CN102168968B - 平面控制测量不降等级的测算方法 - Google Patents

Abstract

本发明的平面控制测量不降等级的测算方法，由以下步骤组成：（1）布点：有已知G（A,B）和S(X,Y)两个点，从已知两点向欲测方向布点1和点2，这四点形成一组测量计算“环”，这四点彼此都要通视，且G1、12、2S、SG、G2、S1中最小长度不小于200米；（2）测量：测站点至目标点平距法：分别用正镜和倒镜测出S2、S1、SG的平距，G1、G2、GS的平距，12、1G的平距，算出正倒镜的平均值；（3）计算、校核：采用卡西欧5800可编程计算器计算1点、2点坐标并校核。本发明的优点：测量速度快、精度高，测完一组点利用计算、校核程序现场几分钟就能计算出控制点坐标。不需往返测量，无附合点同样可以测量。几乎没有误差，不降低控制点等级。

Description

平面控制测量不降等级的测算方法

技术领域

本发明属于测量控制点的测量方法，涉及一种平面控制测量不降等级的测算方法。

背景技术

平面控制测量是工程建设中经常用到的测量方法，它的根本就是通过测量确定控制点的平面坐标，常用的测量形式有：三角测量、三边测量、导线测量和GPS测量，其中导线测量是更普遍更常应用的测量形式。目前这些测量方法都产生不同程度的误差，外业测量后还要搞内业计算调整分配闭合差，以导线测量为例我们来讨论一下目前这些测量方法存在的缺点或不足。

导线测量有闭合导线和附合导线测量，这两种导线测量都要依次测得各导线边的边长和各转折角，导线测量的计算要经过：

①角度闭合差的计算、调整。

②各边坐标方位角的计算。

③坐标增量的计算。

④坐标增量闭合差的计算和调整。

⑤计算改正后的坐标增量。

⑥计算出导线点的坐标。

导线测量存在的不足：

①一个测站要五、六个测回，太占用时间。

②完成一条导线的测量一般要两三天甚至五六天。

③计算比较麻烦，外业现场一般还完成不了。

④因为导线测量跨越时段较长，造成了测量数据是不同环境条件（昨天、今天、阴天、晴天、高温、低温）下采集的测量数据。

⑤坐标增量闭合差的分配调整完全按边长分配的，忽略了环境条件，因此平差好的导线点看似很严密很合乎实际了。而实际不然。

⑥所以导线测量一般是降了等级的测量。

导线测量的优点: 导线点只要与前后相邻导线点通视即可。

发明内容

本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种使用方便、能够提高测量的速度、精度、减少计算的工作量的平面控制测量不降等级的测算方法。

本发明的平面控制测量不降等级的测算方法，测法一，其特殊之处在于：由以下步骤组成：

（1）布点：

有已知G（A,B）和S(X,Y)两个点，从已知两点向欲测方向布点1和点2，这四点形成一组测量计算“环”，这四点彼此都要通视，且G1、12、2S、SG、G2、S1中最小长度不小于200米；   

然后布3点和4点，同样1、2、3、4四点也形成一组测量计算“环”，对这一组点的要求与第一组点的要求完全相同；

以后的布点方法以此类推，布点的多少至满足施工需要为止；

（2）测量：测站点至目标点平距法

    ①先在S点通过脚架架好全站仪，2、1、G都架好棱镜并使棱镜面对向S，点标志用钢筋刻十字丝为好，以对中整平器对全站仪和棱镜进行精确对中整平（与传统导线测量要求一样）

