全站儀在地形測量中的應(yīng)用論文2

1、沈陽建筑大學城市建設(shè)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 沈陽建筑大學城市建設(shè)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 沈陽建筑大學城市建設(shè)學院畢業(yè)設(shè)計(論文) 全站儀在地形測量中的應(yīng)用第一章緒論1.1引言兼有光電測距、電子測角和測量數(shù)據(jù)記錄的大地測量儀器稱為“全站儀”(TotalStation),亦稱 電子 速測儀(Electronic Tachymete)或電子 視距儀(Electronic stadia instrumenl)。第一代全站儀問世于 20世紀70年代，以前西德 OPTON廠的Reg Eltal 4 和前瑞典AGA廠的Geodimeter 700為典型代表。最初的儀器體積大、重量重、能耗高， 在野外作業(yè)中使用不

2、夠機動靈活。但它們的出現(xiàn)，展示了一種高效的三維坐標測量方法， 是大地測量儀器史上具有跨時代意義的革命。隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展與應(yīng)用以及用 戶的特殊要求與其它工業(yè)技術(shù)的應(yīng)用，全站儀出現(xiàn)了一個新的發(fā)展時期，出現(xiàn)了帶內(nèi)存、 防水型、防爆型、電腦型等等的全站儀。目前，世界上最高精度的全站儀：測角精度(一 測回方向標準偏差)0.52，測距精度1 mm+1ppm。利用ATR(Auto Targets Recognition, 自動目標識別)功能，白天和黑夜(無需照明)都可以工作。全站儀已經(jīng)達到令人不可致 信的角度和距離測量精度，既可人工操作也可自動操作，既可遠距離遙控運行也可在機 載應(yīng)用程序控制下使用，

3、可使用在精密工程測量、變形監(jiān)測、幾乎是無容許限差的機 械引導控制等應(yīng)用領(lǐng)域。采用全站儀進行精密三角高程代替水準的觀測方法也已廣泛得 以應(yīng)用，全站儀這一最常規(guī)的測量儀器將越來越滿足各項測繪工作的需求，是現(xiàn)代化測 量和信息化測量最有利的助手。本論文論述了全站儀的基本測量原理， 使用方法并且結(jié)合實際工程項目分析了全站 儀在地測繪中的應(yīng)用，歸納總結(jié)了全站儀的特點，以及在工程實踐應(yīng)用中應(yīng)注意的問題， 為更好更廣泛地使用全站儀提供了參考，為進一步深入的研究和探討提供了資料。1.2電子全站儀概述1.2.1全站儀概念全站型電子速測儀是由電子測角、電子測距、電子計算和數(shù)據(jù)存儲等單元組成的三 維坐標測量系統(tǒng)，能自

4、動顯示測量結(jié)果，能與外圍設(shè)備交換信息的多功能測量儀器。由 于儀器較完善地實現(xiàn)了測量和處理過程的電子一體化，所以人們通常稱之為全站型電子速測儀(Electro nic Total Station)或簡稱全站儀。全站儀由以下兩大部分組成:采集數(shù)據(jù)設(shè)備：主要有電子測角系統(tǒng)、電子測距系統(tǒng)、還有自動補償設(shè)備等。微處理器：微處理器是全站儀的核心裝置，主要由中央處理器，隨機儲存器和只讀存儲 器等構(gòu)成，測量時,微處理器根據(jù)鍵盤或程序的指令控制各分系統(tǒng)的測量工作 ，進行必要 的邏輯和數(shù)值運算以及數(shù)字存儲、處理、管理、傳輸、顯示等。通過上述兩大部分有機結(jié)合，才真正地體現(xiàn)“全站”功能，既能自動完成數(shù)據(jù)采集， 又能自

5、動處理數(shù)據(jù)，使整個測量過程工作有序、快速、準確地進行。122全站儀的分類上世紀八十年代末、九十年代初，人們根據(jù)電子測角系統(tǒng)和電子測距系統(tǒng)的發(fā)展不平衡，把兩種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)配置在一起構(gòu)成全站儀，按其結(jié)構(gòu)形式，全站儀分成兩大類，積 木式和整體式。積木式（Modular），也稱組合式，它是指電子經(jīng)緯儀和測距儀可以分離開使用，照準部與測距軸不共軸。作業(yè)時，測距儀安裝在電子經(jīng)緯儀上，相互之間用電纜實現(xiàn)數(shù)據(jù)通 訊，作業(yè)結(jié)束后卸下分別裝箱。這種儀器可根據(jù)作業(yè)精度要求，用戶可以選擇不同測角、 測距設(shè)備進行組合，靈活性較好。整體式（integratec），也稱集成式，它是將電子經(jīng)緯儀和測距儀融為一體，共用一個 光學望

6、遠鏡，使用起來更方便。目前世界各儀器廠商生產(chǎn)出各種型號的全站儀， 而且品種越來越多，精度越來越高。常見的有日本（SOKKIA）SET系列、拓普康（TOPOCON）GTS系列、尼康（NIKON）DTM 系列、瑞士徠卡（LEICA）TPS系列，我國的NTS和ETD系列。隨著計算機技術(shù)的不斷 發(fā)展與應(yīng)用以及用戶的特殊要求，出現(xiàn)了帶內(nèi)存、防水型、防爆型、電腦型、馬達驅(qū)動 型等等各種類型的全站儀，使得這一最常規(guī)的測量儀器越來越滿足各項測繪工作的需 求，發(fā)揮更大的作用。1.2.3全站儀的等級與檢測全站儀作為一種光電測距與電子測角和微處理器綜合的外業(yè)測量儀器，其主要的精 度指標為測距標準差mD和測角標準差m

