CN102022999A - 一种提高经纬仪视距测量范围和测量精度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及输电线路测量技术领域，公开一种提高经纬仪视距测量范围和测量精度的方法。包括：1)经纬仪的测量：当看不到全丝采用半丝读数；当斜视距测量角度小于10°，采用半丝测量；当倾斜角大于10°，采取加高塔尺进行全丝读数的方法；估读用经纬仪对准测量目标上测点、下测点分别测两个垂直角α、β估读；2)测量数据的计算，采用程序计算器进行计算减少了工作程序和计算步骤，降低了计算差错率，一次编程重复使用。本发明能够有效提高经纬仪视距法的测量精度和测量范围，根据半丝视距计算公式能够准确的检验出测量存在的偏差，为找出施工存在问题的原因和杆塔补桩提供了精确的依据，避免了质量事故的发生。
Description
【技术领域】
本发明涉及输电线路测量技术领域，尤其是涉及一种提高经纬仪视距测量范围和测量精度的方法。
【背景技术】
目前，送电线路视距、高差测量检查是送电线路测量检查的必备项目，依据规范规定，用视距法同向两测回或往返各一测回测定、其视距长度不宜大于400m。当受地形限制时，可适当放长；测量的相对误差，同向不应大于1/200，对向不应大于1/150；在长期用经纬仪视距法测量时发现这种方法在测量过程存在着一些难题。
所述经纬仪视距法测量是利用望远镜内的视距丝与视距尺配合，间接的同时测出地面上两点间的距离和高差。视距法测量有水平视距测量和斜视距测量，是线路测量的基本方法之一
1、水平视距测量
光学经纬仪都是采用内对光望远镜，其视距公式为 D=Kl
式中 D——观测点到水平点的距离
l——视距丝在视距尺上的截尺间隔，cm
K——视距常数，K=100
在平坦地区测量两点间的水平距离，是使望远镜的视线水平而进行测量的。如图1所示，将经纬仪安置在观测点A上，瞄准B点上竖立的视距尺G,将望远镜视线调直水平，则视线OE垂直于视距尺，读取上，下视距丝在视距尺上的截尺间隔l,按如上公式进行计算出两点间的水平距离D,设截尺间隔l=50格，（每格长1cm）,则水平距离D=100×0.5=50(m).
在测水平距离的同时，还可以测出两点间的的地形高差。如图1所示，首先用2m钢卷尺量出A点地面至横轴中心的垂直高度（检查仪高）i值。在读取十字丝横丝在视距尺上的切尺数S值，则B点对A点的高差为：h=I-S
若已知A点地面的高程为HA，则B点高程为：HB=HA+i-S 。
2、斜视距的测量
在地面起伏地区，就不能用望远镜水平视线来测距了，只有将视线调到相应的倾斜位置才能看到视距尺。将经纬仪安在A点，量出仪高I,盘左位置使望远镜瞄准B点上竖立的视距尺，尽可能使十字丝的横丝切尺数S=i，先后读取上、下丝读数N、M值，视距间隔i=N-M；调节竖盘水准管微调螺丝使气泡居中，然后在读数显微镜中，读取竖直角的值，并计算竖直角值，以l、α、S及i值为依据，计算D值及h值。
D= KlCOS2α
h′=D′sinα=Klcosα sin = 
Klsin2α
h= h′+i-S=
Klsin2α+i-S
在实际测量中，为了简化计算工作量，往往有意使S=I
则上式即可简化为 h=
Klsin2α。
3、影响视距和高差测量精度和测量范围的分析
1）.根据水平视距计算公式可得，塔尺全丝的长度是实际测量距离的100倍，按水平视距的测量方法，在地形平坦没有树木和农作物遮挡的情况下，除去通常仪器高度1.5米左右，5米塔尺的测量极限不超过350米，但这种在实际测量遇到的可能性很小，一般地形受高差和农作物的影响，有效测量距离在200米左右，斜视距测量测量范围更小。
2）.在起伏较大、通视条件差的山区地形往往测量距离不大于200米。好多山区地形在200米的范围内只能看到半丝，即如图二所示的二分之一。
3）.经纬仪读数是计算视距和高差的重要依据，在视距尺上读取数值误差为1时在视距计算结果产生的误差就是读数误差的100倍，视距读数的误差随距离增加成正比，在超过120M左右因看不清视距尺上的精确刻度而需要估读，读数的精确度和经验成正比，视距在120M—200M左右读数误差还可以保证在较小的范围内，视距超过300米估读数据误差大，每一次估读数据都不一样，往往（上丝+下丝）/2≠中丝，盘左和盘右计算结果误差更大，因不知道估读数据那一次误差小，而重复进行测量，读数速度慢，估读误差大，工作效率低。
