導線測量的內(nèi)業(yè)計算

1、第三節(jié) 導線測量的內(nèi)業(yè)計算導線測量內(nèi)業(yè)計算的目的就是計算各導線點的平面坐標x、y。計算之前，應(yīng)先全面檢查導線測量外業(yè)記錄、數(shù)據(jù)是否齊全，有無記錯、算錯，成果是否符合精度要求，起算數(shù)據(jù)是否準確。然后繪制計算略圖，將各項數(shù)據(jù)注在圖上的相應(yīng)位置，如圖6-11所示。一、坐標計算的基本公式1坐標正算xyxAxByAyByABxABABABO圖6-10 坐標增量計算根據(jù)直線起點的坐標、直線長度及其坐標方位角計算直線終點的坐標，稱為坐標正算。如圖6-10所示，已知直線AB起點A的坐標為（xA，yA），AB邊的邊長及坐標方位角分別為DAB和AB，需計算直線終點B的坐標。直線兩端點A、B的坐標值之差，稱為坐標增

2、量，用xAB、yAB表示。由圖6-10可看出坐標增量的計算公式為： （6-1）根據(jù)式（6-1）計算坐標增量時，sin和cos函數(shù)值隨著角所在象限而有正負之分，因此算得的坐標增量同樣具有正、負號。坐標增量正、負號的規(guī)律如表6-5所示。表6-5 坐標增量正、負號的規(guī)律象限坐標方位角xy09090180180270270360則B點坐標的計算公式為： （6-2）例6-1 已知AB邊的邊長及坐標方位角為，若A點的坐標為，試計算終點B的坐標。解 根據(jù)式（6-2）得2坐標反算根據(jù)直線起點和終點的坐標，計算直線的邊長和坐標方位角，稱為坐標反算。如圖6-10所示，已知直線AB兩端點的坐標分別為（xA，yA）和

3、（xB，yB），則直線邊長DAB和坐標方位角AB的計算公式為： （6-3） （6-4）應(yīng)該注意的是坐標方位角的角值范圍在0360間，而arctan函數(shù)的角值范圍在9090間，兩者是不一致的。按式（6-4）計算坐標方位角時，計算出的是象限角，因此，應(yīng)根據(jù)坐標增量x、y的正、負號，按表6-5決定其所在象限，再把象限角換算成相應(yīng)的坐標方位角。例6-2 已知A、B兩點的坐標分別為試計算AB的邊長及坐標方位角。解 計算A、B兩點的坐標增量根據(jù)式（6-3）和式（6-4）得二、閉合導線的坐標計算現(xiàn)以圖6-11所注的數(shù)據(jù)為例（該例為圖根導線），結(jié)合“閉合導線坐標計算表”的使用，說明閉合導線坐標計算的步驟。33

4、5°2400108°271884°1018135°491190°0701121°270212345x1500.00my1500.00mx圖6-11 閉合導線略圖1準備工作將校核過的外業(yè)觀測數(shù)據(jù)及起算數(shù)據(jù)填入“閉合導線坐標計算表”中，見表6-6，起算數(shù)據(jù)用單線標明。表6-6 閉合導線坐標計算表點號觀測角（左角）改正數(shù)改正角坐標方位角距離D/m增量計算值改正后增量坐標值點號x/my/mx/my/mx/my/m1234=2+356789101112131335°2400201.60+5+183.30+2-83.92+183.35-

5、83.90500.00500.0012108°2718-10108°2708683.35416.102263°5108263.40+7-28.21+2-261.89-28.14-261.87384°1018-1084°1008655.21154.233168°0116241.00+7-235.75+2+50.02-235.68+50.044135°4911-10135°4901419.53204.274123°5017200.40+5-111.59+1+166.46-111.54+166.47590

6、76;0701-1090°0651307.99370.74533°5708231.40+6+191.95+2+129.24+192.01+129.261121°2702-10121°2652500.00500.001335°24002540°0050-50540°00001137.80-0.30-0.9000輔助計算 ） 2角度閉合差的計算與調(diào)整（1）計算角度閉合差 如圖6-11所示，n邊形閉合導線內(nèi)角和的理論值為： （6-5）式中 n導線邊數(shù)或轉(zhuǎn)折角數(shù)。由于觀測水平角不可避免地含有誤差，致使實測的內(nèi)角之和不等于理論值，兩者