7、儀器根據(jù)測距標準差，即測距精度，按國家 標準，分為三個等級。小于5mm為I級儀器，標準差大于5mm小于10mm為U級儀器， 大于10mm小于20mm為川級儀器。全站儀設(shè)計中，關(guān)于測距和測角的精度一般遵循等影響的原則。由于全站儀作為一 種現(xiàn)代化的計量工具，必須依法對其進行計量檢定，以保證量度的統(tǒng)一性、標準性、合 格性。檢定周期最多不能超過一年。對全站儀的檢定分為三個方面，對測距性能的檢測， 對測角性能的檢測。對其數(shù)據(jù)記錄及數(shù)據(jù)通訊及數(shù)據(jù)處理功能的檢查。光電測距部分性能按國家技術(shù)監(jiān)督局 （JG703-2003）檢定規(guī)程進行，其主要項目包 括：調(diào)制光相位均勻性、周期誤差、內(nèi)符合精度、精測尺頻率，加、

8、乘常數(shù)及綜合評定 其測距精度。必要時，還可以在較長的基線上進行測距的外符合檢查。電子測角系統(tǒng)的檢測主要項目包括：光學對中器和水準管的檢校，照準部旋轉(zhuǎn)時儀 器基座方位穩(wěn)定性檢查，測距軸與視準軸重合性檢查，儀器軸系誤差 （照準差C,橫軸 誤差i，豎盤指標差I(lǐng)）的檢定，傾斜補償器的補償范圍與補償準確度的檢定，一測回水 平方向指標差的測定和一測回豎直角標準偏差測定。數(shù)據(jù)采集與通訊系統(tǒng)的檢測包括檢查內(nèi)存中的文件狀態(tài)，檢查儲存數(shù)據(jù)的個數(shù)和剩 余空間；查閱記錄的數(shù)據(jù)；對文件進行編輯，輸入和刪除功能的檢查；數(shù)據(jù)通訊接口數(shù) 據(jù)通訊專用電纜的檢查等。第二章全站儀測量原理及其使用方法2.1全站儀的結(jié)構(gòu)組成2.1.1

9、全站儀的組成原理如圖2-1所示，電子全站儀由電源部分、測角系統(tǒng)、測距系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理部分（CPU）、 通訊接口（I/O）、及顯示屏、鍵盤、接口等組成。各部分的作用如下：電源部分有可充 電式電池，供給其他各部分電源，包括望遠鏡十字絲和顯示屏的照明；測角部分相當于 電子經(jīng)緯儀，可以測定水平角、垂直角和設(shè)置方位角；測距部分相當于光電測距儀，一 般用紅外光源，測定至目標點（設(shè)置反光棱鏡或反光片）的斜距，并可歸算為平距及高差； 中央處理器接受輸入指令，分配各種觀測作業(yè)，進行測量數(shù)據(jù)的運算，如多測回取平均 值、觀測值的各種改正、極坐標法或交會法的坐標計算，以及包括運算功能更為完備的 各種軟件；輸入/輸出部分

10、包括鍵盤、顯示屏和接口；從鍵盤可以輸入操作指令、數(shù)據(jù) 和設(shè)置參數(shù)。顯示屏可以顯示出儀器當前的工作方式（Mode）、狀態(tài)、觀測數(shù)據(jù)和運算結(jié)果；接口使全站儀能與磁卡、磁盤、微機交互通訊，傳輸數(shù)據(jù)。1-電子補償部分1-mi一I/O中* fi 23.456mVD：乳白78m測驗模式曹A Pl I圖2-23 Topcon GTS 330N全站儀的距離放樣的操作步驟全站儀坐標放樣利用全站儀坐標放樣的原理是先在已知點上設(shè)置測站，設(shè)站方法如“全站儀三維坐 標測量原理及操作步驟”中所述。然后把待放樣點的坐標輸入到全站儀中，全站儀計算 出該點的放樣元素（極坐標），如圖2-24所示，執(zhí)行放樣功能后，全站儀屏幕顯示角

11、度 差值，旋轉(zhuǎn)望遠鏡至角度差值接近于 0左右，把棱鏡放置在此方向上，然后望遠鏡先 瞄準棱鏡（先不考慮方向的準確性），進行測量距離，這時得到距離差值，根據(jù)距離差值 指揮棱鏡向前向后移動，并旋轉(zhuǎn)望遠鏡，使角度差值為0，同時控制棱鏡移動的方向在望遠鏡十字絲的豎絲方向上，然后再進行測量距離測量，直到角度差值和距離差值都 為0（或在放樣精度允許的范圍內(nèi)）時，即可確定放樣點的位置。Topcon GTS 330N全站儀的坐標放樣按鍵步驟為：a）按MENU 進入主菜單測量模式。b）按“放樣”一一進入放樣程序，再按“跳過”一一略過選擇文件。c）按OOC.PT（FI），再按NEZ，輸入測站 A點的坐標（Xaa,H