4）.因外界环境因素的影响读数误差大，受阴天、雾天等外界环境的影响，不仅工作效率和测量精确度低，有时受环境因素影响而无法进行。
所述传统的查视距表和计算器计算的方法存在的缺点：
1）传统查视距表需要从视距表查出h′和α值，然后通过多步计算才能求出求A、B 两点的水平距离D和高差h。
2）利用计算器传统计算方法，需要先将α值的分秒数除以60化为不足度数的小数，取小数点后面的三位数有效值带入函数中，随后将利用计算器中的正、余弦及平方按键计算函数值时，取小数点后面4位有效值进行多步计算。③以上两种方法都存在工作程序多，计算步骤多而出现工作效率低和容易出现计算差错。
【发明内容】
鉴于上述影响经纬仪视距精度的主要原因是外界环境因素和读数误差，为保证测距质量，减少读数误差、提高测量范围，本发明的目的是提供一种提高经纬仪视距测量范围和测量精度的方法，能准确判断测量结果是否正确，减少重复测量，提高估读水平，达到提高测量精确度和工作效率的目的。
为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种提高经纬仪视距测量范围和测量精度的方法，包括：
1、经纬仪的测量，步骤如下：
（1）.在受环境影响不能看到全丝，采用半丝读数剩以2在乘以视距常数，根据塔尺上的读数是实际测量距离的100倍即K=100，设半丝读数在塔尺上的距离为l1半丝视距常数为K′，即半丝视距常数K′=200，则半丝视距计算公式为D=K′l1，斜视距的视距计算公式为= K′l1COS2α；
（2）. 据半丝计算公式，全丝是半丝的2倍；当斜视距测量角度小于10°，距离不大于350米范围，半丝测量精度和全丝的测距基本相同；当倾斜角大于10°，测量距离大或受塔尺不正因素影响，半丝测量误差稍大于全丝测量误差，受地形要求需要高精度测量，有些地形档距相差1米即可影响线路塔位的摆放，则应采取加高塔尺进行全丝读数的方法；
（3）.估读采用在塔尺接口处，即塔尺接口处的明显标记，用经纬仪对准测量目标上测点、下测点分别测两个垂直角α、β，α为上测点、β为下测点，上下测点之间的距离为E,经纬仪实测距离为L，用公式E=L(TANα—TANβ)进行检验，如计算结果和E值基本相等则证明误差不大；如不相等，则证明估读数或计算结果出现错误；如估读数出现错误，或因环境应素造成读数困难和读数误差大，则应塔尺正面用经纬仪结合对讲机指挥塔尺扶正，侧面用协助人员指挥扶正，读数时用对讲机指挥协助人员用华杆指出上、下丝在塔尺上的切点并报出读数，然后进行计算；
2、测量数据的计算，采用程序计算器进行计算：程序计算器只用按上视距和高差公式进行简单编程，再进行检验；在进行视距和高差计算时，只用输入α值和l值，然后按一下结果键，即可同时求A、B 两点的水平距离D和高差h；减少了工作程序和计算步骤，降低了计算差错率，一次编程重复使用；
一种提高经纬仪视距测量范围和测量精度的方法，采用半丝视距与加高塔尺的方法，提高了经纬仪视距测量的测量范围，能准确判断测量结果是否正确，减少重复测量，提高估读水平；通过经纬仪切点，测量协助人员报出上丝、下丝测点读数；降低了读数误差，提高经纬仪测量距离和测量精确度；通过经纬仪指挥正面，测量协助人员指挥视距尺侧面，减少了因塔尺不正而产生的误差。
由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有优越性：
一种提高经纬仪视距测量范围和测量精度的方法，能够有效提高经纬仪视距法的测量精度和测量范围，而且根据推导出的计算公式能够准确的检验出测量存在的偏差，为找出施工存在问题的原因和杆塔补桩提供了精确的依据，避免了质量事故的发生。
【附图说明】
图1为经纬仪观测水平距离原理图；
图2为经纬仪观测斜视距原理图；
【具体实施方式】
如图1、2所示，一种提高经纬仪视距测量范围和测量精度的方法，包括：
1、经纬仪的测量：
1）.在受环境影响不能看到全丝，可采用半丝读数剩以2在乘以视距常数，根据塔尺上的读数是实际测量距离的100倍即K=100，设半丝读数在塔尺上的距离为l1半丝视距常数为K′，即半丝视距常数K′=200，则半丝视距计算公式为D=K′l1，斜视距的视距计算公式为= K′l1COS2α
