无论测定还是测设,其本质都是定位,定出各特征点的空间位置,即三维坐标(X,Y,H)。现代某些测量技术(如GPS测量等)可以直接测出三维坐标,但在传统的测量中,高程 H 可通过测量高差求出,而平面坐标(X,Y)无法直接测得,它们只能通过测量距离和角度根据计算间接求得。因此高差、角度和距离是确定地面点位的三个基本要素;高程测量、角度测量和距离测量是测量的三项基本工作;水准仪、经纬仪和测距仪(或钢尺)是测量的常规仪器
测量实习基本步骤:先外业再内业
一、导线测量的外业工作
■导线测量的外业工作包括:踏勘选点及建立标志、量边、测角和连接测量。
1、 踏勘选点及建立标志
踏勘选点前,应先收集测区原有地形图和已有控制点资料,并在图上规划导线的布设方案,然后到实地落实各点点位并建立标志。如测区无地形图资料,则需详细踏勘现场,合理地选定导线点的位置。
导线的选点原则:既要便于导线本身的测量,又要便于测图和施工,并保证满足各项技术要求。
选点时应注意:
(1) 相邻导线点间通视良好,以便于测角和量距。(2) 点位应选在土质坚实处。(3) 视野开阔,便于施测碎部。
2 、量 边
■导线边长可用光电测距仪测量,此种导线称为光电测距导线。导线边长也可用检定过的钢尺丈量,此种导线称为钢尺量距导线。
3、 测 角
■ 导线转折角分为左角和右角,前进方向左侧的角称左角,右侧的角称为右角。附合导线统一观测同 一侧的转折
角(左角或右角),闭合导线要求观测多边形的内角。
■导线等级不同,测角技术要求也不同。图根导线一般用DJ6级光学经纬仪测一个测回,当盘左、盘右两个半测回角值的较差不超过40″时,取其平均值。
4 、 连接测量
■ 所谓连接测量是将导线与高级控制点联系起来,以取得坐标和方位角的起算数据。连接测量需观测连接角和连接边。
■当测区附近无高级控制点时,可用罗盘仪测定导线起始边的磁方位角,并假定起始点坐标作为起算数据。此时计算所得的各导线点坐标为独立坐标系的坐标。
二、 导线测量的内业计算
■ 导线测量内业计算的目的:计算各导线点的平面坐标(x,y)。
■ 内业计算前,应全面检查导线测量的外业记录,并绘制导线略图。
■导线坐标计算取位规定如下:对于四等以下导线,角值取至秒,边长和坐标取至毫米;对于图根导线,角值取至秒,边长和坐 标取至厘米。
导线坐标计算的基本公式
■如图所示,已知导线点1的坐标为(x1,y1),1-2边的坐标方位角
为a12,边长为D12,现需计算2点的坐标(x2,y2)。
两点间的坐标增量等于两点的坐标值之差,即:
△x12=x2 - x1
△y12=y2 - y1
△x称为纵坐标增量, △Y称为横坐标增量。坐标增量也可由下式计算:
△x12= D12 × cosa12
△y12= D12 ×sina12
其中△x12 、△y12的符号由cosa12 、 sina12决定,此时2点的
坐标为:
x2 = x1 +△x12= x1 + D12 × cosa12
y2 = y1 + △y12= y1 + D12 ×sina12
2、 闭合导线坐标计算
■闭合导线坐标计算步骤如下:
(1)角度闭合差的计算与调整
(2)推算各边坐标方位角
(3)坐标增量的计算与增量闭合差的调整
(4)计算各导线点坐标
(1)角度闭合差的计算与调整
闭合导线构成了一个n边多边形,而n边多边形内角和的
理论值为:
∑β 理=( n – 2 ) ×180°
但由于观测中不可避免地存在有误差,因此实测的各内
角 之和∑β测≠ ∑β理, 其差值称为角度闭合差,用fβ表示,
即
f β = ∑β 测 - ∑β 理= ∑β 测 - ( n – 2 ) ×180°
对于图根钢尺量距导线, 《规范》有规定其角度闭合差的容许值
若︱ fβ ︱﹥ ︱ fβ容 ︱,说明所测角度不满足精度要求,应对角度进行检查或重测。
若︱ fβ ︱≦ ︱ fβ容 ︱,所测角度精度满足要求,此时可根据角度闭合差fβ对各实测内角进行调整,使得调整后的角度值之和符合其理论值。
角度闭合差的分配原则:将闭合差反符号平均分配到各观测内角。
即每个内角改正数均为 V β= - f β /n
改正后的角度 β 改= β 测 +( - fβ /n)
理论上应有∑ V β= - f β ,∑β 改= ( n – 2 ) ×180°,这些可作为计算检核条件。
(2)推算各边坐标方位角
坐标方位角的推算公式为:
a前 = a后 +β左 +180 ° (适合测左角)
或 a前 = a后 – β右 +180 ° (适合测右角)
本例中根据起始边的坐标方位角a12 及调整后的各导线左角,利用以上公式依次可推算出每一条边的坐标方位
角,最后应进行计算检核。
(3)坐标增量的计算与增量闭合差的调整
①坐标增量的计算
任意两个导线点i、j之间的坐标增量计算公式为:
△xij= Dij × cosaij
△yij= Dij ×sinaij
②坐标增量闭合差的计算与调整
理论上,闭合导线纵、横坐标增量之和应为零,即
∑△x理=0
∑△y理=0
但由于量边误差和角度调整后的残余误差,使得实际计算所得的∑△x测和∑△y测并不为零,从而产生纵坐标增量闭合差fx和横坐标增量闭合差fy,即
fx = ∑△x测
fy = ∑△y测