12、a）；并在INS.HT 一欄輸入儀器高。d）按后視（F2），再按“ NE/A才，輸入后視點B的坐標（xbb）;若不知B點坐標 而已知坐標方位角:AB，則可再按“ AZ”鍵選擇方位角輸入模式，在 HR項輸入AB的 值。瞄準P點，按“ YES”。e）按放樣（F3）:輸入待放樣點 P的坐標（xpIpHp）及測桿單棱鏡的鏡高后，按ANGLE（ F1）。使用水平制動和水平微動螺旋，使顯示的dHR=000000“，即找到了 CB方向，指揮持測桿單棱鏡者移動位置，使棱鏡位于CB方向上。F）按DIST，進行測量，根據(jù)顯示的dHD來指揮持棱鏡者沿CB方向移動，若dHD 為正，則向0點方向移動；反之若dHD為負，

13、則向遠處移動，直至 dHD=0時，立棱鏡 點即為B點的平面位置。其所顯示的dZ值即為立棱鏡點處的填挖高度，正為挖，負為 填。g）按“下一個”一放樣下一個點。2.5全站儀的檢校及注意事項2.5.1全站儀的檢驗校正項目全站儀同其他測量儀器一樣，要定期地到有關(guān)鑒定部門進行檢驗校正。此外，在 電子全站儀經(jīng)過運輸、長期存放、受到強烈振動或懷疑受到損傷時，也應(yīng)對儀器進行檢 校。在對儀器進行檢校之前，應(yīng)進行外觀質(zhì)量檢查；儀器外部有無碰損、各光學零部件 有無損壞及霉點、成像是否清晰、各制動及微動螺旋是否有效、各接口是否正常接通和 斷開、鍵盤的按鍵操作是否正常等。儀器檢校項目主要有以下三個方面：光電測距部分的檢

14、驗與校正測距部分的檢驗項目及方法應(yīng)通用 光電測距儀檢定規(guī)程（國家計量檢定規(guī)程JJG 703-2003）進行，主要有發(fā)射、接收、照準三軸關(guān)系正確性檢驗、周期誤差檢驗、儀器 常數(shù)檢驗、精測頻率檢驗和測程檢驗等。電子測角部分的檢驗與校正大部分檢校項目與光學經(jīng)緯儀類似， 主要有照準部水準管鈾垂直于儀器豎袖的檢驗 與校正，望遠鏡的視準軸垂直于橫軸的檢驗與校正， 橫軸垂直于儀器豎鈾的檢驗與校正， 豎盤指標差的檢驗與校正等。系統(tǒng)誤差補償?shù)臋z驗與校正目前許多全站儀自身提供了對豎軸誤差、視準軸誤差、豎直角零基準的補償功能， 對其補償?shù)姆秶途纫惨M行相應(yīng)的檢校。2.5.2全站儀的檢驗方法全站儀的檢驗與校正一般

15、按下述步驟進行：照準部水準器的檢驗與校正與普通經(jīng)緯儀照準部水淮器檢校相同，即水準管軸垂直于豎軸的檢校。圓水準器的檢驗與校正照準部水準器校正后，使用照準部水準器仔細地整平儀器，檢查圓水準氣泡的位置， 若氣泡偏離中心，則轉(zhuǎn)動其校正螺旋，使氣泡居中。注意應(yīng)使三個校正螺旋的旋松緊程 度相同。十字絲豎絲與橫軸垂直的檢驗與校正十字絲豎絲與橫軸垂直的檢查方法與普通經(jīng)緯儀的此項檢查相同。校正方法：旋開望遠鏡分劃板校正蓋，用校正針輕微地松開垂直和水平方向的校正 螺旋，將一小塑料片或木片墊在校正螺旋頂部的一端作為緩沖器，輕輕地敲動塑料片或 木片，使分劃板微微地轉(zhuǎn)動，使照準點返回偏離十字絲量的一半，即使十字絲豎絲垂

16、直 于水平軸。最后以同樣緊的程度旋緊校正螺旋絲。十字絲位置的檢驗與校正在距離儀器50-100m處，設(shè)置一清晰目標，精確整平儀器。打開開關(guān)設(shè)置垂直和水 平度盤指標，盤左照準目標，讀取水平角a1和垂直度盤讀數(shù)b1 ,用盤右再照難同一目標， 讀取水平角a2和垂直度盤讀數(shù)b2。計算a2-ai，此差值在180丄20以內(nèi)；計3+算b2+d，此和值在360 20以內(nèi)，說明十字絲位置正確，否則應(yīng)校正。校正方法：先計算正確的水平角和垂直度盤讀數(shù) A和B，A = （a2+aj / 2+90，B 二（b2+bj /2+180。仍在盤右位置照準原目標，用水平和垂直微動螺旋，將顯示的角 值調(diào)整為上述計算值。觀察目標己偏

17、離十字絲，旅下分劃板蓋的固定螺絲，取下分劃板 蓋，用左右分劃板校正螺旋，向著中心移動豎絲，再使目標位于豎絲上；然后用上下校 正螺絲，再使目標置于水平絲上。注意：要將豎絲移向右（或左），先輕輕地旋松左（或右）校正螺絲，然后以同樣的程度旋緊右（或左）校正螺絲。水平絲上（下）移動，也是先 松后緊。重復檢驗校，直至十字絲照準目標；最后旋上分劃板校正蓋。測距軸與視準軸同軸的檢查a）將儀器和棱鏡面對面地安置在相距約 2m的地方，如圖2-25所示，使全站儀處于 開機狀態(tài)。圖2-25測距軸與視準軸同軸的檢查b）通過目鏡照準棱鏡并調(diào)焦，將十字絲瞄準棱鏡中心。c）設(shè)置為測距或音響模式。d）將望遠鏡順時針旋轉(zhuǎn)調(diào)焦到