    在常规测量模式下分别用正镜和倒镜测出S2、S1、SG的平距，算出正倒镜的平均值；

    ②然后在G点架好全站仪，2、1、S都架好棱镜并使棱镜面对向G，点标志用钢筋刻十字丝为好，以对中整平器对全站仪和棱镜进行精确对中整平（与传统导线测量要求一样）

    在常规测量模式下分别用正镜和倒镜测出G1、G2、GS的平距，算出正倒镜的平均值；

③在1点架好全站仪，使G点和2点的棱镜面对向1点，在常规测量模式下分别用正镜和倒镜测出12、1G的平距，算出正倒镜的平均值；

（3）计算、校核：采用卡西欧5800可编程计算器进行

假想计算者站在欲求点1或2，面对两已知点G 、S的连线分左右，左侧已知点坐标用G (A,B)表示，右测已知点坐标用S (X,Y)表示；

输入G点的平面坐标(A,B)，输入S点的平面坐标(X,Y), 输入1点右平距即S 1的平均值，输入测站在右边时所测已知基本边SG的平均值，输入1点左平距即G1的平均值，输入测站在左边时所测已知基本边G S的平均值，计算1点坐标；

输入2点右平距即S 2的平均值，输入2点左平距即G2的平均值，计算2点坐标；

输入在点1测站测的1到2的平均值和1到G的平均值，进行校核；

校核误差是不可调误差，误差大于1毫米说明测量数据或计算输入数据有错，需检查原因。

本发明的平面控制测量不降等级的测算方法，测法二，其特殊之处在于：由以下步骤组成：

（1）布点：与测法一的布点相同

有已知G（A,B）和S(X,Y)两个点，从已知两点向欲测方向布点1和点2，这四点形成一组测量计算“环”，这四点彼此都要通视，且G1、12、2S、SG、G2、S1中最小长度不小于200米；   

然后布3点和4点，同样1、2、3、4四点也形成一组测量计算“环”，对这一组点的要求与第一组点的要求完全相同；

以后的布点方法以此类推，布点的多少至满足施工需要为止；

（2）测量：对边测量法

      在欲测组点范围以外距最近点大于100米的任一点通过脚架安置好全站仪，1、2、G、S四点都安好棱镜并使棱镜面对向置仪点，在对边测量模式下分别用正镜和倒镜测出SG、G1、12、2S、S1、G2的平距，算出正倒镜的平均值；

（3）计算、校核：采用卡西欧5800可编程计算器进行

假想计算者站在欲求点1或2，面对两已知点G、S的连线分左右，左侧已知点坐标用G (A,B)表示，右测已知点坐标用S (X,Y)表示；

输入G点的平面坐标(A,B)，输入S点的平面坐标(X,Y)；

输入S 1、G1、S G的平均值，计算1点坐标；

输入S 2、G2的平均值，计算2点坐标；

输入12的平均值，进行校核；

校核误差，误差大于1毫米说明测量数据或计算输入数据有错，需检查原因。

本发明的方法是经过五、六年的探索研究和试验才得出的，因为这种测量方法利用已知两点测算未知两点坐标，未知变已知，新的已知再测算未知而且每次都像已知两点和未知两点构成一个“四点环”，环与环的关系又像一个“链子”， 所以叫它“四点链环法”。

使用的仪器：

一台合格的全站仪（测距小数点后精确到四位的），

四套脚架、对中整平器、棱镜（棱镜常数相同），

卡西欧5800可编程计算器一块（小数点后显示四位）。

本发明的“四点链环法”的优缺点、特点：

⑴优点：测量速度快（一个测回就能满足精度要求），精度高（一个“四点环”校核误差不大于0.5毫米），测完一组点利用计算、校核程序现场几分钟就能计算出控制点坐标。不需往返测量，无附合点同样可以测量。因为这种测量几乎没有误差，所以不降低控制点等级。

    相同已知点和布点用两台仪器（合格的）分别测量可能得到不同的测量数据，但通过计算能得到相同的测量结果。

⑵ 不足：“四点环”的各点必须彼此通视，或各点必须与对边测量置仪点通视。

⑶特点：该测算方法中测法一和测法二的联系和不同：

     这是解决同一问题的两种不同测量方法，计算和校核程序大同小异，它们测出的都是点与点之间的距离，但相同两点分别用测法一和测法二一般都会有不同的测量结果，所以要么用测法⑴要么用测法⑵，不要二者混用。

