全站儀野外數(shù)據(jù)采集課件

1、全站儀野外數(shù)據(jù)采集提 綱一、圖根控制測量1、平面控制測量概述2、導(dǎo)線測量的外業(yè)工作3、閉合導(dǎo)線內(nèi)業(yè)計算4、高程控制測量二、碎部測量三、全站儀與南方CASS數(shù)據(jù)傳輸全站儀野外數(shù)據(jù)采集一、控制測量 為防止誤差的積累，提高測量精度，在實際測量中必須遵循“從整體到局部，先控制后碎步”的測量實施原則。即現(xiàn)在測區(qū)內(nèi)建立控制網(wǎng)，以控制網(wǎng)為基礎(chǔ)，分別從各個控制點開始施測控制點附近的碎部點。全站儀野外數(shù)據(jù)采集一、控制測量1、平面控制測量概述 1）、國家平面控制網(wǎng)的建立 建立平面控制網(wǎng)的常用方法有三角測量和導(dǎo)線測量，如下圖所示：全站儀野外數(shù)據(jù)采集1、平面控制測量概述 2）、國家平面控制網(wǎng)的等級 國家平面控制網(wǎng)分為

2、一、二、三、四等四個等級，一等精度最高，低一級控制網(wǎng)是在高一級控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上建立的。如下圖所示：全站儀野外數(shù)據(jù)采集1、平面控制測量概述 3）、圖根控制網(wǎng)的建立 為適應(yīng)地形測圖的需要，還必須在國家控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上，進一步加密控制點，直接供地形測圖使用的控制點組合而成的控制網(wǎng)為圖根控制網(wǎng)。其建立方法可采用導(dǎo)線測量、小三角測量和交會定點等方法來建立，建立圖根控制時，如果測區(qū)內(nèi)有國家控制點，應(yīng)與國家控制點連接起來，如果測區(qū)內(nèi)沒有國家控制點時，可建立獨立的圖根控制網(wǎng)。全站儀野外數(shù)據(jù)采集1、平面控制測量概述三個基本觀測量角度距離高差 在整個測量過程中，其實質(zhì)就是通過相應(yīng)的各種儀器獲得三個基本觀測量的過程。全

3、站儀野外數(shù)據(jù)采集1、平面控制測量概述 在傳統(tǒng)測量工作中，平面控制通常采用三角網(wǎng)測量、導(dǎo)線測量和交會測量等常規(guī)方法建立，目前，全球定位系統(tǒng)GPS已經(jīng)成為建立平面控制網(wǎng)的主要方法。 三角網(wǎng)測量 三角網(wǎng)測量是在地面上選定一系列的控制點，構(gòu)成相互連接的若干個三角形，組成各種網(wǎng)（鎖）狀圖形。通過觀測三角形的內(nèi)角、邊長，再根據(jù)已知控制點的坐標(biāo)、起始的邊長和坐標(biāo)方位角，經(jīng)解算三角形和坐標(biāo)方位角推算可得到三角形各邊的邊長和坐標(biāo)方位角，進而由直角坐標(biāo)正算公式計算待定點的平面坐標(biāo)全站儀野外數(shù)據(jù)采集2、導(dǎo)線測量的外業(yè)工作 1）、導(dǎo)線的布設(shè)形式 導(dǎo)線可被布設(shè)成單一導(dǎo)線和導(dǎo)線網(wǎng)；結(jié)點是區(qū)別導(dǎo)線網(wǎng)和單一導(dǎo)線的標(biāo)志。（兩條