18、無窮遠，通過目鏡可以觀測到一個紅色光點（閃爍）如果十字絲與光點在豎直和水平方向上的偏差均不超過光點直徑的五分之一，則不需校正。若上述偏差超過五分之一，再檢查仍如此，應(yīng)交專業(yè)人員修理。光學對中器的檢校整平儀器：將光學對中器十字絲中心精確地對準測點（地面標志），轉(zhuǎn)動照準部180， 若測點仍位于十字絲中心，則無需校正。若偏離中心，則校下述步驟進行校正。校正方法：用腳螺旋校正偏離量的一半，旋松光學對中器的調(diào)焦環(huán)，用四個校正螺 絲校正剩余一半的偏差，致使十字絲中心精確地與測點吻合。另外，當測點看上去有一 綠色（灰色）區(qū)域時，輕輕地松開上（下）校正螺絲，以同樣程度固緊下（上）螺絲；若測點 看上去位于綠線（

19、灰線）上，應(yīng)輕輕地旋轉(zhuǎn)右（左）螺絲，以同樣程度固緊左（右）螺絲。第三章 全站儀在地形測量中的實際應(yīng)用3.1工程概況本論文涉及的工程是由浙江省水利水電勘測設(shè)計院承建的，是一個主要用于治理水土流失的一個綜合測圖項目。本工程地處浙江省溫州市平陽縣騰蛟鎮(zhèn)城郊，地勢以丘陵 為主，山上樹木茂盛，地形復雜，通視困難，行走不便。本次測圖主要任務(wù)是完成騰蛟 鎮(zhèn)占地約4萬平方公里范圍的1： 1000比例尺測圖工作，以便用于對山地經(jīng)濟作物水土 流失的規(guī)劃設(shè)計。本次工程預期2個月內(nèi)完成，包括資料收集，權(quán)屬調(diào)查，碎步測量以 及上交成果資料和任務(wù)驗收五部分。本人有幸參與了該項目的局部分測量工作，并結(jié)合 參與的測量工作論述

20、了全站儀在地形測量中的實際應(yīng)用。3.2控制網(wǎng)的布設(shè)平面控制網(wǎng)采用分級布網(wǎng)，三等三角網(wǎng)以及圖根控制網(wǎng)。布網(wǎng)要求：設(shè)計人員要在大比例尺地形圖上進行建筑物的設(shè)計或區(qū)域規(guī)劃，以求得 設(shè)計所依據(jù)的各項數(shù)據(jù)。因此，控制測量的任務(wù)是布設(shè)作為圖根控制依據(jù)的測圖控制網(wǎng)， 以保證地形圖的精度和各幅地形圖之間的精確拼接。水準控制網(wǎng)國家二等水準控制網(wǎng)及圖根三角高程控制網(wǎng)水準控制測量的實施，其工作程序是：水準網(wǎng)的圖上設(shè)計、水準點的選定、水準標 石的埋設(shè)、水準測量的觀測、平差計算和成果表的編制。水準網(wǎng)的布設(shè)應(yīng)力求做到經(jīng)濟 合理，因此，首先要對測區(qū)情況進行調(diào)查研究，搜集和分析測區(qū)已有的水準測量資料， 從而擬定出比較合理的布

21、設(shè)方案。圖上設(shè)計應(yīng)遵循以下各點：水準路線應(yīng)盡量沿坡度小的道路布設(shè)，以減弱前后視折光誤差的影響。盡量避免 跨越河流、湖泊、沼澤等障礙物。水準路線若與高壓輸電線或地下電纜平行，則應(yīng)使水準路線在輸電線或電纜50M以外布設(shè)，以避免電磁場對水準測量的影響。布設(shè)首級高程控制網(wǎng)時，應(yīng)考慮到便于進一步加密。水準網(wǎng)應(yīng)盡可能布設(shè)成環(huán)形網(wǎng)或結(jié)合網(wǎng)，個別情況下亦可布設(shè)成附和路線。水準 點間的距離：一般地區(qū)為 2-4 km ;城市建筑區(qū)和工業(yè)區(qū)為1-2 km應(yīng)與國家水準點進行聯(lián)測，以求的高程系統(tǒng)的統(tǒng)一。注意測區(qū)已有水準測量成果的應(yīng)用。居上要求，首先要在圖上初步擬定水準網(wǎng)的布設(shè)方案，再到實地選定水準路線和水 準點位置。在

22、實地選線和選點時，除了要考慮以上要求外，還應(yīng)注意使水準路線避開土 質(zhì)松軟地段，確定水準點位置時，應(yīng)考慮到水準標石埋設(shè)后點位的穩(wěn)固安全，并能長期 保存，便于施測。因此，水準點應(yīng)設(shè)置在地質(zhì)上最為可靠的地點，避免設(shè)置在水灘、沼 澤、沙土、滑坡和地下水位高的地區(qū)；埋設(shè)在鐵路、公路近旁時，一般要求離鐵路的距 離應(yīng)大于50m,離公路的距離應(yīng)大于20m,應(yīng)盡量避免埋設(shè)在交通繁忙的岔道口；墻上 水準點應(yīng)選在永久性的大型建筑物上。水準點選定后，就可以進行水準標石的埋設(shè)工作。我們知道，水準點的高程就是指 嵌設(shè)在水準標石上面的水準標志頂面相對于高程基準面的高度，如果水準標石埋設(shè)質(zhì)量不好，容易產(chǎn)生垂直位移或傾斜，那么