2）.虽然在理论上看全丝是半丝的2倍，以上半丝计算公式可以满足施工要求，但在实践中利用半丝测距和全丝测距进行比较，在斜视距测量角度不大于10°，距离不大于350米左右半丝测量精度和全丝基本相同，在倾斜角大，测量距离大或受塔尺不正等因素影响，半丝测量误差稍大于全丝测量误差，受地形要求需要高精度测量（有些地形档距相差1米即可影响线路塔位的摆放），则应采取加高塔尺进行全丝读数的方法;
3）.因受估读影响,读数误差的大小无法判断,采用在塔尺接口处，即塔尺接口处标记明显)用经纬仪对准测量目标上测点、下测点分别测两个垂直角α、β，α为上测点、β为下测点，上下测点之间的距离为E,经纬仪实测距离为L，用公式E=L(TANα—TANβ)进行检验，如计算结果和E值基本相等则证明误差不大，如不相等，则证明读数或计算出现错误。
4）如读数出现错误，或因环境应素造成读数困难和读数误差大，则应塔尺正面用经纬仪结合对讲机指挥塔尺扶正，侧面用协助人员指挥扶正，读数时用对讲机指挥协助人员用华杆指出上、下丝在塔尺上的切点并报出读数，然后进行计算。
2、测量数据的计算，采用程序计算器进行计算：程序计算器只用按如上视距和高差公式进行简单编程，在进行检验，在进行视距和高差计算时，只用输入α值和l值，然后按一下结果键，即可同时求A、B 两点的水平距离D和高差h。减少了工作程序和计算步骤，降低了计算差错率，一次编程重复使用，因不用将度数减少到小数点后3位，余弦及平方按键计算函数值时，也不用只保留小数点后面4位有效值计算，计算精确度也比传统的两种计算方法高。
通过改进利用半丝视距和加高塔尺的办法提高了经纬仪视距测量的测量范围，创新检验方法能准确判断测量结果是否正确减少重复测量，提高估读水平，通过经纬仪切点，测量协助人员报出上、下丝测点读数降低了读数误差，提高经纬仪测量距离和测量精确度，通过经纬仪指挥正面、测量协助人员指挥视距尺侧面扶正减少了因塔尺不正而产生的误差；通过计算方法的改进达到减少计算工作量和提高计算精确度的目的，通过以上5个方面的改进达到提高测量精确度和工作效率的目的。
实施例
在送电线路质量巡检过程中发现，32#分坑工作已经完成，位于通讯下面，如果位于通讯线下面虽然基础施工能正常进行，但势必影响以后的杆塔组立而造成通讯线改线，根据设计经济合理的原则，杆塔设计到通讯线下的可能性很小， 32#基础分坑完毕，机械开挖正准备进行，随即通知停止开挖，让该施工队技术人员带经纬仪到现场汇报复测情况和重新按照图纸复测档距，经了解复测是该队聘请专业测量人员复测，当时没见到32#桩位是按照交桩的档距用测距仪补的桩，现场地形判断在原桩位的大号侧因顺线路长距离顺线路跨越生产路无塔位摆放位置，如果中心桩向小号侧移3米可避开通讯线因地形限制基础A、D两腿须降基面，如再向小号侧移动也因顺线路方向顺线路跨越生产路和地形限制目测在40米左右范围内无塔位摆放位置，根据验收规范规定用经纬仪视距法复测时，顺线路方向相邻杆塔位中心桩间的距离与设计值的偏差不大于设计档距的1﹪；32#桩位相邻两档距总和在1千多米，假设原32#桩位在通讯线外小号侧4米，在大号侧方向有0.4﹪的误差就会使32#桩定在通讯线下，如果偏差向小号有0.8﹪的误差则导致塔位无法摆放，必须要求测量精确度高于规范规定才能找出32#桩位存在问题的原因以便和设计单位沟通解决，因当天的天气是阴天，视线不清晰，读数误差大，经过多次读数计算，用公式E=L(TANα—TANβ)进行检验，但检验结果都证明测量和读数误差大，随后在扶塔尺处增派协助指挥人员，塔尺位置正面用经纬仪结合对讲机指挥塔尺扶正，侧面用协助人员指挥扶正，读数时用对讲机指挥协助人员用华杆指出上、下丝在塔尺上的切点并报出读数，然后进行计算。因在塔尺位置增派协助指挥人员可以减少塔尺扶正误差，读数时用对讲机指挥协助人员用华杆指出上、下丝在塔尺上的切点并报出读数，可以减少观测人员因环境因素的影响所产生的读数误差，随后用如上公式检验符合要求，经测量档距和图纸相符合，在档距测量精度能保证的情况下，将现场的情况和测量数据和设计单位沟通，设计单位经查明原因，设计变更32#位置后因设计疏忽新交桩表距离没有变更，需要在现桩位的基础上向小号侧移动50米，按上述方法进行测距和检验虽然没发现桩位，但发现桩位丢失留下的桩洞刚好在现桩位小号侧50米处，并根据地形判断此处就是该档放置塔位的最佳位置。通过在经纬仪视距法的基础上进行渐进性的改进，在提高测量精确度的同时并能检验出测量存在的偏差，为找出施工存在问题的原因和杆塔补桩提供了精确的依据，避免了质量事故的发生。