4、以上導(dǎo)線的匯聚點，稱為導(dǎo)線的結(jié)點） 按照不同的情況和要求，單一導(dǎo)線可被布設(shè)為閉合導(dǎo)線、附合導(dǎo)線和支導(dǎo)線。導(dǎo)線網(wǎng)可被布設(shè)為自由導(dǎo)線網(wǎng)和附合導(dǎo)線網(wǎng)。 閉合導(dǎo)線：自某一已知點出發(fā)經(jīng)過若干點的連續(xù)折線仍回至原來一點，形成一個閉合多邊形。全站儀野外數(shù)據(jù)采集1）、導(dǎo)線的布設(shè)形式 附合導(dǎo)線： 導(dǎo)線起始于一個已知控制點而終止于另一個已知控制點。已知控制點上可以有一條或幾條定向邊與之相連接，也可以沒有定向邊與之連接。附合導(dǎo)線 全站儀野外數(shù)據(jù)采集1）、導(dǎo)線的布設(shè)形式 支導(dǎo)線： 從一個已知控制點出發(fā)，經(jīng)過若干點，既不附合到另一個已知控制點，也不閉合于原來控制點。由于缺乏檢核條件，支導(dǎo)線支出點的個數(shù)不能超過2個。支導(dǎo)

5、線 全站儀野外數(shù)據(jù)采集2、導(dǎo)線測量的外業(yè)工作 導(dǎo)線測量的外業(yè)工作：包括前期準(zhǔn)備、現(xiàn)場踏勘、實地選點、埋設(shè)標(biāo)志、測角、測邊、測定方向、數(shù)據(jù)處理等。 前期準(zhǔn)備：資料收集、精度指標(biāo)的確定、控制網(wǎng)網(wǎng)形的布設(shè)。 現(xiàn)場踏勘 ：了解測區(qū)范圍,地形及控制點情況,以便確定導(dǎo)線的形式和布置方案 實地選點：（1）導(dǎo)線點應(yīng)均勻分布在測區(qū)內(nèi)，邊長視測圖比例尺而定，（可參考下表而定），相鄰邊的長度不宜相差過大，以免測角時帶來較大的誤差。全站儀野外數(shù)據(jù)采集2、導(dǎo)線測量的外業(yè)工作（2）為便于測角、相鄰導(dǎo)線點間必須通視良好。（3）為便于測地形，導(dǎo)線點應(yīng)選在地勢高、視野開闊的地方；（4）導(dǎo)線點不易被破壞，土質(zhì)堅實，便于安置儀器的

6、地方。 埋設(shè)標(biāo)志： 標(biāo)石類型很多，按控制網(wǎng)種類、等級和埋設(shè)地區(qū)地表條件的不同而有所差別。為了便于尋找，應(yīng)量出導(dǎo)線點與附近明顯地物的距離，繪出草圖，注明尺寸，該圖稱為“點之記”。如下圖所示：全站儀野外數(shù)據(jù)采集2、導(dǎo)線測量的外業(yè)工作 角度觀測(測回法、方向觀測法) 可測左角，也可測右角，一般規(guī)定觀測左角，閉合導(dǎo)線測內(nèi)角。導(dǎo)線的等級不同，使用儀器類型不同，那么，測回數(shù)也不同。DJ2（一測回水平方向中誤差為2）精度要求見下表：全站儀野外數(shù)據(jù)采集2、導(dǎo)線測量的外業(yè)工作 角度觀測 A B 全站儀野外數(shù)據(jù)采集2、導(dǎo)線測量的外業(yè)工作 邊長觀測 導(dǎo)線邊長可采用電磁波測距儀測量，也可采用全站儀在測取導(dǎo)線角的同時測

7、取導(dǎo)線邊的邊長。導(dǎo)線邊長應(yīng)對向觀測，以增加檢核條件。電磁波測距儀測量的通常是斜距，還需要觀測豎直角，用以將傾斜距離改化成水平距離，必要時還應(yīng)該將其歸算到橢球面上和高斯平面上。全站儀野外數(shù)據(jù)采集三聯(lián)腳架法導(dǎo)線觀測 三聯(lián)腳架法通常使用三個既能安置全站儀又能安置帶有覘牌的基座和腳架，基座應(yīng)有通用的光學(xué)對中器。如圖所示，將全站儀安置在測站i的基座中，帶有覘牌的反射棱鏡安置在后視點i-1和前視點i+1的基座中，進行導(dǎo)線測量。遷站時，導(dǎo)線點i和i+1的腳架和基座不動，只取下全站儀和帶有覘牌的反射棱鏡，在導(dǎo)線點i+1上安置全站儀，在導(dǎo)線點i的基座上安置帶有覘牌的反射棱鏡，并將導(dǎo)線點i-1上的腳架遷至導(dǎo)線點i