23、即使水準測量觀測質(zhì)量再好，其最后成果也是不 可靠的，因此務(wù)必十分重視水準標石的埋設(shè)質(zhì)量。采用全站儀通過測量兩點間距離和豎直角來求算兩點間高差的方法，稱為三角高程測 量。本次實驗采用的是對向觀測法。即：在 A、B兩點分別設(shè)置儀器各進行一次單向觀 測，獲得兩組兩點間的平距、豎直角、儀器高和棱鏡高，就可以單向測得A、B兩點間的高差hAB和hBA ,再取兩次單向觀測的高差平均數(shù)作為最后的高差 h。h = hABhBA “23-1各等級平面控制網(wǎng)用三角高程測量測定高程時，計算的高差經(jīng)地球曲率和大氣折光 改正后，應(yīng)滿足以下規(guī)定：a）由兩個單方向算得的高程不符值不大于0.07 x s2 s； （m）（s1、

24、s2為兩個單方向的邊長，Km）bb）由對向觀測所求得的高差較差不應(yīng)大于 0.1S（ m）（s為邊長，Km）c）由對向觀測所求得的高差中數(shù)，計算閉合環(huán)線或附和線路的高程閉合差不應(yīng)大于 0.05 x , s2 （m）。以下列出本次測圖中各測邊的測距改正計算：*觀測者：李子坡 記錄者：陳振鶴 計算者：李子坡 觀測日期：2012.02.16 測區(qū)及測距儀參數(shù)：測距儀：TOPCON系列全站儀4K1558振幅=mm初相=0 0 0 加常數(shù)=-0.97 mm乘常數(shù)=-7.95 mm/km折光系數(shù)K=0.14測區(qū)緯度=27 44 0測區(qū)基準面Ho=450m高程異常h=m測邊名稱：E7- E8斜距=390.36

25、30m垂直角=0 30 32測邊平均高程=396.868m氣壓=981.0hpa 溫度=8.0 C Ym=km平距：390.3445 m 歸化至測區(qū)基準面：390.3478 m測邊名稱:E8- E7斜距=390.3625m垂直角=0 30 22測邊平均高程=396.869m氣壓=981.0hpa溫度=8.0 C Ym=km平距：390.344 m歸化至測區(qū)基準面：390.3472 m測邊名稱：E1- E2斜距=421.4092m垂直角=5 23 20測邊平均高程=522.961 m 氣壓=963.0hpa 溫度=6.0 C Ym=km平距：419.5456 m歸化至測區(qū)基準面：419.5408

26、 m測邊名稱：E2- E1斜距=421.4090m垂直角=5 23 6測邊平均高程=522.959m氣壓=963.0hpa 溫度=6.0 CYm=km平距：419.5459 m歸化至測區(qū)基準面：419.5411m溫度和氣壓對測距的影響在一般的氣象條件下，在1Km的距離上，溫度變化1度所產(chǎn)生的測距誤差為0.95 mm, 氣壓變化1mmHg所產(chǎn)生的測距誤差為0.37 mm，濕度變化1mmHg所產(chǎn)生的測距誤差 為0.05 mm。濕度的影響很小，可以忽略不計，當在高溫、高濕的夏季作業(yè)時，就應(yīng)考慮濕度改正。注意：只要溫度精度達到1度，氣壓精度達到27mmHg，貝U可保證1Km的距離上，由 此引起的距離誤

27、差約在1mm左右。當氣溫t = 35度，相對濕度為94%,則在1Km距離上濕度影響的改正值約為 2mm 由此可見，在高溫、高濕的氣象條件下作業(yè)，對于高精度要求的測量成果，這一因素不能不予以考慮。測距精度，一般是指經(jīng)加常數(shù) K、乘常數(shù)R改正后的觀測值的精度。雖然加常數(shù)和 乘常數(shù)分別屬于固定誤差和比例誤差，但不是測距精度的表征，而是需要在觀測值中加 以改正的系統(tǒng)誤差，故從某中意義上來說，與標稱誤差中的A和B是有區(qū)別的。因為測距的綜合精度指標，一般用式3-2表示：MD = -(A B 10 - 6D )3-2每臺儀器出廠前就給了 A和B之值，再行檢驗的目的，一方面是通過檢驗看某臺 儀器是否符合出廠的

28、精度標準（標稱精度），另一方面是看儀器是否還有一定的潛在精 度可挖。這與加常數(shù)K、乘常數(shù)R的檢驗目的是不一樣的。前者是為了檢驗儀器質(zhì)量, 后者是為了改正觀測成果，決不能用檢定精度的指標A與B去改正觀測成.以下列出本次測圖中間接高程計算成果表（K起輔助點的作用）3-1.表3-1間接高程計算成果所求點AE4K5起算點BK6E4覘法直反直反豎角a6.34400-6.35043-5.191305.18545平距 D(m)526.821524.158儀高 K(m)1.4111.4181.4181.357球氣差Ymm）18.718.6鏡咼 L(m)1.4141.4091.3551.414咼差 h(m)60

29、.7639-60.7832-48.730348.7260H( m)466.5215527.2952H(m)60.7735-48.7281平差改正數(shù)（m）0.00020.0002中數(shù)H（m）527.2952478.5673沈陽建筑大學城市建設(shè)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 沈陽建筑大學城市建設(shè)學院畢業(yè)設(shè)計(論文) 所求點AE2E1起算點BK5E2覘法直反直反豎角a1.405075-1.412285.23064-5.23204 :平距 D(m)794.309419.546儀高 K(m)1.3581.4181.3071.481球氣差Ymm)42.611.9鏡咼 L(m)1.4151.351.4791.309咼