测法一的特点：采集数据的稳定性较好，但测站数（完成一个“四点环”需建三站）较多。

测法二的特点：完成一个“四点环”只需建一次测站，但采集数据的稳定性较差（如果操作者不熟练），按测距键时对仪器的轻微扰动都能产生几毫米的测量误差，所以按测距键时不能单食指或单其它指点击，最好食指配合拇指一个键盘下一个键盘上轻轻一捏。

导线测量与“四点链环”测量最根本的区别：导线测量观测两个量一个是转角一个是边长，“四点链环”测量只观测一个平距。用导线法和“四点链环法”做过试验对照，“四点链环法”的测法一和测法二具有相同的测量精度，一个“四点环”校核误差不超过0.5毫米，由五六个“四点环”测完的控制点再反测到已知点，X和Y坐标误差值都不超过1.2毫米。也用“四点链环法”检查过导线法测量计算的坐标点，一点误差1至7毫米。测量计算的功效也做过对照：测法一的功效是导线法的3至4倍，测法二的功效是导线法的7倍。

“四点链环法”核心：

1.免去了测角只涉及测距。

2.测距时通过正倒镜测已知边和未知边数据，将测量的时间化为同一时间，将环境条件化为同一环境条件，将已知边和未知边测量误差化为同一误差率。把已知边的真值与实测已知边的比值做为未知边的真值系数，即：未知边的真值=真值系数×未知边实测值。这个真值系数虽然不像其它有关公式复杂，但却综合了温度、气压、大气折光、仪器乘常数和加常数等产生的误差，所以这种方法简单、实用、精确、方便、快捷。

附图说明

图 1为本发明的布点示意图。

具体实施方式

实施例1

本发明的平面控制测量不降等级的测算方法，使用的仪器：

一台合格的全站仪（测距小数点后精确到四位的），

四套脚架、对中整平器、棱镜（棱镜常数相同），

卡西欧5800可编程计算器一块（小数点后显示四位）。

本发明的平面控制测量不降等级的测算方法，由以下步骤组成：

（1）.布点：

有已知G（A,B）和S(X,Y)两个点，从已知点向欲测方向布点1和点2，这四点形成一组测量计算“环”，这四点彼此都要通视，且G1、12、2S、SG、G2、S1中最小长度不小于200米。   

然后布3点和4点，同样1、2、3、4四点也形成一组测量计算“环”，对这一组点的要求与第一组点的要求完全相同，以后的布点方法要求以此类推。布点的多少至满足施工需要为止。

（2）测量：测站点至目标点平距法

    ①先在S点架好全站仪，2、1、G都架好棱镜并使棱镜面对向S，点标志用钢筋刻十字丝为好，十字丝要满足细而清晰的要求 ，仪器和棱镜的对中整平以操作者看不出偏差为准。

    在常规测量模式下分别用正镜和倒镜测出S2、S1、SG的平距，并详细做好记录，算出正倒镜的平均值。

    ②然后在G点架好全站仪，2、1、S都架好棱镜并使棱镜面对向G，点标志用钢筋刻十字丝为好，十字丝要满足细而清晰的要求 ，仪器和棱镜的对中整平以操作者看不出偏差为准。

    在常规测量模式下分别用正镜和倒镜测出G1、G2、GS的平距，并详细做好记录，算出正倒镜的平均值。

③在1点架好全站仪，使G点和2点的棱镜面对向1点，在常规测量模式下分别用正镜和倒镜测出12、1G的平距，并详细做好记录，算出正倒镜的平均值。

（3）计算、校核 (5800程序)

A.计算、校核程序

“A”:?A: “B”:?B: “X”:?X: “Y”:?Y:

POI（X-A,Y-B）:If J＜0：ThenJ+360→J：IfEnd

“⑴1DZBJS”（1点坐标计算）

“YPJ1”:?D:“YJB”:?F:DI÷F→D

“ZPJ1”:?C:“ZJB”:?E:CI÷E→C

J+cos∧（-1）（（I2+ C2-D2）÷（2IC））→K:

If K＞360：ThenK-360→K：IfEnd

“X1=”:A+C cosK→M:M◢

“Y1=”:B+C simK→N:N◢

“⑵2DZBJS”（ 2点坐标计算）

“YPJ2”：？D：“ZPJ2”:?C:

DI÷F→D: CI÷E→C:

J+cos∧（-1）（（I2+ C2-D2）÷（2IC））→K:

If K＞360：ThenK-360→K：IfEnd

“X2=”:A+C cosK→Q:Q◢

“Y2=”:B+C simK→R:R◢

“⑶JH”（校核）

       POI（Q-M,R-N）:“12”:？L:“1A”:?P:

“W  CHA=”:LC÷P-I◢

B计算、校核程序使用说明

假想计算者站在欲求点1或2，面对两已知点G S的连线分左右。

计算时左侧已知点坐标用(A,B)表示，右测已知点坐标用(X,Y)表示，

“YPJ1”:?D——输入1点右平距（S 1的平均值）

“ZPJ1”:?C——输入1点左平距（G1的平均值）

“YPJ2”:?D——输入2点右平距（S 2的平均值）

“ZPJ2”:?C——输入2点左平距（G2的平均值）

“YJB”:?F——输入测站在右边时所测已知基本边S G的平均值

 “ZJB”:?E——输入测站在左边时所测已知基本边G S的平均值

“12”:？L——输入在点1测站测的1到2的平均值

“1G”:?P——输入在点1测站测的1到G的平均值

校核误差是不可调误差，误差大于1毫米说明测量数据或计算输入数据有错，需检查原因。

实施例2

本发明的平面控制测量不降等级的测算方法，使用的仪器：

一台合格的全站仪（测距小数点后精确到四位的），

四套脚架、对中整平器、棱镜（棱镜常数相同），

卡西欧5800可编程计算器一块（小数点后显示四位）。

本发明的平面控制测量不降等级的测算方法，由以下步骤组成：

（1）.布点：

有已知G（A,B）和S(X,Y)两个点，从已知点向欲测方向布点1和点2，这四点形成一组测量计算“环”，这四点彼此都要通视，且G1、12、2S、SG、G2、S1中最小长度不小于200米。   

然后布3点和4点，同样1、2、3、4四点也形成一组测量计算“环”，对这一组点的要求与第一组点的要求完全相同，以后的布点方法要求以此类推。布点的多少至满足施工需要为止。

⑵测量：对边测量法

      在欲测组点范围以外距最近点大于100米的任一点安置好全站仪，1、2、G、S四点都安好棱镜并使棱镜面对向置仪点，在对边测量模式下分别用正镜和倒镜测出SG、G1、12、2S、S1、G2的平距，并详细做好记录，算出正倒镜的平均值。

（3）计算、校核 (5800程序)

A.计算、校核程序

“A”:?A: “B”:?B: “X”:?X: “Y”:?Y:

POI（X-A,Y-B）:If J＜0：ThenJ+360→J：IfEnd

“⑴1DZBJS”（ 1点坐标计算）

I→H

“YPJ1”:?D:  “ZPJ1”:?C:“JB”:?F

DI÷F→D：CI÷F→C：

J+cos∧（-1）（（I2+ C2-D2）÷（2IC））→K:

If K＞360：ThenK-360→K：IfEnd

“X1=”:A+C cosK→M:M◢

“Y1=”:B+C simK→N:N◢

“⑵2DZBJS”（2点坐标计算）

“YPJ2”：？D：“ZPJ2”:?C:

DI÷F→D: CI÷F→C:

J+cos∧（-1）（（I2+ C2-D2）÷（2IC））→K:

If K＞360：ThenK-360→K：IfEnd

“X2=”:A+C cosK→Q:Q◢

“Y2=”:B+C simK→R:R◢

“⑶JH”（校核）

       POI（Q-M,R-N）:“12”:？L:

“W  CHA=”:LH÷F-I◢

B计算、校核程序使用说明

假想计算者站在欲求点1或2，面对两已知点GS的连线分左右。

计算时左侧已知点坐标用(A,B)表示，右测已知点坐标用(X,Y)表示，

“YPJ1”:?D——输入S 1的平均值

“ZPJ1”:?C——输入G1的平均值

“JB”:?F——输入S G的平均值

“YPJ2”：?D——输入S 2的平均值

“ZPJ2”:?C ——输入G2的平均值

“12”:？L——输入12的平均值

校核误差是不可调误差，误差在1毫米之内已经很精确了，因为不同测站上架仪器或架棱镜不可能百分之百完全一样，误差大于1毫米说明测量数据或计算输入数据有错，需检查原因。