8、+2處并予以安置，這樣直到測完整條導(dǎo)線為止。 在觀測者精心安置儀器的情況下，三聯(lián)腳架法可以減弱儀器和目標(biāo)對中誤差對測角和測距的影響，從而提高導(dǎo)線的觀測精度，減少了坐標(biāo)傳遞誤差。全站儀野外數(shù)據(jù)采集三聯(lián)腳架法導(dǎo)線觀測 i-1 i i+1 i+2 在城市或工業(yè)區(qū)進行導(dǎo)線測量時，可在夜間進行作業(yè)，以避免白天作業(yè)時行人、車輛的干擾，夜間作業(yè)，空氣穩(wěn)定、儀器振動小，并可避免太陽暴曬，從而可提高觀測成果的精度。 全站儀野外數(shù)據(jù)采集3、閉合導(dǎo)線的內(nèi)業(yè)計算 1)、測量坐標(biāo)正反算 坐標(biāo)正算 定義：設(shè)已知點A的坐標(biāo)為(xA、yA)，測得AB之間的距離D及方位角AB推求待定點B的坐標(biāo)(xB、yB)。公式：如圖所示 坐

9、標(biāo)增量：正算公式：cosDxsinDyABAABABAABDsin+y=y+y=yDcos+ x=x+x=x全站儀野外數(shù)據(jù)采集3、閉合導(dǎo)線的內(nèi)業(yè)計算 坐標(biāo)反算 定義：已知A、B兩點的坐標(biāo)（xA，yA），（xB，yB），計算兩點間的距離D及方位角。ABABABxyarctan22cossinABABABABABABAByxxysAx全站儀野外數(shù)據(jù)采集3、閉合導(dǎo)線的內(nèi)業(yè)計算 2）、導(dǎo)線邊方位角的計算 直線AB的坐標(biāo)方位角AB，B點處的轉(zhuǎn)折角為 ， 當(dāng)為左角時，則直線BC的方位角： 當(dāng)為右角時，則直線BC的方位角： 由此可推算坐標(biāo)方位角的一般公式為：前=后180 當(dāng)采用上式算得的值超過360時，應(yīng)減

10、去360。由最后一邊的方位角推算而得第一邊的方位角，其值應(yīng)等于它的起始值，如不等表明計算有錯誤。180-+=ABBC左180-=ABBC右全站儀野外數(shù)據(jù)采集3、閉合導(dǎo)線的內(nèi)業(yè)計算 3）角度閉合差的計算和調(diào)整 角度閉合差f的計算： 內(nèi)角和觀測值測與理論值理之差f稱為閉合導(dǎo)線角度閉合差； 公式f=測-理= 測 -（n-2)180 判斷精度：當(dāng)ff允時，滿足精度要求，超過重測。 計算角度改正數(shù) 閉合差按相反符號平均分配到各角上；當(dāng)f不能整除時，余數(shù)分在短邊上。 全站儀野外數(shù)據(jù)采集3、閉合導(dǎo)線的內(nèi)業(yè)計算 4）、坐標(biāo)增量計算及坐標(biāo)增量閉合差的調(diào)整 、坐標(biāo)增量的計算 按坐標(biāo)正算公式計算各邊的坐標(biāo)增量，其公

11、式如下：其中：(n=1、2、3.) 、坐標(biāo)增量閉合差的計算：fx=x測；fy=y測 式中，fx縱坐標(biāo)增量閉合差 fy橫坐標(biāo)增量閉合差 )1(cosiiiiDx)1(siniiiiDy測xfx全站儀野外數(shù)據(jù)采集3、閉合導(dǎo)線內(nèi)業(yè)計算 、導(dǎo)線全長閉合差的計算 、導(dǎo)線相對閉合差的計算 通常情況下，圖根導(dǎo)線的K值不應(yīng)超過1/2000,地形較復(fù)雜地區(qū)也不應(yīng)超過1/1000. 、計算坐標(biāo)增量改正值22yxsfffNfDDfKss1/1ixxDDfVijiyyDDfVij全站儀野外數(shù)據(jù)采集3、閉合導(dǎo)線內(nèi)業(yè)計算 5）、計算導(dǎo)線點的坐標(biāo) 根據(jù)起點的已知坐標(biāo)及調(diào)整之后的坐標(biāo)增量，逐一推求。算完最后一點，還要再推算起

