一、導線測量概述
將測區內相鄰控制點連成直線而構成的折線,稱為導線。這些控制點,稱為導線點。導線測量就是依次測定各導線邊的長度和各轉折角值;根據起算數據,推算各邊的坐標方位角,從而求出各導線點的坐標。
用經緯儀測量轉折角,用鋼尺測定邊長的導線,稱為經緯儀導線;若用光電測距儀測定導線邊長,則稱為電磁波測距導線。
導線測量是建立小地區平面控制網常用的一種方法,特別是地物分布較複雜的建築區、視線障礙較多的隱蔽區和帶狀地區,多採用導線測量的方法。根據測區的不同情況和要求,導線可布設成下列三種形式:
圖5-5 導線的基本形式
(a).閉合導線 、
起訖於同一已知點的導線,稱為閉合導線。
(b).附合導線
布設在兩已知點間的導線,稱為附合導線。
(c).支導線
由一己知點和一已知邊的方向出發,既不附合到另一已知點,又不回到原起始點的導線,稱為支導線。 用導線測量方法建立小地區平面控制網,通常分為一級導線、二級導線、三級導線和圖根導線等幾個等級。
二、導線測量的外業工作
導線測量的外業工作包括:踏勘選點及建立標誌、量邊、測角和連測,茲分述如下。
1.踏勘選點及建立標誌
選點前,應調查搜集測區已有地形圖和高一級的控制點的成果資料,把控制點展繪在地形圖上,然後在地形圖上擬定導線的布設方案,最後到野外去踏勘,實地核對、修改、落實點位和建立標誌。如果測區沒有地形圖資料,則需詳細踏勘現場,根據已知控制點的分布、測區地形條件及測圖和施工需要等具體情況,合理地選定導線點的位置。
實地選點時應注意下列幾點:
(1)相鄰點間通視良好,地勢較平坦,便於測角和量距。
(2)點位應選在土質堅實處,便於保存標誌和安置儀器。
(3)視野開闊,便於施測碎部。
(4)導線各邊的長度應大致相等,除特殊情形外,應不大於350m,也不宜小於50m。
(5)導線點應有足夠的密度,分布較均勻,便於控制整個測區。
導線點選定後,要在每一點位上打一大木樁,其周圍澆灌一圈混凝土,樁頂釘一小釘,作為臨時性標誌,若導線點需要保存的時間較長,就要埋設混凝土樁或石樁,樁頂刻「十」字,作為永久性標誌。導線點應統一編號。為了便於尋找,應量出導線點與附近固定而明顯的地物點的距離,繪一草圖,註明尺寸,稱為點之記。
2.量邊
導線邊長可用光電測距儀測定,測量時要同時觀測豎直角,供傾斜改正之用。若用鋼尺丈量,鋼尺必須經過檢定。對於一、二、三級導線,應按鋼尺量距的精密方法進行丈量。對於圖根導線,用一般方法往返丈量或同一方向丈量兩次;當尺長改正數大於1/10000時,應加尺長改正;量距時平均尺溫與檢定時溫度相差10℃時,應進行溫度改正;尺面傾斜大於1.5%時,應進行傾斜改正;取其往返丈量的平均值作為成果,並要求其相對誤差不大於1/3000。
3.測角
用測回法施測導線左角(位於導線前進方向左側的角)或右角(位於導線前進方向右側的角)。一般在附合導線中,測量導線左角,在閉合導線中均測內角。若閉合導線按逆時針方向編號,則其左角就是內角。圖根導線,一般用DJ6級光學經緯儀測一個測回。若盤左、盤右測得角值的較差不超過40″,則取其平均值。 測角時,為了便於瞄準,可在已埋設的標誌上用三根竹杆吊一個大垂球,或用測釺、覘牌作為照準標誌。
4.連測
導線與高級控制點連接,必須觀測連接角、連接邊,作為傳遞坐標方位角和坐標之用。如果附近無高級控制點,則應用羅盤儀施測導線起始邊的磁方位角,並假定起始點的坐標作為起算數據。
三、導線測量的內業計算
導線測量內業計算的目的就是計算各導線點的坐標。
計算之前,應全面檢查導線測量外業記錄,數據是否齊全,有無記錯、算錯,成果是否符合精度要求,起算數據是否準確。然後繪製導線略圖,把各項數據注於圖上相應位置。
1.內業計算中數字取值的要求
內業計算中數字的取值,對於四等以下的小三角及導線,角值取至秒,邊長及坐標取至毫米(mm)。
2.閉合導線坐標計算
(1)準備工作
將校核過的外業觀測數據及起算數據填入"閉合導線坐標計算表",起算數據用雙線標明。
表5-2 閉合導線坐標計算表
(2)角度閉合差的計算與調整
由於觀測角不可避免地含有誤差,致使實測的內角之和不等於理論值,而產生角度閉合差
各級導線角度閉合差的容許值超過,則說明所測角度不符合要求,應重新檢測角度。若不超過,可將閉合差反符號平均分配到各觀測角中。改正後的內角和應為(n一2)•180。,以作計算校核。
(3)用改正後的導線左角或右角推算各邊的坐標方位角
根據起始邊的已知坐標方位角及改正角按下列公式推算其它各導線邊的坐標方位角。
在推算過程中必須注意:
1)如果算出的 a前>360°,則應減去360°。
2)如果 a前<0,則應加360。
3)閉合導線各邊坐標方位角的推算,最後推算出起始邊坐標方位角,它應與原有的已知坐標方位角值相等,否則應重新檢查計算。
4)坐標增量的計算及其閉合差的調整
① 坐標增量的計算
② 坐標增量閉合差的計算與調整
閉合導線縱、橫坐標增量代數和的理論值應為零, 實際上由於量邊的誤差和角度閉合差調整後的殘餘誤差,往往不等於零,而產生縱坐標增量閉合差與橫坐標增量閉合差,即
導線全長閉合差為:
導線全長相對誤差為:
坐標增量改正數計算:
各點坐標推算
3.附合導線坐標計算
圖5-7 符合導線
附合導線的坐標計算步驟與閉合導線相同。僅由於兩者形式不同,致使角度閉合差與坐標增量閉合差和計算稍有區別。
四、查找導線測量錯誤的方法
在外業結束時,發現角度閉合差超限,如果僅僅測錯一個角度,則可用下法查找測錯的角度。
若為閉合導線,可按邊長和角度,用一定的比例尺繪出導線圖,並在閉合差的中點作垂線。如果垂線通過或接近通過某導線點,則該點發生錯誤的可能性最大。
若為附合導線,先將兩個端點展繪在圖上,則分別自導線的兩個端點B、C按邊長和角度繪出兩條導線,在兩條導線的交點處發生測角錯誤的可能性最大。如果誤差較小,用圖解法難以顯示角度測錯的點位,則可從導線的兩端開始,分別計算各點的坐標,若某點兩個坐標值相近,則該點就是測錯角度的導線點。