7、之差，稱為角度閉合差，用f表示，即 （6-6）（2）計算角度閉合差的容許值 角度閉合差的大小反映了水平角觀測的質(zhì)量。各級導線角度閉合差的容許值fp見表6-3和表6-4，其中圖根導線角度閉合差的容許值fp的計算公式為： （6-7）如果，說明所測水平角不符合要求，應(yīng)對水平角重新檢查或重測。如果，說明所測水平角符合要求，可對所測水平角進行調(diào)整。（3）計算水平角改正數(shù) 如角度閉合差不超過角度閉合差的容許值，則將角度閉合差反符號平均分配到各觀測水平角中，也就是每個水平角加相同的改正數(shù)v，v的計算公式為： （6-8）計算檢核：水平角改正數(shù)之和應(yīng)與角度閉合差大小相等符號相反，即（4）計算改正后的水平角 改正

8、后的水平角i改等于所測水平角加上水平角改正數(shù) （6-9）計算檢核：改正后的閉合導線內(nèi)角之和應(yīng)為（n2）×180，本例為540。本例中f、fp的計算見表6-5輔助計算欄，水平角的改正數(shù)和改正后的水平角見表6-6第3、4欄。3推算各邊的坐標方位角根據(jù)起始邊的已知坐標方位角及改正后的水平角，按式（4-18）和式（4-19）推算其它各導線邊的坐標方位角。 本例觀測左角，按式（4-18）推算出導線各邊的坐標方位角，填入表6-6的第五欄內(nèi)。計算檢核：最后推算出起始邊坐標方位角，它應(yīng)與原有的起始邊已知坐標方位角相等，否則應(yīng)重新檢查計算。4坐標增量的計算及其閉合差的調(diào)整（1）計算坐標增量 根據(jù)已推算

9、出的導線各邊的坐標方位角和相應(yīng)邊的邊長，按式（6-1）計算各邊的坐標增量。例如，導線邊1-2的坐標增量為： 用同樣的方法，計算出其它各邊的坐標增量值，填入表6-6的第7、8兩欄的相應(yīng)格內(nèi)。（2）計算坐標增量閉合差 如圖6-12a所示，閉合導線，縱、橫坐標增量代數(shù)和的理論值應(yīng)為零，即 （6-10）34521x12x23x34x45x51y12y23y34y45y51()()()()()()()()()()xyO34521xyO1WDWyWxa)b)圖6-12 坐標增量閉合差 實際上由于導線邊長測量誤差和角度閉合差調(diào)整后的殘余誤差，使得實際計算所得的、不等于零，從而產(chǎn)生縱坐標增量閉合差Wx和橫坐標

10、增量閉合差Wy，即 （6-11）（3）計算導線全長閉合差WD和導線全長相對閉合差WK 從圖6-12b可以看出，由于坐標增量閉合差Wx、Wy的存在，使導線不能閉合，1-1之長度WD稱為導線全長閉合差，并用下式計算 WD= （6-12）僅從WD值的大小還不能說明導線測量的精度，衡量導線測量的精度還應(yīng)該考慮到導線的總長。將WD與導線全長D相比，以分子為1的分數(shù)表示，稱為導線全長相對閉合差WK，即 （6-13）以導線全長相對閉合差WK來衡量導線測量的精度，WK的分母越大，精度越高。不同等級的導線，其導線全長相對閉合差的容許值WKP參見表6-3和表6-4，圖根導線的WKP為1/2 000。如果WKWKP

11、，說明成果不合格，此時應(yīng)對導線的內(nèi)業(yè)計算和外業(yè)工作進行檢查，必要時須重測。如果WKWKP，說明測量成果符合精度要求，可以進行調(diào)整。本例中Wx 、Wy、WD及WK的計算見表6-6輔助計算欄。（4）調(diào)整坐標標增量閉合差 調(diào)整的原則是將Wx 、Wy反號，并按與邊長成正比的原則，分配到各邊對應(yīng)的縱、橫坐標增量中去。以vxi、vyi分別表示第i邊的縱、橫坐標增量改正數(shù)，即 （6-14）本例中導線邊1-2的坐標增量改正數(shù)為：表6-6 閉合導線坐標計算表點號觀測角（左角）改正數(shù)改正角坐標方位角距離D/m增量計算值改正后增量坐標值點號x/my/mx/my/mx/my/m1234=2+3567891011121

