1.前言
导线测量具有布设灵活,要求通视方向少,易于选点等优点,特别适合于已知点稀少的隐蔽地区,因而在控制测量中得到广泛的应用。目前,随着全站仪在测量外业的普遍使用,导线测量已成为确定控制点点位的主要手段之一。导线测量是通过测定边长和转折角来确定点位的。既然是观测,测量结果必定存在观测误差,即系统误差、偶然误差及粗差。对于系统误差和偶然误差可以通过一定的方法加以消除或减弱其影响。而粗差是指比正常观测条件下所可能出现的最大误差还要大的误差,经常混入观测值之中,不易发现,因此在数据处理时,必须剔除粗差的影响,才能得到正确的平差值。通常,导线测量中的粗差可以分为两类:一类是起算数据的粗差,一类是观测值的粗差。本文主要讨论后一类粗差问题。在传统的判断粗差方法的基础上,利用CASS7.1数字化成图软件绘图,来确定观测值粗差的位置。
2. 绘图法确定导线测量粗差点
2.1基本思想
该方法的基本原理与文献所提到的传统定位方法及CAD绘图法相同。但由于传统绘图法所用工具是量角器和直尺,受人为因素的影响,使得绘图误差很大。只有粗差很大时,才可以判断其位置;CAD绘图法是利用相对极坐标绘制点,在绘图前必须计算各条边的方位角,虽然目前利用平差软件计算速度很快,但也需要一定的工作量。因此本文提出在CASS7.1成图软件中,直接利用观测数据,从开始到终端和从终端到开始绘制两条观测导线,再根据图形进行识别粗差的位置,并判断是测角粗差,还是侧边粗差。
2.2 应用前提
1)该导线的布设形式为附和导线或闭合导线;
2)该导线存在粗差的个数只能是一个(边长或转折角);
3)所获得的观测资料必须是真实的,对观测过程中方法不当或仪器本身达不到观测精度而引起的累积误差,此方法不适用。
2.3 绘图方法及步骤
2.3.1绘图准备
由于CASS7.1数字化成图软件坐标系统与测量坐标系统纵横坐标轴方向不同,因此绘图之前必须转换。测量中纵向为X轴,横向为Y轴,方位角顺时针方向为正,逆时针方向为负;在CASS7.1数字化成图软件中纵向为Y轴而横向为X轴,角度顺时针方向为负,逆时针方向为正,绘制某角的直线边均是相对于水平方向而言的,所以必须进行转换,其方法如下:
1)在输入已知点的坐标时,将该点的X、Y值互换,即将测量中的X值作为CASS7.1中的Y值,Y值作为X值输入。
2)绘图时输入的观测值角度加上正负号,即由起始端到终点端为负值输入,由终点端到起始端正值输入。
2.3.2绘图方法
进入CASS7.1界面后,先输入已知点的坐标,通过绘图工具栏点的命令既可实现。接下来按边长和角度观测值绘出导线。在CASS7.1成图软件中,没有能直接做出角度的命令,本文所采用的方法是旋转已知方位边,旋转角等于观测角。从开始点绘制到终端点,再从终端点绘制到起始点,做出两条观测导线,注意这两条导线在两个图层分别用不同的颜色做出。实例如下:
已知观测数据如下表所示:
点号 观测角β
° ˊ 边长S(m)
M
A(P1) 99 01.0 225.85
P2 167 45.6 139.03
P3 123 11.4 172.57
P4 189 20.6 100.07
P5 179 59.3 102.48
B(P6) 129 27.4
N
图 1
表中所给的观测值都为正确观测值,角度闭合差、全长相对闭合差都在限差内,具体绘图如下:
1)进入CASS7.1界面,用鼠标单击工具栏中点命令,输入已知点A、B坐标,即YA,XA;YB,XB。
2)根据已知条件,利用相对极坐标法在图上绘制αMA,αBN,若M、N为已知点,直接输入坐标。
3)从A点到B点绘制观测导线。鼠标单击工具栏旋转命令后,再点击AM线,以A为基点,从键盘输入第一个观测角值β1(负值输入),鼠标点击工具栏拉长命令,选择全长输入第一段距离225.85m,即得到2点。依此类推分别绘制其余个点,便得到导线A123456ˊ。
4)从B点到A点绘制另一条观测导线,方法相同,输入角度(正值)和边长观测值,按照从后向前的顺序输入,即绘制导线B5ˊ4ˊ3ˊ2ˊ1ˊ,这样两条观测导线绘制完成,如图1。从图上可以看出:若各项误差在限差内,两条导线基本重合;若存在粗差,则情况不同。
2.3.3假定粗差
1)角度粗差
假定3号角的观测值为133°11.4´,绘制导线图2。
图3
再假定6号角的观测值为120°27.4ˊ,绘制导线图3。
2)边长粗差
假定S1=205.85m ,绘制导线图4。
观察以上导线图:如果存在角度粗差,所绘制的导线图在该角处趋于相交,则判断该角有粗差,如图(2)、(3)所示:在图2中所绘制的两条导线为A234ˊ5ˊ6ˊ,B5432ˊ1ˊ交于3点,而3点正是存在角度粗差的点,在此验证了文献[1]的公式法,即坐标差最小的点为粗差点。同样,在图3中,两条导线交于B点,该点即为假定的粗差点;若存在边长粗差,所绘制的两条导线在该边重合,而其它边互相平行,则重合的边为粗差边,如图4导线边A2ˊ与21ˊ趋于重合,该边为假定存在粗差的边,因此可以定位粗差;另外,本文还探讨了边角同时存在粗差的情况,从实验得出,两条导线在有角度粗差的点有相交的趋势,因此在这种情况下,可以先判断角度粗差的位置,再定位边长粗差,但不能同时确定其位置;若绘制的导线图不存在角度粗差和边长粗差,则应该考虑起算数据粗差。
3. 结论
1)该方法定位导线测量粗差,无复杂的计算,简单易学,比传统方法绘图精度高,在本文为了使绘出的导线图看得清楚,给出的粗差都较大。该法也适合于对小粗差的判断(鼠标点击放大命令既可),避免了传统方法的局限性。
2)该方法对闭合导线粗差定位同样适用。在绘制闭合导线时按照顺时针方向和逆时针方向绘制两条导线,顺时针转时角度为正值,逆时针时为负值。
3)该方法的不足之处是不能定位起算数据粗差,也不能同时定位多个粗差。但是测量员在外业观测过程中,若严格按照操作规范工作,不投机取巧,相信一定能把粗差个数降到最低点。 (责任编辑:南粤论文中心)转贴于南粤论文中心: http://www.nylw.net(南粤论文中心__代写代发论文_毕业论文带写_广州职称论文代发_广州论文网)