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(shū)祥廣西壯族自治區(qū)航務(wù)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(diǎn)法具有更人的靈活性和便捷性文章就兩邊一角的交會(huì)點(diǎn)坐標(biāo)解算原理以及基于計(jì)算器的計(jì)算程式和應(yīng)用實(shí)例作了介紹。關(guān)鍵詞自由設(shè)站解算思路交會(huì)坐標(biāo)電子全站儀是具有測(cè)角.測(cè)距、數(shù)據(jù)運(yùn)舜和存儲(chǔ)功能于一體的測(cè)繪儀器

2、它的出現(xiàn)給傳統(tǒng)測(cè)劇模式帶來(lái)革命性地改進(jìn)在節(jié)省人力、時(shí)間方而的效益非常顯著以前S個(gè)人兒天時(shí)間才完成的測(cè)雖工作到現(xiàn)在也許只船兩個(gè)人兒個(gè)小時(shí)就可完成?；谌緝x的極坐標(biāo)測(cè)蚩放樣方法在現(xiàn)場(chǎng)需進(jìn)行多次多個(gè)步驟的繁雜數(shù)據(jù)計(jì)算依靠人工是無(wú)法勝任的系列可編程計(jì)舜器可很好地解決上述問(wèn)題它具有機(jī)身輕便小巧.功能強(qiáng)丿r價(jià)賂低廉的特點(diǎn)在工程運(yùn)算方面得到廣泛應(yīng)用它與全站儀配合便用可很好彌補(bǔ)全站儀在軟件方而的不足是當(dāng)今的主流配置。好的儀器設(shè)條還需人的科學(xué)合理操作運(yùn)用才可能發(fā)揮它內(nèi)在的報(bào)人功用從而減輕人類勞動(dòng)強(qiáng)度和提離工作率。由于自身工作的需要筆者編寫有多個(gè)工作相關(guān)的測(cè)量程序其中的基于兩邊一角的自由設(shè)站法及其相應(yīng)編程計(jì)算器

3、的交會(huì)坐標(biāo)計(jì)算程式該方法通用性強(qiáng)、效率商程式簡(jiǎn)潔、易于理解值得推廣應(yīng)用。自由設(shè)站法訓(xùn)根據(jù)測(cè)區(qū)的現(xiàn)場(chǎng)條件和測(cè)設(shè)任務(wù)利用全站儀測(cè)距、測(cè)角的功能選擇址有利于工作開(kāi)展的地點(diǎn)架設(shè)儀器通過(guò)對(duì)有限已知點(diǎn)地觀測(cè)獲取必要的計(jì)算參數(shù)進(jìn)而解總測(cè)站坐標(biāo)達(dá)到“一站到位”的工作效果人人提離設(shè)站以導(dǎo)線邊為G二計(jì)算ZarX三計(jì)算邊在Za軸推算各導(dǎo)線邊的假定方位角即aap0坐標(biāo)系中導(dǎo)線點(diǎn)坐標(biāo)增竝和r坐標(biāo)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(gè)控制點(diǎn)解舜一個(gè)中間加密點(diǎn)坐標(biāo)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(diǎn)待求一個(gè)中間點(diǎn)其實(shí)是無(wú)連接角附合導(dǎo)線的特例無(wú)連四計(jì)舜導(dǎo)線邊在、點(diǎn)所在坐標(biāo)系中的方位角

4、aaaafaaaf0式中a是邊所在坐標(biāo)系中的方位角即五計(jì)舜點(diǎn)坐標(biāo)預(yù)舜值從點(diǎn)起算XaXa從點(diǎn)起算XaXa六計(jì)算點(diǎn)位誤差理論上從、兩點(diǎn)起舜至中間點(diǎn)的坐標(biāo)值應(yīng)相等因測(cè)毘謀差的存在兩者并不相等坐標(biāo)謀差值等于兩者之差兒何意義見(jiàn)圖接角附合導(dǎo)線的坐標(biāo)計(jì)算思路完全適用于它只需測(cè)得兩條導(dǎo)線的邊長(zhǎng)和它們之間的夾角就可算得測(cè)站坐標(biāo)。如圖所示為已知控制點(diǎn)為為儀器架設(shè)點(diǎn)觀測(cè)得S導(dǎo)線邊長(zhǎng)、及夾角P設(shè)導(dǎo)線從圖1坐標(biāo)計(jì)算圖點(diǎn)出發(fā)經(jīng)點(diǎn)符合到點(diǎn)計(jì)舜過(guò)程如下。一計(jì)算各導(dǎo)線邊的假定方位角?？傉`差V相對(duì)閉合差七計(jì)算點(diǎn)坐標(biāo)值應(yīng)符合相應(yīng)測(cè)設(shè)等級(jí)櫛度的要求否則應(yīng)査明超限的原因。W容時(shí)點(diǎn)坐標(biāo)按簡(jiǎn)易平差計(jì)算即取兩者的平均第期總第期1994-20