12、點的坐標(biāo)，推算得出的坐標(biāo)應(yīng)等于已知點坐標(biāo)。 6）、閉合導(dǎo)線內(nèi)業(yè)計算算例 已知1點坐標(biāo)為（10.00,100.00），S12=50.340，S23=91.515，S34=36.863，S45=51.860，S51=41.999。12=00000。各觀測內(nèi)角分別為：1=895853，2=91926，3=891925，4=1053740，5=1635347。全站儀野外數(shù)據(jù)采集3、閉合導(dǎo)線內(nèi)業(yè)計算全站儀野外數(shù)據(jù)采集4、 高程控制測量 1）、國家高程控制網(wǎng)的建立方法 國家水準(zhǔn)網(wǎng)分為一、二、三、四，四個等級。低一級的控制網(wǎng)在高一級控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上建立。 一、二等水準(zhǔn)網(wǎng)的建立 一、二等水準(zhǔn)網(wǎng)是國家高程控制的基

13、礎(chǔ)，一般沿鐵路、公路或河流布設(shè)成閉合或附合的形式，用精密水準(zhǔn)測量的方法測定其高程。 三、四等水準(zhǔn)網(wǎng)的建立 三、四等水準(zhǔn)路線加密于一、二等水準(zhǔn)網(wǎng)內(nèi)，作為地形測量和工程測量的高程控制，可布設(shè)成閉合或附合的形式。全站儀野外數(shù)據(jù)采集4、 高程控制測量 2）、水準(zhǔn)點的埋設(shè) 埋設(shè)的水準(zhǔn)點應(yīng)根據(jù)水準(zhǔn)測量的等級、保存時間的長短和地區(qū)的自然條件，采用不同的形式與埋設(shè)深度。根據(jù)保存時間的長短，水準(zhǔn)點分為永久性和臨時性兩種。 永久性水準(zhǔn)點：一般采用石樁或水泥樁 臨時性水準(zhǔn)點：可在固定建筑物或暴露的巖石上鑿一記號作為標(biāo)志，也可釘一大木樁，樁頂釘一半圓頭釘作為標(biāo)志。 全站儀野外數(shù)據(jù)采集4、 高程控制測量 3）、三 四等

14、水準(zhǔn)測量的技術(shù)要求： 4）、三、四等水準(zhǔn)測量觀測方法 三、四等水準(zhǔn)測量主要采用雙面水準(zhǔn)尺觀測法，除各種限差有所區(qū)別外，觀測方法大同小異。現(xiàn)以三等水準(zhǔn)測量的觀測方法為例加以說明。全站儀野外數(shù)據(jù)采集4、 高程控制測量 每一測站上，首先安置儀器，調(diào)整圓水準(zhǔn)器使氣泡居中，分別瞄準(zhǔn)后、前視尺、估讀視距，使前后視距離差不超過2m。如超限，則需移動前視尺或水準(zhǔn)儀，以滿足要求。然后按下列順序進行觀測，并記于手簿中，見下表： 讀取后視尺黑面讀數(shù)：下絲（1），上絲（2），中絲（3） 讀取前視尺黑面讀數(shù)：下絲（4），上絲（5），中絲（6） 讀取前視尺紅面讀數(shù)：中絲（7） 讀取后視尺紅面讀數(shù)：中絲（8） （后前前后-

