關(guān)于全站儀閉合導(dǎo)線、附合導(dǎo)線、支導(dǎo)線等導(dǎo)線測(cè)量詳解
導(dǎo)線測(cè)量是平面控制測(cè)量中最常用的方法之一。它將一系列地面點(diǎn)連接成折線形式,依次觀測(cè)各點(diǎn)間的水平距離和相鄰邊之間的水平角,然后根據(jù)起算數(shù)據(jù),計(jì)算出所有導(dǎo)線點(diǎn)的平面坐標(biāo)。核心工具:全站儀,基本觀測(cè)值:水平角。
導(dǎo)線測(cè)量的三種主要形式
1. 閉合導(dǎo)線
圖形特征:從一個(gè)已知高級(jí)控制點(diǎn)出發(fā),經(jīng)過(guò)若干待測(cè)點(diǎn),最后又回到原已知點(diǎn),形成一個(gè)閉合多邊形。已知點(diǎn)上必須有一條已知方位角的邊。
已知條件:一個(gè)已知點(diǎn)的坐標(biāo)(X, Y), 一條已知邊的方位角。
檢核條件:
內(nèi)角和條件:觀測(cè)的n邊形內(nèi)角和理論值應(yīng)為 (n-2) * 180°。產(chǎn)生的差值稱為角度閉合差,需進(jìn)行分配平差。
坐標(biāo)增量閉合條件:從起點(diǎn)出發(fā),經(jīng)過(guò)各邊坐標(biāo)增量(ΔX, ΔY)的累加,理論上應(yīng)回歸到起點(diǎn)的坐標(biāo),即 ΣΔX理 = 0, ΣΔY理 = 0。實(shí)際觀測(cè)值與理論值的差值稱為坐標(biāo)閉合差,用于計(jì)算導(dǎo)線全長(zhǎng)相對(duì)閉合差,評(píng)定導(dǎo)線精度。

優(yōu)點(diǎn):
具有嚴(yán)密的幾何檢核條件(角度和坐標(biāo)雙檢核),能有效發(fā)現(xiàn)觀測(cè)粗差,控制誤差積累。
成果可靠性高。
缺點(diǎn):
布設(shè)時(shí)受地形限制,必須能閉合回原點(diǎn)。
適用場(chǎng)景:最常用、最推薦的形式。適用于塊狀地區(qū)的控制測(cè)量,如建筑物、廣場(chǎng)、廠區(qū)、獨(dú)立山頭的測(cè)圖控制。
2. 附和導(dǎo)線
圖形特征:從一個(gè)已知高級(jí)控制點(diǎn)A和已知方位角αAB出發(fā),經(jīng)過(guò)若干待測(cè)點(diǎn),附合到另一個(gè)已知高級(jí)控制點(diǎn)C和已知方位角αCD上。
已知條件:兩個(gè)已知點(diǎn)的坐標(biāo)(A, C), 兩條已知邊的方位角(αAB, αCD)。
檢核條件:
方位角閉合條件:根據(jù)起始方位角αAB和觀測(cè)的轉(zhuǎn)折角,可以推算出終邊方位角α‘CD。其與已知的αCD的差值稱為方位角閉合差。
坐標(biāo)閉合條件:由A點(diǎn)坐標(biāo)和觀測(cè)值推算出的C‘點(diǎn)坐標(biāo),與已知的C點(diǎn)坐標(biāo)之差,稱為坐標(biāo)閉合差。

優(yōu)點(diǎn):
同樣具有嚴(yán)密的幾何檢核條件,能有效控制誤差。
精度均勻,因?yàn)閮啥硕际芤阎呒?jí)控制點(diǎn)約束。
缺點(diǎn):
需要兩個(gè)已知高級(jí)控制點(diǎn)。
適用場(chǎng)景:適用于帶狀地區(qū)的控制測(cè)量,如公路、鐵路、河道、管線工程的勘測(cè)與施工控制網(wǎng)。
3. 支導(dǎo)線
圖形特征:從已知點(diǎn)出發(fā),延伸出1-3個(gè)待測(cè)點(diǎn),既不閉合回原點(diǎn),也不附合到另一個(gè)已知點(diǎn),形成一條“支線”。
已知條件:一個(gè)已知點(diǎn)的坐標(biāo),一條已知邊的方位角。
檢核條件:無(wú)任何幾何檢核條件。