30、差 h(m)23.2932-23.320439.3886-39.3936Ho( m)478.5673501.8746H(m)23.306839.3911平差改正數(shù)(m)0.00050.0001中數(shù)H(m)501.8746541.2659地球曲半徑R(km)6366.3折光系數(shù)0.14所求點AE2K5起算點BE1E2覘法直反直反豎角a-5.231195.22596-1.411881.40485平距 D(m)419.502794.243儀高 K(m)1.4811.3421.4051.373球氣差Ymm)11.942.6鏡咼 L( m)1.3401.4791.3711.398咼差 h(m)-39.4

31、03039.4056-23.3370P 23.3146Ho( m)541.2659501.8617H(m)-39.4043-23.3258平差改正數(shù)(m)0.00010.0005中數(shù)H(m)501.8617478.5364所求點AE4K6起算點BK5E4覘法直反直反豎角a5.18473-5.19075-6.351006.34475平距 D(m)524.068526.681儀高 K(m)1.3731.4011.4011.417球氣差Ymm)18.618.7鏡咼 L( m)1.4001.3671.4151.393咼差 h(m)48.7290-48.7368-60.8050r 60.7943 :Ho

32、( m)478.5364527.2695H(m)48.7329-60.7996平差改正數(shù)（m）0.00020.0002中數(shù)H（m）527.2695466.4701地球曲半徑R（km）6366.3折光系數(shù)0.14進行平差前要進行五項改正分別是：加常數(shù)及乘常數(shù)改正氣象改正傾斜改正歸算改正投影改正全站儀測量時輸入了溫度氣壓，測出來的是平距，因此上述、項無需進行，、 、項也必須進行改正后才能進行平差計算。其計算公式見下：邊長改化是指將電子全站儀（或測距儀）測得的控制網(wǎng)中各邊的斜距值歸算到已知 的坐標系統(tǒng)中，邊長改化步驟是：測距儀加常數(shù)和乘常數(shù)改正一一氣象改正一一傾斜改 正一一歸算改正（歸算至投影面）一

33、一投影改正。加常數(shù)及乘常數(shù)改正3-3S, = S (S/1000.0* K C)/1000.0式3-3中：S為觀測的斜距值，單位：米；K為測距儀的乘常數(shù)，單位：毫米/公里; C為測距儀的加常數(shù)，單位：米；S1為S經(jīng)改正后的斜距值，單位：米。公式中的數(shù)字 是 1000.0。氣象改正3-4S2 = S + 3 *Q K2* 0.0001* P/(1 +0.00366* T) *10式中：K1、K2為測距儀的氣象改正系數(shù)，可以從儀器說明書的氣象改正公式中得 到；P為氣壓，單位：mmHg； T為溫度，單位：C。S1意義見公式(3-4) ; S2為S1經(jīng) 氣象改正后的斜距值，單位：米。傾斜改正上(sin

34、(V) KK)*S2*f 3-52* RDo = S2*sin(V - f)3-6式3-5中：V為天頂距；KK為大氣折光系數(shù)；尸206265; R為地球曲率半徑，單 位：米；f為天頂距改正數(shù)，單位：秒；S2意義見公式(3-6) ； D0為傾斜改正后的水平 距離，單位：米。歸算改正3-7二 D（0 - D*式3-7中：H；為測區(qū)平均高程，單位：米；H為投影面高程，單位：米；吊為大地水準面差距，單位：米；Di為平距Do歸算至投影面上的長度，單位：米；Do意義見公式(3-8)。投影改正D D1 D1 *（丫 - Yo）22* R23-8式3-7中：Y-為測區(qū)平距橫坐標，單位：米；Yo為中央子午線橫坐

35、標，單位：米;R為地球曲率半徑，單位：米；Di意義見公式(3-7)，D2為經(jīng)過歸算和投影改正的平距, 單位：米。如果在網(wǎng)平差計算軟件中已經(jīng)考慮了邊長的歸算改正和投影改正， 則控制網(wǎng)的平差 輸入文件中，邊長觀測值應(yīng)使用只經(jīng)過傾斜改正后的平距 DO;反之，控制網(wǎng)的平差輸 入文件中，邊長觀測值應(yīng)使用經(jīng)過歸算改正和投影改正的平距 D2。綜合上述公式整理得出下表3-2.并作成控制點成果圖3-1表3-2圖根控制點的成果表序號點名等級類型縱坐標（X）橫坐標（丫）高程1E1圖根控制埋石3067063.396528741.492541.2662E2圖根控制埋石3066688.266528929.364501.8

36、753E3圖根控制埋石3066877.359529607.069529.524E4圖根控制埋石3066359.626529859.403527.2955E5圖根控制埋石3064911.766529807.790487.776E6圖根控制埋石3064719.700529653.529488.2397E7圖根控制埋石3064412.138526756.083397.2608E8圖根控制埋石3064098.028526987.823393.803圖根控制成果表3062000 3063000 3064000 3065000 3066000 3067000 3068000 縱坐標(x)圖3-1控制點成果