12、31335°2400201.60+5+183.30+2-83.92+183.35-83.90500.00500.0012108°2718-10108°2708683.35416.102263°5108263.40+7-28.21+2-261.89-28.14-261.87384°1018-1084°1008655.21154.233168°0116241.00+7-235.75+2+50.02-235.68+50.044135°4911-10135°4901419.53204.274123°50

13、17200.40+5-111.59+1+166.46-111.54+166.47590°0701-1090°0651307.99370.74533°5708231.40+6+191.95+2+129.24+192.01+129.261121°2702-10121°2652500.00500.001335°24002540°0050-50540°00001137.80-0.30-0.9000輔助計算 ） 用同樣的方法，計算出其它各導線邊的縱、橫坐標增量改正數(shù)，填入表6-6的第7、8欄坐標增量值相應(yīng)方格的上方。計算檢核

14、：縱、橫坐標增量改正數(shù)之和應(yīng)滿足下式 （6-15）（5）計算改正后的坐標增量 各邊坐標增量計算值加上相應(yīng)的改正數(shù)，即得各邊的改正后的坐標增量。 （6-16）本例中導線邊1-2改正后的坐標增量為：用同樣的方法，計算出其它各導線邊的改正后坐標增量，填入表6-6的第9、10欄內(nèi)。計算檢核：改正后縱、橫坐標增量之代數(shù)和應(yīng)分別為零。5計算各導線點的坐標根據(jù)起始點1的已知坐標和改正后各導線邊的坐標增量，按下式依次推算出各導線點的坐標： （6-17）將推算出的各導線點坐標，填入表6-6中的第11、12欄內(nèi)。最后還應(yīng)再次推算起始點1的坐標，其值應(yīng)與原有的已知值相等，以作為計算檢核。表6-6 閉合導線坐標計算表

15、點號觀測角（左角）改正數(shù)改正角坐標方位角距離D/m增量計算值改正后增量坐標值點號x/my/mx/my/mx/my/m1234=2+356789101112131335°2400201.60+5+183.30+2-83.92+183.35-83.90500.00500.0012108°2718-10108°2708683.35416.102263°5108263.40+7-28.21+2-261.89-28.14-261.87384°1018-1084°1008655.21154.233168°0116241.00+7-235

16、.75+2+50.02-235.68+50.044135°4911-10135°4901419.53204.274123°5017200.40+5-111.59+1+166.46-111.54+166.47590°0701-1090°0651307.99370.74533°5708231.40+6+191.95+2+129.24+192.01+129.261121°2702-10121°2652500.00500.001335°24002540°0050-50540°00001137.

17、80-0.30-0.9000輔助計算 ） 三、附合導線坐標計算附合導線的坐標計算與閉合導線的坐標計算基本相同，僅在角度閉合差的計算與坐標增量閉合差的計算方面稍有差別。1角度閉合差的計算與調(diào)整（1）計算角度閉合差 如圖6-13所示，根據(jù)起始邊AB的坐標方位角及觀測的各右角，按式（4-19）推算CD邊的坐標方位角。1234BACDABCDxx205°3648290°4054202°4708167°2156175°3125214°0933AB236°4428xB1536.86myB 837.54mxC1429.02myC1283.

18、17mCD69°3801圖6-13 附合導線略圖 寫成一般公式為： （6-18）若觀測左角，則按下式計算： （6-19）附合導線的角度閉合差f為： （6-20）（2）調(diào)整角度閉合差 當角度閉合差在容許范圍內(nèi)，如果觀測的是左角，則將角度閉合差反號平均分配到各左角上；如果觀測的是右角，則將角度閉合差同號平均分配到各右角上。2坐標增量閉合差的計算附合導線的坐標增量代數(shù)和的理論值應(yīng)等于終、始兩點的已知坐標值之差，即 （6-21）縱、橫坐標增量閉合差為： （6-22）圖6-13所示附合導線坐標計算，見表6-7。表6-7 附合導線坐標計算表點號觀測角（右角）改正數(shù)改正角坐標方位角距離D/m增量計算值改正后增量坐標值點號x/my/m x/my/mx/my/m1234=2+35678910111213A236°4428AB205°364813205°36351 536.86837.54B211°0753125.36 4107.31 264.8110