優(yōu)點(diǎn):
布設(shè)靈活,僅需一點(diǎn)一方位即可向前推進(jìn)。
缺點(diǎn):
無(wú)檢核,錯(cuò)誤無(wú)法發(fā)現(xiàn),誤差會(huì)逐點(diǎn)累積。
可靠性差,測(cè)量規(guī)范中對(duì)其點(diǎn)數(shù)有嚴(yán)格限制(通常不超過(guò)2-3個(gè)點(diǎn))。
適用場(chǎng)景:僅用于圖根控制點(diǎn)(低等級(jí))的加密或無(wú)法布設(shè)閉合/附和導(dǎo)線的困難地區(qū)。在工程主控制網(wǎng)中應(yīng)盡量避免使用。
全站儀導(dǎo)線測(cè)量外業(yè)步驟(以閉合導(dǎo)線為例)
踏勘選點(diǎn):
在現(xiàn)場(chǎng)選定導(dǎo)線點(diǎn)位置,確保點(diǎn)間通視、穩(wěn)固、易于安置儀器,并構(gòu)成良好圖形。
埋設(shè)標(biāo)志(木樁、水泥樁、釘子等)。
外業(yè)觀測(cè):
安置儀器:在已知點(diǎn)B安置全站儀,對(duì)中、整平。
定向:盤左位置,后視已知點(diǎn)A,將水平度盤讀數(shù)設(shè)置為已知方位角αBA(或0°00‘00“)。
觀測(cè):
轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部,瞄準(zhǔn)前視點(diǎn)1(第一個(gè)待測(cè)點(diǎn))。
測(cè)量水平角(即∠A-B-1的內(nèi)角)和水平距離(B到1的平距)。
根據(jù)需要測(cè)量高程(三角高程法)。
搬站:將儀器遷至點(diǎn)1,后視點(diǎn)B,前視點(diǎn)2,重復(fù)上述觀測(cè)步驟。直至觀測(cè)完全部點(diǎn)并回到起點(diǎn)。
記錄:在全站儀或電子手簿中完整記錄點(diǎn)號(hào)、角度、距離、儀器高、棱鏡高等信息。
內(nèi)業(yè)計(jì)算流程
無(wú)論哪種導(dǎo)線,內(nèi)業(yè)計(jì)算都遵循以下“四步法”:
角度閉合差計(jì)算與分配:
計(jì)算觀測(cè)角總和與理論角總和之差(角度閉合差fβ)。
判斷fβ是否小于規(guī)范容許值。若合格,則將fβ反號(hào)、平均分配到各觀測(cè)角上。
推算各邊坐標(biāo)方位角:
根據(jù)調(diào)整后的起始方位角和改正后的轉(zhuǎn)折角,按“左角公式”或“右角公式”依次推算各邊的坐標(biāo)方位角。
公式(左角):α前 = α后 + β左 ± 180°
計(jì)算坐標(biāo)增量及其閉合差:
根據(jù)各邊方位角和平距,計(jì)算每邊的坐標(biāo)增量:ΔX = D * cosα, ΔY = D * sinα。
計(jì)算坐標(biāo)增量閉合差(fx, fy)。對(duì)于閉合導(dǎo)線,理論增量總和應(yīng)為0。
若合格,將坐標(biāo)閉合差(fx, fy)按與邊長(zhǎng)成比例的原則,反號(hào)分配到各坐標(biāo)增量中,得到改正后的坐標(biāo)增量。
最后,由已知點(diǎn)坐標(biāo)加上改正后的逐邊坐標(biāo)增量,依次推算各未知點(diǎn)的最終坐標(biāo)。
重要注意事項(xiàng)
規(guī)范優(yōu)先:嚴(yán)格遵守《工程測(cè)量規(guī)范》等對(duì)導(dǎo)線等級(jí)、邊長(zhǎng)、角度、測(cè)回?cái)?shù)、閉合差限差的規(guī)定。
外業(yè)檢核:即使內(nèi)業(yè)有檢核條件,外業(yè)也應(yīng)采用“改變起始讀數(shù)法”觀測(cè)兩個(gè)測(cè)回,或采用“左右角觀測(cè)法”(觀測(cè)所有前進(jìn)方向的左角和右角,其和應(yīng)為360°)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)檢核。
對(duì)中整平:這是全站儀測(cè)量的基礎(chǔ),尤其在短邊導(dǎo)線中,對(duì)中誤差影響巨大。
杜絕支導(dǎo)線:在主控網(wǎng)中,應(yīng)通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì),盡量避免使用支導(dǎo)線。必須使用時(shí),需增加檢核條件(如觀測(cè)磁方位角作粗差檢查)并嚴(yán)格限制點(diǎn)數(shù)。
軟件應(yīng)用:現(xiàn)代測(cè)量工作中,內(nèi)業(yè)平差計(jì)算普遍采用專業(yè)軟件(如科傻、平差易等),但掌握其原理是正確使用軟件和判斷結(jié)果合理性的前提。
總而言之,導(dǎo)線測(cè)量是全站儀的核心應(yīng)用。閉合導(dǎo)線和附合導(dǎo)線是可靠的選擇,其中閉合導(dǎo)線應(yīng)用最廣;支導(dǎo)線是不得已的補(bǔ)充,需慎用。成功的導(dǎo)線測(cè)量依賴于規(guī)范的外業(yè)操作、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膬?nèi)業(yè)計(jì)算和對(duì)誤差的深刻理解。
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