15、黑黑紅紅） （后后前前-黑紅黑紅）全站儀野外數(shù)據(jù)采集4、 高程控制測量 5）、計算與檢核、視距部分 后距 （9）=（1）-（2）100 前距 （10）=（4）-（5）100 后、前視距離差（11）=（9）-（10）,絕對值不超過2m。 后、前視距離累積差（12）=本站的（11）+前站的（12），絕對值不應(yīng)超過5m。全站儀野外數(shù)據(jù)采集4、 高程控制測量、高差部分后視尺黑、紅面讀數(shù)差(13)=K1+（3）-（8）,絕對值不應(yīng)超2mm。前視尺黑、紅面讀數(shù)差14）=K2+（6）-（7）, 絕對值不應(yīng)超2mm。兩式中的K1、K2分別為兩水準(zhǔn)尺的黑、紅面的起點差，又稱尺常數(shù)黑面高差（16）=(3)-(6)

16、；紅面高差（17）=(8)-(7)。黑紅面高差之差（15）=（16）-(（17）0.100)=(13) -（14）,絕對值不應(yīng)超過3mm高差中數(shù)（18）=1/2（16）+（17）0.100作為該兩點測得的高差。全站儀野外數(shù)據(jù)采集4、 高程控制測量 當(dāng)整個水準(zhǔn)路線測量完畢，應(yīng)逐頁校核計算有無錯誤，校核方法是： 先計算（3）、（6）、（7）、（8）、（9）、（10）、（16）、（17）、（18），而后用下式校核（9）-（10）=（12）末站1/2（16）+（17）0.100=（18）-當(dāng)測站總數(shù)為奇數(shù)時。1/2（16）+（17）=（18）-當(dāng)測站總數(shù)為偶數(shù)時最后算出水準(zhǔn)路線總長度L=（9）+（10

17、）全站儀野外數(shù)據(jù)采集4、高程控制測量 三角高程測量 在地面高低起伏較大或不便于水準(zhǔn)測量的地區(qū)，采用三角高程的測量方法傳遞高程。全站儀野外數(shù)據(jù)采集4、高程控制測量viDhABtan 三角高程測量 如圖所示：在地面上A、B兩點間測定高差hAB，A點設(shè)置儀器，B點豎立標(biāo)尺。量取儀器高、目標(biāo)高。測出傾斜視線和水平視線間所夾豎角，若A、B間距離D已知，則兩點間高差為： 若A點高程已知為HA，則B點高程為： i為儀器高；V為目標(biāo)高；D為兩點間距離；為豎直角。viDHhHHAABABtan全站儀野外數(shù)據(jù)采集二、碎部測量 碎部測量是以測圖控制點（圖根點）為測站，用測量儀器，依據(jù)某種測量方法，測定碎部點（地物、

18、地貌特征點）平面位置和高程，并按規(guī)定的比例尺展繪到圖紙上，加注地物、地貌符號，最后經(jīng)過整飾使之成為地形圖。 碎部點的測量方法有極坐標(biāo)法、方向交會法、距離交會法等。全站儀野外數(shù)據(jù)采集 一、極坐標(biāo)法 極坐標(biāo)法是根據(jù)測站點上的一個已知方向，測定已知方向與所求點方向的角度和量測測站點至所求點的距離，以確定所求點位置的一種方法。碎部測量 全站儀野外數(shù)據(jù)采集碎部測量 全站儀測圖一個測站工作要點全站儀測圖一個測站工作要點 1 1、安置儀器、安置儀器（對中、整平、量取儀器高等）（對中、整平、量取儀器高等） 2 2、定向、定向（后視控制點（后視控制點B,B,置水平度盤讀數(shù)為置水平度盤讀數(shù)為0 000000000） 3 3、立棱鏡、立棱鏡（跑尺員依次將棱鏡立在地物、地貌特征點上。立鏡（跑尺員依次將棱鏡立在地物、地貌特征點上。立鏡前應(yīng)弄清實測范圍和實地情況，選定碎部點，并與觀測員、繪前應(yīng)弄清實測范圍和實地情況，選定碎部點，并與觀測員、繪圖員共同商定跑棱鏡路線）圖員共同商定跑棱鏡路線） 4 4、觀測、觀測（轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部，瞄準(zhǔn)棱鏡，點擊（轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部，瞄準(zhǔn)棱鏡，點擊測量