37、圖沈陽建筑大學城市建設(shè)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 沈陽建筑大學城市建設(shè)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 3.3地形圖的碎步測量數(shù)據(jù)的采集數(shù)據(jù)的采集要求與全站儀同步進行。首先將全站儀按照如下步驟調(diào)整 ：菜單鍵一存 儲管理一數(shù)據(jù)通訊一 GTS格式一發(fā)送數(shù)據(jù)一坐標數(shù)據(jù)一坐標位數(shù)（11位）一調(diào)用存儲文 件夾發(fā)送。然后打開南方軟件點擊菜單項中的數(shù)據(jù)讀取全站儀數(shù)據(jù)（alt+d）。先在計算機上點擊確定然后再全站儀上在點擊發(fā)送的確定鍵。在此項過程中需注意參數(shù)的一致性如：儀器的選擇（拓普康GTS-200坐標）、通訊端口（coml）、波特率（9600）、數(shù)據(jù)位（8）、停 止位（1）、是否校驗（否）等。數(shù)據(jù)采集后應(yīng)將后綴改成 dat

38、格式,然后利用辦公軟件或記 事本文件打開，將其中重復點、轉(zhuǎn)點等無用點刪除，然后保存。實測中出現(xiàn)的問題與解決方法以下是我在實際測量中，對全站儀在實測中容易出現(xiàn)的問題的總結(jié)，以及他們各自 對應(yīng)的解決方法。測量前，一定要注意檢查棱鏡常數(shù)，溫度，氣壓值，還有是棱鏡模式還是無棱鏡 模式，對中桿氣泡準不準，然后再把儀器對中整平。開始測量前，新建文件夾，一般用當天的日期最方便，這樣避免數(shù)據(jù)之間混淆，而且對后期的數(shù)據(jù)處理，以及查找數(shù)據(jù)有所幫助，方便快捷。在測量過程中，不能換人，因為每個人看棱鏡的習慣是不同的，中途換人容易讓 誤差增大，所以盡量要一個人觀測，外業(yè)組一般配置三個人，領(lǐng)尺（畫圖），跑尺，觀測。在跑尺

39、人找位置立鏡的時候，要用粗瞄準器瞄準棱鏡，而不是等跑尺立好棱鏡之 后再去瞄準，這樣能增加打點的效率，省去找鏡的時間。全站儀屬于全自動新型儀器，所以對于精讀要求比較高，定期的校正也是十分重 要的，一般的單位，全站儀的校正周期是一年一次。3.4繪制地形圖展開高程點本次工程使用的是TOPCON全站儀，首先將外野測得的原始數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)線導入計 算機中，然后進行原始觀測數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，如圖3-2是原始數(shù)據(jù)格式地址歸衛(wèi)仝舍站儀論立平B礙帶溪密域騰披水古流失綜審臺理地飛原始數(shù)據(jù)名稱r| Q22U0221大小L類型15 KB BAT 文件32 KB DAT 文件23 KB BAT 文件I修改日期2012-2-19

40、18：1S2012-2-20 18:39212-2-21 1&：16圖3-2原始數(shù)據(jù)文件后綴名圖原始數(shù)據(jù)可以使用記事本打開P 0219 -記事本文件但）舗揖格式）查看迪幫助QP1?528 739,305,3067063.667,5M 089 2f2f528742.O46,3C67068.115,50.956 3 ,3,520728.402r3IM7074-177r539 -55U l|P*.52B731.1li1,3067 079.106,5998 5,5,528721.852,3867083.736,538.383 6,6,528719-U98,3fl67078-103,S37.106 7,

41、7,528821.537,9066888.586,529.254 8,8,528702.274,3067080.177,536.329 9,9,528817-366,3666891-158,523.385 10,10,528701 ,330,306708U虛-2 與 311,11 r52882B.S31,3 066898.994,5244812,12,528691 -579,3 067 081,53*1-708圖3-3原始數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)圖如圖3-3所示，依次表示點位號、空白列、丫坐標、X坐標以及坐標高程。有這些原始數(shù)據(jù)我們可以通過查閱點號進行下一步 CAD作圖中確定點位號的作用。當然想要在CAD中顯

42、示這些數(shù)據(jù)我們還需要數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化軟件的幫忙，這樣才能連接 點號作圖。打開南方cass軟件在菜單欄中點擊繪圖處理一展高程點，根據(jù)電腦提示找到 我們先前存儲的坐標文件，點擊打開。cass中默認高程點顏色為紅色，在使用過程中可 在圖層中任意改變顏色。這些點號在CAD中展開之后如圖3-4*531,25530.75545.07*544.17碣 56.55*52S.7S-554+8516,25-529.35*54435-M5.40515.54630,24*540.05或 13,26 530.6+-637.07G33.O31470圖3-4高程點在cass展開圖定比例、連線根據(jù)合同規(guī)定本次勘察地形圖為1: 100

43、0,在南方cass軟件中展點后在軟件的窗口 左下角的命令區(qū)提示輸入繪圖比例,輸入1000,回車。根據(jù)外業(yè)草圖在南方 cass軟件中 將相關(guān)點位連接，將測區(qū)內(nèi)的地形、地貌反映出來。在連線過程中外業(yè)草圖繪制者將測 區(qū)內(nèi)的河道、堤防、林地、樹種等向內(nèi)業(yè)人員進行詳細講解，通過內(nèi)外業(yè)的緊密配合使 得騰蛟鎮(zhèn)段地形、地貌真實的落到圖紙上3-5。W204876汽9史53OS25-5Q,082M 30 W6T38 W4g65.5_32一飛 532軸拐評P沁倚P46” 6.63 送44.98-547850?獸454圖3-5高程點連接草圖等高線繪制在等高線繪制中我們采用測點自動生成及手工繪制相結(jié)合的方法進行繪制。首