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

6、點(diǎn)坐標(biāo)可達(dá)到一般測(cè)覽放樣要求的粘度。二、測(cè)站坐標(biāo)計(jì)算程式為便于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)的快速處理把上述計(jì)算過(guò)程編寫成卡西歐計(jì)舜器程式因計(jì)舜器變蟄地限制在程式里所采用的變雖符號(hào)與上述推導(dǎo)公式略有不同程式晴單如下文件名交會(huì)坐標(biāo)程式運(yùn)行步驟符號(hào)總義見(jiàn)圖按屏毎捉示依次輸入Sss的已知值和s.的觀測(cè)值顯示坐標(biāo)閉合差厶顯示“M判斷語(yǔ)句如總閉合差在容許范由之內(nèi)輸入一個(gè)N的數(shù)據(jù)則計(jì)算出交會(huì)點(diǎn)坐標(biāo)否則回到步驟顯示交會(huì)點(diǎn)坐標(biāo)顯示站點(diǎn)到后視點(diǎn)的距離和方位角完成初始的定向工作。三、應(yīng)用延伸與實(shí)例在某些工作場(chǎng)合因客觀原因不易得到場(chǎng)區(qū)控制網(wǎng)中的平而控制點(diǎn)或?yàn)榱藴y(cè)址數(shù)據(jù)計(jì)算、采集的方便可直接以建筑物主軸線建立施工坐標(biāo)系選取能辨識(shí)其施工

7、坐標(biāo)的兩個(gè)特征點(diǎn)通過(guò)兩點(diǎn)交會(huì)法解算得測(cè)站坐標(biāo)完成建站工作。廣西桂西某二級(jí)公路一挖方段邊坡商度在之間設(shè)計(jì)邊坡率在路基成型后受持續(xù)強(qiáng)降雨影響公路水毀嚴(yán)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(jī)械設(shè)備投入到塌方清理工作中因?qū)僮匀粸?zāi)害的彩響造成額外工作址地増加業(yè)主同盤對(duì)該部分工程覽進(jìn)行計(jì)毘公路土石方數(shù)毘按平均斷而法計(jì)算。在晴理完畢后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)收方時(shí)基于兩點(diǎn)因素考世采用路線兩點(diǎn)交會(huì)建站坐標(biāo)的方法原布設(shè)在該段公路附近的導(dǎo)線點(diǎn)已被損毀從其它點(diǎn)引測(cè)過(guò)來(lái)需較長(zhǎng)時(shí)間路基已成型有可利用的標(biāo)識(shí)點(diǎn)以此建立坐標(biāo)系滿足橫斷而測(cè)毘的要求。具體做法是建立以路線樁號(hào)為值路線偏距為值左右的施工坐標(biāo)系第一基點(diǎn)取有點(diǎn)位標(biāo)識(shí)的中樁

8、坐標(biāo)設(shè)為第二基點(diǎn)取左側(cè)邊溝邊緣點(diǎn)距中坐標(biāo)設(shè)為交會(huì)結(jié)果顯示總閉合差此值相對(duì)來(lái)說(shuō)比較人估計(jì)是因?yàn)榈诙c(diǎn)邊溝放迓有較人的隨總性產(chǎn)生的但此誤差值對(duì)橫斷面測(cè)竝來(lái)說(shuō)是在容許的范用之內(nèi)可以使用測(cè)站坐標(biāo)通過(guò)引測(cè)附近的離程點(diǎn)而得這樣就建立了測(cè)站坐標(biāo)與施工坐標(biāo)統(tǒng)一的對(duì)應(yīng)關(guān)系測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)對(duì)應(yīng)于實(shí)際的樁號(hào)、偏距和商程這正是橫斷而測(cè)雖需要采集的數(shù)據(jù)不需要線常規(guī)方法經(jīng)過(guò)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(shí)核對(duì)與記錄木方法和測(cè)覽數(shù)據(jù)得到監(jiān)理、業(yè)主的認(rèn)可。四、結(jié)束語(yǔ)通過(guò)對(duì)兩已知點(diǎn)邊長(zhǎng)和角度地觀測(cè)巧妙利用無(wú)連接角附合導(dǎo)線的計(jì)算思路采用簡(jiǎn)易平差計(jì)算測(cè)站坐標(biāo)為全站儀自由設(shè)站找到解決方案點(diǎn)位粘度可滿足一般匸程放樣的要求。自由設(shè)站法