/1400042精度匹配常用的導(dǎo)線是兩端有己知坐標和方向控制的附合導(dǎo)線， 經(jīng)角度閉合差調(diào)整后計算端點位置

14、誤差公式，得任意附后導(dǎo)線的角、邊觀測精度影響比Q 的計算式為: （4-1）在（4-1）式中: 角度測量誤差； 邊長的測量誤差；經(jīng)角度調(diào)整后的測角誤差對導(dǎo)線端點位置誤差的影響；邊長誤差對導(dǎo)線端點位置誤差的影響；導(dǎo)線頂點i 至導(dǎo)線重心的距離；n導(dǎo)線邊數(shù)。在等邊直伸形導(dǎo)線中， 導(dǎo)線經(jīng)整體平差后的最大點位誤差在導(dǎo)線中點( 最弱點) ， 導(dǎo)線中點點位誤差大小是最后判定導(dǎo)線精度的標準。因此， 根據(jù)導(dǎo)線最弱點點位誤差直接設(shè)計導(dǎo)線的角度、邊長觀測精度是比較合適的。為此， 引出等邊直伸形導(dǎo)線經(jīng)整體平差后角度測量誤差的邊長測量誤差對導(dǎo)線中點位置誤差的影響比， 等于導(dǎo)線中點橫向誤差和縱向誤差之比， 即: （4-2）

15、 今按普遍采用的“測量誤差與起始數(shù)據(jù)誤差對導(dǎo)線中點位置誤差等影響”的假設(shè)， 采用最弱點的總允許誤差來分析角、邊觀測精度之間的關(guān)系。從出發(fā)導(dǎo)出設(shè)計測邊精度和測角精度的計算式。由，得 又由 （4-3） （4-4）由數(shù)據(jù)得 在（4-4）式中: 導(dǎo)線最弱點允許的總點位誤；由測量誤差引起的導(dǎo)線中點位置誤差( 平差后) ； 由起算數(shù)據(jù)誤差引起的導(dǎo)線中點位置誤差(平差后) 。用(4-3)、(4-4)式根據(jù)導(dǎo)線最弱點允許位置誤差，由可計算相匹配的邊、角觀測精度，選用不同的將有不同搭配的角、邊觀測精度。算得角、邊觀測精度、 后，可以選用相應(yīng)的測角儀器和測距儀。用(4-3)、(4-4) 式設(shè)計導(dǎo)線的角、邊觀測精度

16、， 需合理確定，從實際布設(shè)導(dǎo)線的情況和平差后多次反算的值來看，一般值為4， 即為2，同樣，為滿足特殊工程的需要，可在確定一項(測角或測邊)誤差后，再推算，而后確定另一項測量誤差。 (4-3)、(4-4) 式是以起算數(shù)據(jù)誤差和測量誤差對最弱點位置等影響的原則導(dǎo)出的。下面遵照“不等影響原則”導(dǎo)出測邊精度計算式: (4-5)在（4-5）式中:可根據(jù)導(dǎo)線中點位置誤差M中總求得，也可由導(dǎo)線最大相對誤差求得 ；是起始數(shù)據(jù)誤差對導(dǎo)線全長誤差的影響，按一般方法求得；是導(dǎo)線角邊觀測精度對導(dǎo)線端點位置誤差影響比。同樣，也可導(dǎo)出直接用導(dǎo)線最大相對閉合差1/ T 計算導(dǎo)線的測邊精度公式: （4-6）在（4-6）式中:

17、 s -為導(dǎo)線全長； n -為導(dǎo)線邊數(shù)。按相同的比值和( 或相應(yīng)T 值) 以及( 6) 式算得的可算得相應(yīng)的測角精度: （4-7） 同樣， 也可直接用導(dǎo)線的最大相對誤差計算出相應(yīng)的測角精度， 即: （4-8） 235mm在（4-8）式中: 附合導(dǎo)線起、閉的三角點最弱邊相對誤差分母值或起、閉的導(dǎo)線點的最大相對誤差分母值。5一級電磁波測距導(dǎo)線的注意事項及誤差來源51注意事項（1）對所使用的測距儀和全站儀應(yīng)在檢定的使用有效期內(nèi)。（2）要有儀器設(shè)備的鑒定證書，要做基座的偏心檢校，注意查棱鏡常數(shù)（一般儀器都是-30）。（3）水平角觀測的記錄要求清晰、整潔，原始觀測數(shù)據(jù)的更改應(yīng)符合城市測量規(guī)范第263條的

18、規(guī)定，記錄、計算取位至秒。（4）視差導(dǎo)線測量和視距導(dǎo)線測量完全采用光學方法，用視差法和視距法測量導(dǎo)線邊長，不必用因瓦尺或鋼卷尺丈量，因而比傳統(tǒng)的經(jīng)緯儀導(dǎo)線測量方便，且具有較高的靈活性，但精度較低。 （5）導(dǎo)線測量和三角測量相比較，其優(yōu)點是布設(shè)靈活，要求通視的方向少，邊長直接測定，粗度均勻。缺點是控制面積小，缺乏有效可靠的檢核方法。52誤差來源及改正（1）調(diào)制頻率誤差 通過測距儀檢定、測定乘常數(shù)R，對距離進行改正，可消除或減小儀器的調(diào)制頻率誤差。 （2）氣象參數(shù)誤差 在精密測距時，要注意氣溫的測定，其誤差應(yīng)小于1C，氣壓測定誤差應(yīng)小于03Kpa。 （3）儀器和反射鏡對中誤差 對中誤差一般應(yīng)小于1