Claims (2)

1.一种平面控制测量不降等级的测算方法，其特征在于：由以下步骤组成：

（1）布点：

有已知G（A,B）和S(X,Y)两个点，从已知两点向欲测方向布点1和点2，这四点形成一组测量计算“环”，这四点彼此都要通视，且G1、12、2S、SG、G2、S1中最小长度不小于200米；   

然后布3点和4点，同样1、2、3、4四点也形成一组测量计算“环”，对这一组点的要求与第一组点的要求完全相同；

以后的布点方法以此类推，布点的多少至满足施工需要为止；

（2）测量：测站点至目标点平距法

    ①先在S点通过脚架架好全站仪，2、1、G都架好棱镜并使棱镜面对向S，点标志用钢筋刻十字丝为好，以对中整平器对全站仪和棱镜进行精确对中整平；

    在常规测量模式下分别用正镜和倒镜测出S2、S1、SG的平距，算出正倒镜的平均值；

    ②然后在G点架好全站仪，2、1、S都架好棱镜并使棱镜面对向G，点标志用钢筋刻十字丝为好，以对中整平器对全站仪和棱镜进行精确对中整平；

    在常规测量模式下分别用正镜和倒镜测出G1、G2、GS的平距，算出正倒镜的平均值；

③在1点架好全站仪，使G点和2点的棱镜面对向1点，在常规测量模式下分别用正镜和倒镜测出12、1G的平距，算出正倒镜的平均值；

（3）计算、校核：采用卡西欧5800可编程计算器进行

假想计算者站在欲求点1或2，面对两已知点G 、S的连线分左右，左侧已知点坐标用G (A,B)表示，右测已知点坐标用S (X,Y)表示；

输入G点的平面坐标(A,B)，输入S点的平面坐标(X,Y), 输入1点右平距即S 1的平均值，输入测站在右边时所测已知基本边SG的平均值，输入1点左平距即G1的平均值，输入测站在左边时所测已知基本边G S的平均值，计算1点坐标；

输入2点右平距即S 2的平均值，输入2点左平距即G2的平均值，计算2点坐标；

输入在点1测站测的1到2的平均值和1到G的平均值，进行校核；

校核误差是不可调误差，误差大于1毫米说明测量数据或计算输入数据有错，需检查原因。

2.一种平面控制测量不降等级的测算方法，其特征在于：由以下步骤组成：

（1）布点：

有已知G（A,B）和S(X,Y)两个点，从已知两点向欲测方向布点1和点2，这四点形成一组测量计算“环”，这四点彼此都要通视，且G1、12、2S、SG、G2、S1中最小长度不小于200米；   

然后布3点和4点，同样1、2、3、4四点也形成一组测量计算“环”，对这一组点的要求与第一组点的要求完全相同；

以后的布点方法以此类推，布点的多少至满足施工需要为止；

（2）测量：对边测量法

      在欲测组点范围以外距最近点大于100米的任一点通过脚架安置好全站仪，1、2、G、S四点都安好棱镜并使棱镜面对向置仪点，在对边测量模式下分别用正镜和倒镜测出SG、G1、12、2S、S1、G2的平距，算出正倒镜的平均值；

（3）计算、校核：采用卡西欧5800可编程计算器进行

假想计算者站在欲求点1或2，面对两已知点G、S的连线分左右，左侧已知点坐标用G (A,B)表示，右测已知点坐标用S (X,Y)表示；

输入G点的平面坐标(A,B)，输入S点的平面坐标(X,Y)；

输入S 1、G1、S G的平均值，计算1点坐标；

输入2S、G2的平均值，计算2点坐标；

输入12的平均值，进行校核；

校核误差，误差大于1毫米说明测量数据或计算输入数据有错，需检查原因。

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