44、先在南方cass軟件中點擊等高線，彈出下拉菜單點擊建立 DTM（數(shù)據(jù)地面模型）一勾選數(shù)據(jù) 文件生成、顯示建三角網(wǎng)結(jié)果一形成三角網(wǎng)一刪除、過濾、增加三角形 （即修改三角網(wǎng)） -繪制等高線一刪除三角網(wǎng)一等高線修飾一對等高線不合理處采用復合線手繪。因為南方cass軟件是建立在autocad基礎(chǔ)上,因人為操作或兼容性可能隨時出現(xiàn)錯誤 而導致關(guān)閉,因此在使用過程中需及時保存。圖 3-6為本次工程DTM模型圖，圖3-7 為最后的地形成品圖。圖3-6 DTM模型圖圖3-7完整地地形圖第四章總結(jié)4.1全站儀的發(fā)展與展望信息時代的測繪學已經(jīng)不再是單純的測量站點幾何位置的幾何科學，而成為一門研究空間信息數(shù)據(jù)的信息

45、科學。測繪儀器獲取的不僅僅是坐標，方位，距離，角度等簡 單的信息，還應(yīng)包括各種屬性特征。因此，現(xiàn)代測繪學不僅要解決地理位置的空間定位 問題，而且要完成地理位置上屬性數(shù)據(jù)的采集和管理，信息時代的測繪儀器應(yīng)該有利于 各種屬性數(shù)據(jù)的采集，存儲，管理，轉(zhuǎn)移和利用，這樣就可以使測繪儀器產(chǎn)生的地理空 間數(shù)據(jù)更方便地納入 GIS的范疇，與屬性數(shù)據(jù)集成并交由計算機處理。因此現(xiàn)代全站 儀的發(fā)展面向如下幾個方向：數(shù)字化數(shù)字化要求全站儀能夠輸出可以由計算機直接進行下一步處理，傳送和交換的數(shù)字表示的地理數(shù)據(jù)，現(xiàn)代通訊技術(shù)的發(fā)展很容易就可以實現(xiàn)該項要求，這是全站儀實現(xiàn)測 繪內(nèi)外業(yè)一體化的基礎(chǔ)。實時化現(xiàn)代的測繪工作要求儀

46、器應(yīng)具有實時處理數(shù)據(jù)的功能，這樣做一方面是可以實時檢查測量的質(zhì)量，提高效率；另一方面可以直接根據(jù)測量成果進行后續(xù)工作。集成化現(xiàn)代測繪工作的一個顯著特點就是是分工明確，各種測量相互滲透，這就要求全站 儀在硬件上集成功能，軟件則具有開放性，方便各種儀器采集的數(shù)據(jù)進行交換和共享， 提高測繪工作的效率和進度。在線化全站儀在線處理測量數(shù)據(jù)，可以提高測繪質(zhì)量和效率，并通過現(xiàn)代的通信工具及時更新GIS數(shù)據(jù)庫，保持GIS的現(xiàn)時性。發(fā)明和發(fā)展全站儀的初衷就是為了最大可能地把人從繁重的勞動中解脫出來，并得到精度較高的數(shù)據(jù)。因此，未來全站儀的發(fā)展必將沿著數(shù)字化，一體化，自動化，信息 化的道路進行。未來幾年里嵌入式計

47、算機系統(tǒng)將會得到很大的發(fā)展，這將為在小型，低 功耗的全站儀中實現(xiàn)自動化打下物質(zhì)基礎(chǔ)，為鋼筋鐵骨的儀器裝上會思考的大腦。這使 得測繪儀器不再僅僅是單一的觀測工具，而是具有相當人工智能的測繪幫手。而這些嵌 入式的操作系統(tǒng)也將越來越接近 PC機桌面系統(tǒng)，方便用戶進行二次開發(fā)。但是目前， 這些系統(tǒng)的性能尚待進一步提高，它們在涉及數(shù)據(jù)庫和圖形等復雜的計算面前還顯得力 不從心，這正是目前全站儀實現(xiàn)數(shù)字化，一體化，自動化和信息化的道路中的瓶頸。而 解決這一問題的方法只能是通過數(shù)據(jù)傳輸接口將儀器采集的數(shù)據(jù)傳輸進便攜式計算機， 實現(xiàn)實時操作。未來儀器的進一步發(fā)展，肯定是在解決了全站儀的復雜計算能力問題的 基礎(chǔ)上，將目前這些需要外接設(shè)備完成的功能統(tǒng)統(tǒng)整合入測繪儀器中。未來全站儀在數(shù) 據(jù)采集過程中，可以利用近景攝影測量原理，攝取觀測部分的數(shù)字影像；使用 GPS技 術(shù)實現(xiàn)單點三維定位。在數(shù)據(jù)處理過程中則直接將平差，成圖，編輯，打印的文件數(shù)據(jù) 導入GIS中，并通過無線接入等手段，與遠端 GIS數(shù)據(jù)庫保持同步，接受遠端指令， 實現(xiàn)自動化，智能化。4.2經(jīng)濟技術(shù)分析為城市規(guī)劃和設(shè)計所進行的地形測繪工作。其主要內(nèi)容包括城市平面與高程控制測 量、城市各種大比例尺地形測圖以及對已有地形圖保持現(xiàn)實性的修測等測量工作。城市