19、mm，對精密測距應(yīng)采用強制對中設(shè)備，提高對中精度。 （4）測相誤差 測定相位差影響測距時間的確定，進而影響距離的測量。 （5）照準誤差 克服的辦法是測距前檢校發(fā)射軸與視準軸的平行性，并使用電瞄準以提高照準精度。 （6）儀器加常數(shù)測定誤差 由加常數(shù)測定不準確引起的誤差。克服辦法是定期測定加常數(shù)，使距離得到正確加常數(shù)改正。 （7）周期誤差 可通過定期測定儀器的周期誤差對所測距進行改正。 6小結(jié)利用全站儀進行的一級電磁波測距導(dǎo)線測量，取得了較高的精度，更好地控制了各種工程的技術(shù)要求和精度。在具體測設(shè)中，全站儀要架設(shè)在已知控制點，前后視距不宜超過300 m，水平角的觀測要求至少測設(shè)2個測回，減少測角誤

20、差的影響。導(dǎo)線測量的精度主要取決于: 兩高級點間導(dǎo)線點的個數(shù)與全長；導(dǎo)線的幾何形狀；水平角觀測的精度；邊長觀測的精度；平差方法的選擇等。附合導(dǎo)線平差中誤差一般來說偏小，所得到點的坐標的精度偏高，對生產(chǎn)實際有害。后驗單位權(quán)中誤差若顯著大于先驗值時，需要查找原因并對癥處理。原因可能是: 觀測值中可能存在粗差，已知點可能有問題。處理方法: 可以將附合導(dǎo)線當成支導(dǎo)線從兩端分別計算，查找可疑的導(dǎo)線點或觀測值。參 考 文 獻1 顧孝烈城市導(dǎo)線測量M北京: 測繪出版社, 1982：15-192 城市測量規(guī)范Z北京: 測繪出版社，1985：23-273 李勇電磁波測距導(dǎo)線必要精度探討J南華大學學報，1996,

21、16(5):15-194 劉忠陽單一附合光電導(dǎo)線嚴密平差J西北林學院報，1994,22(6):91-965 白會人地下工程中電磁波測距導(dǎo)線的精度分析及最佳選擇方法J測繪學報，1994，6（2）：9-136 陶華學短程三維電磁波測距導(dǎo)線的布設(shè)J測繪通報，1987，13(2)：22-25The an EDM Traverse implementation and precision analysis Abstract: The internship example to Yahekou：The internship we have established a level optical wire

22、control network,describes the implementation of photovoltaic wire (ie CONTROL NETWORK, measurement,data processing and precision analysis)Use of photoelectric wire edge measurement accuracy characteristics of uniform, then the departure from this idea, the basic principle of the least squares method

23、 to derive the single Annexed optical wire the rigorous adjustment formula and method, with the actual count out,and finally experiences and lessons extended to practical applicationKeywords: Optical wire；least squares method；adjustment附表日 期：_2012_ 年 5_ 月 15_ 日 天氣：晴 儀器型號： _ 組號：_ 觀測者：_ 記錄者：_參加者：_ 測點

24、盤位 目標 水平度盤讀數(shù) 水平角方向中數(shù)附注半測回值 一測回值 N1左A0 00 00128 45 36128 45 36128 45 36N2128 45 36右A179 59 55 35N2308 45 31左A90 00 00128 45 36 35N2218 45 46右A269 59 58 35N238 45 43邊長名：_N1_-A 1 117473 M2_117473_ m3_117473_ m4_117473_ m平均-_117473_m邊長名：_N1-N2_ 1198720_-m2_198720 - m3_198720 m4_198720_ m平均-_198720_mN2左N

25、10 00 00181 36 54181 36 58181 36 58N3181 36 54右N1179 59 55 01N3 1 36 56左N190 00 00181 36 59 58N3271 36 59右N1270 00 02 57N391 36 59邊長名：_N2-N1_ 1_198720_-m2_198720 - m3_198720_ m4_198720_ m平均-_198720_m邊長名：_N2-N3_ 1_100745_-m2_100745 - m3_100745_ m4_100745_ m平均-_100745_m日 期：_ 年 _ 月 _ 日 天氣：_ 儀器型號： _ 組號：

26、_ 觀測者：_ 記錄者：_參加者：_ 測點 盤位 目標 水平度盤讀數(shù) 水平角方向中數(shù)附注半測回值 一測回值 N3左N20 00 0076 30 20 76 30 2176 30 21 N476 30 30 右N2179 59 55 21N4256 30 16左N290 00 0076 30 22 20N4166 30 22右N2269 59 58 20N4346 30 18邊長名：_N3-N21_100745_-m2_100745_ - m3_100745 m4_100745_ m平均-_100745邊長名：N3-N4_ 1_170067_ m2_170067 m3_170067 m4_170

27、067_ m平均-_170067_mN4左N30 00 0092 03 1392 03 1492 03 14N592 03 13右N3179 59 58 14N5272 02 12左N390 00 0092 03 14 13N5182 02 14右N3270 00 01 13N502 02 14邊長名：_N4-N3_ 1_170067_-m2_170067_ - m3_170067_ m4_170067_ m平均-_170067_m邊長名：N4-N5_ 1_300146_-m2_300146 - m3_300146 m4_300146 m平均-_300146_m日 期：_ 年 _ 月 _ 日 天氣：_ 儀器型號： _ 組號：_ 觀測者：_ 記錄者：_參加者：_ 測點 盤位 目標 水平度盤讀數(shù) 水平角方向中數(shù)附注半測回值 一測回值 N5左N40 00 00163 06 25163 06 27163 06 27N6163 06 25右N4179 59 55 28N6343 06 23左N490 00 00163 06 27