Claims (2)
1.一种提高经纬仪视距测量范围和测量精度的方法，其特征在于：包括：
1）、经纬仪的测量，步骤如下：
（1）.在受环境影响不能看到全丝，采用半丝读数剩以2在乘以视距常数，根据塔尺上的读数是实际测量距离的100倍即K=100，设半丝读数在塔尺上的距离为l1半丝视距常数为K′，即半丝视距常数K′=200，则半丝视距计算公式为D=K′l1，斜视距的视距计算公式为= K′l1COS2α；
据半丝计算公式，全丝是半丝的2倍；当斜视距测量角度小于10°，距离不大于350米范围，半丝测量精度和全丝的测距基本相同；当倾斜角大于10°，测量距离大或受塔尺不正因素影响，半丝测量误差稍大于全丝测量误差，受地形要求需要高精度测量，有些地形档距相差1米即可影响线路塔位的摆放，则应采取加高塔尺进行全丝读数的方法；
（3）.估读采用在塔尺接口处，即塔尺接口处的明显标记，用经纬仪对准测量目标上测点、下测点分别测两个垂直角α、β，α为上测点、β为下测点，上下测点之间的距离为E,经纬仪实测距离为L，用公式E=L(TANα—TANβ)进行检验，如计算结果和E值基本相等则证明误差不大；如不相等，则证明估读数或计算结果出现错误；如估读数出现错误，或因环境应素造成读数困难和读数误差大，则应塔尺正面用经纬仪结合对讲机指挥塔尺扶正，侧面用协助人员指挥扶正，读数时用对讲机指挥协助人员用华杆指出上、下丝在塔尺上的切点并报出读数，然后进行计算；
2）、测量数据的计算，采用程序计算器进行计算：程序计算器只用按上视距和高差公式进行简单编程，再进行检验；在进行视距和高差计算时，只用输入α值和l值，然后按一下结果键，即可同时求A、B 两点的水平距离D和高差h；减少了工作程序和计算步骤，降低了计算差错率，一次编程重复使用。
2.根据权利要求1所述的一种提高经纬仪视距测量范围和测量精度的方法，其特征在于：采用半丝视距与加高塔尺的方法，提高了经纬仪视距测量的测量范围，能准确判断测量结果是否正确，减少重复测量，提高估读水平；通过经纬仪切点，测量协助人员报出上丝、下丝测点读数；降低了读数误差，提高经纬仪测量距离和测量精确度；通过经纬仪指挥正面，测量协助人员指挥视距尺侧面，减少了因塔尺不正而产生的误差。
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| CN201010528644XA CN102022999A (zh) | 2010-11-03 | 2010-11-03 | 一种提高经纬仪视距测量范围和测量精度的方法 |
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| CN201010528644XA CN102022999A (zh) | 2010-11-03 | 2010-11-03 | 一种提高经纬仪视距测量范围和测量精度的方法 |
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|---|---|
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103674067A (zh) * | 2013-12-19 | 2014-03-26 | 哈尔滨工程大学 | 一种基于自准直经纬仪传递对准的验证方法 |
| CN107672071A (zh) * | 2017-10-25 | 2018-02-09 | 杨凌美畅新材料有限公司 | 光伏硅片切割过程检测线弓的方法和装置 |
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2010
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| CN103674067B (zh) * | 2013-12-19 | 2017-04-12 | 哈尔滨工程大学 | 一种基于自准直经纬仪传递对准的验证方法 |
| CN107672071A (zh) * | 2017-10-25 | 2018-02-09 | 杨凌美畅新材料有限公司 | 光伏硅片切割过程检测线弓的方法和装置 |
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