全站儀自由設(shè)站法的解算原理

1、1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved,1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved,全站儀自由設(shè)站法的解算原理梁書祥廣西壯族自治區(qū)航務工程處廣西南寧摘要在施匸放樣中全站儀自由設(shè)站法比常規(guī)的固定引點法具有更人的靈活性和便捷性文章就兩邊一角的交會點坐標解算原理以及基于計算器的計算程式和應用實例作了介紹。關(guān)鍵詞自由設(shè)站解算思路交會坐標電子全站儀是具有測角.測距、數(shù)據(jù)運舜和存儲功能于一體的測繪儀器

2、它的出現(xiàn)給傳統(tǒng)測劇模式帶來革命性地改進在節(jié)省人力、時間方而的效益非常顯著以前S個人兒天時間才完成的測雖工作到現(xiàn)在也許只船兩個人兒個小時就可完成?；谌緝x的極坐標測蚩放樣方法在現(xiàn)場需進行多次多個步驟的繁雜數(shù)據(jù)計算依靠人工是無法勝任的系列可編程計舜器可很好地解決上述問題它具有機身輕便小巧.功能強丿r價賂低廉的特點在工程運算方面得到廣泛應用它與全站儀配合便用可很好彌補全站儀在軟件方而的不足是當今的主流配置。好的儀器設(shè)條還需人的科學合理操作運用才可能發(fā)揮它內(nèi)在的報人功用從而減輕人類勞動強度和提離工作率。由于自身工作的需要筆者編寫有多個工作相關(guān)的測量程序其中的基于兩邊一角的自由設(shè)站法及其相應編程計算器

3、的交會坐標計算程式該方法通用性強、效率商程式簡潔、易于理解值得推廣應用。自由設(shè)站法訓根據(jù)測區(qū)的現(xiàn)場條件和測設(shè)任務利用全站儀測距、測角的功能選擇址有利于工作開展的地點架設(shè)儀器通過對有限已知點地觀測獲取必要的計算參數(shù)進而解總測站坐標達到“一站到位”的工作效果人人提離設(shè)站以導線邊為G二計算ZarX三計算邊在Za軸推算各導線邊的假定方位角即aap0坐標系中導線點坐標增竝和r坐標系中的方位角a式中V的靈活性和便捷性。依據(jù)已知的兩個控制點解舜一個中間加密點坐標是自由設(shè)站法址典型的解舜條件。一、自由設(shè)站法解算思路兩頭有已知點待求一個中間點其實是無連接角附合導線的特例無連四計舜導線邊在、點所在坐標系中的方位角

4、aaaafaaaf0式中a是邊所在坐標系中的方位角即五計舜點坐標預舜值從點起算XaXa從點起算XaXa六計算點位誤差理論上從、兩點起舜至中間點的坐標值應相等因測毘謀差的存在兩者并不相等坐標謀差值等于兩者之差兒何意義見圖接角附合導線的坐標計算思路完全適用于它只需測得兩條導線的邊長和它們之間的夾角就可算得測站坐標。如圖所示為已知控制點為為儀器架設(shè)點觀測得S導線邊長、及夾角P設(shè)導線從圖1坐標計算圖點出發(fā)經(jīng)點符合到點計舜過程如下。一計算各導線邊的假定方位角。總誤差V相對閉合差七計算點坐標值應符合相應測設(shè)等級櫛度的要求否則應査明超限的原因。W容時點坐標按簡易平差計算即取兩者的平均第期總第期1994-20

5、09ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved,值作為計算結(jié)果一XX八點位粘度分析根據(jù)兩邊一角后交點位中謀差公式推證點位粘度與測邊長短和交角人小有關(guān)交會角0在范F間內(nèi)其點位課差值變化不甚顯著以B接近。的點位粘度城佳。待定點的粘度對稱于已知邊的中垂線相對地說當交會角為定值時點位沿等角圓M移動偏離中垂線遠的點則其粘度要優(yōu)于中垂線上的點位于垂線上的點位誤差垠人。當兩測邊中有一邊短于已知邊且為定值時其點位帶度隨交會角度變小而降低反之則高。經(jīng)實踐證明只要導線櫛度符合使用要求中間加密點的誤差值也在容許范禺之內(nèi)按簡易平差計算

6、點坐標可達到一般測覽放樣要求的粘度。二、測站坐標計算程式為便于現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)的快速處理把上述計算過程編寫成卡西歐計舜器程式因計舜器變蟄地限制在程式里所采用的變雖符號與上述推導公式略有不同程式晴單如下文件名交會坐標程式運行步驟符號總義見圖按屏毎捉示依次輸入Sss的已知值和s.的觀測值顯示坐標閉合差厶顯示“M判斷語句如總閉合差在容許范由之內(nèi)輸入一個N的數(shù)據(jù)則計算出交會點坐標否則回到步驟顯示交會點坐標顯示站點到后視點的距離和方位角完成初始的定向工作。三、應用延伸與實例在某些工作場合因客觀原因不易得到場區(qū)控制網(wǎng)中的平而控制點或為了測址數(shù)據(jù)計算、采集的方便可直接以建筑物主軸線建立施工坐標系選取能辨識其施工

7、坐標的兩個特征點通過兩點交會法解算得測站坐標完成建站工作。廣西桂西某二級公路一挖方段邊坡商度在之間設(shè)計邊坡率在路基成型后受持續(xù)強降雨影響公路水毀嚴重該段邊坡出現(xiàn)人而積滑塌。施工單位立即組織人員和機械設(shè)備投入到塌方清理工作中因?qū)僮匀粸暮Φ牟薯懺斐深~外工作址地増加業(yè)主同盤對該部分工程覽進行計毘公路土石方數(shù)毘按平均斷而法計算。在晴理完畢后進行現(xiàn)場收方時基于兩點因素考世采用路線兩點交會建站坐標的方法原布設(shè)在該段公路附近的導線點已被損毀從其它點引測過來需較長時間路基已成型有可利用的標識點以此建立坐標系滿足橫斷而測毘的要求。具體做法是建立以路線樁號為值路線偏距為值左右的施工坐標系第一基點取有點位標識的中樁

8、坐標設(shè)為第二基點取左側(cè)邊溝邊緣點距中坐標設(shè)為交會結(jié)果顯示總閉合差此值相對來說比較人估計是因為第二點邊溝放迓有較人的隨總性產(chǎn)生的但此誤差值對橫斷面測竝來說是在容許的范用之內(nèi)可以使用測站坐標通過引測附近的離程點而得這樣就建立了測站坐標與施工坐標統(tǒng)一的對應關(guān)系測點的三維坐標對應于實際的樁號、偏距和商程這正是橫斷而測雖需要采集的數(shù)據(jù)不需要線常規(guī)方法經(jīng)過繁瑣的換算數(shù)據(jù)顯示直觀明了方便參與各方人員及時核對與記錄木方法和測覽數(shù)據(jù)得到監(jiān)理、業(yè)主的認可。四、結(jié)束語通過對兩已知點邊長和角度地觀測巧妙利用無連接角附合導線的計算思路采用簡易平差計算測站坐標為全站儀自由設(shè)站找到解決方案點位粘度可滿足一般匸程放樣的要求。自由設(shè)站法