1、 南阳师范学院 20XX届毕业生 毕业论文（设计） 题 目： 一级电磁波测距导线的实施及精度分析 完 成 人： 班 级： 学 制： 专 业： 测绘工程 指导教师： 完成日期： 目 录 摘要 . (1) 1 引言 . (1) 2 一级电磁波测距导线 的实施方法 . (1) 2 1 一级电磁波测距导线的基本要求 . (2) 2 2 一级电磁波测距导线的技术及精度要求 . (3) 2 3一级电磁波测距导线的实施流程 . (4) 3 观测数据处理 . (5) 3 1数据处理的流程 . (5) 3 2 以符合导线计算为例介绍解算过程 . (5) 3 3平差软件平差 . (6) 4 一级电磁波测距导线的精
2、度分析 . (7) 4 1技术要求 . (7) 4 2精度匹配 . (8) 5 一级电磁波测距导线的注意事项及误差来源 . (11) 5 1注意事项 . (11) 5 2误差来源及改正 . (11) 6 小结 . (12) 第 1 页 (共 18 页 ) 一级电磁波测距导线的实施及精度分析 摘要 ： 本文以鸭河口实习为例：本次实习中需要 我们建立一个一级光电导线控制，介绍光电导线的实施过程（即 导线点 的布设、测量、数据处理以及精度分析）。利用光电导线具有测边精度均匀等特点，然后从这一构思出发， 应用最小二乘法的基本原理， 推导出单一附合光电导线严密平差的公式及方法， 并附有实际算列，最后将经
3、验和总结引申到实际应用。 关键词： 电磁波测距导线 ；最小二乘法；平差 1 引言 光电导线已经广泛应用于各种控制网的建立、各大工程项目并取得了巨大的进步。本文主要以一级光电导线的建立为引导，介绍一下一级光电导线的实施过程及精度分析，并以实际的应用加以分析，说明 。光电导线的实施是基于一级光电导线的规范来进行的，严格按照其要求进行测量、记录、归算、平差、精度分析，提交成果的。而对于测量精度的方法则属于核心部分，最近几年，国家的铁路、公路、桥梁等工程项目频多，稍有一点点精度问题，就有可能导致重大的问题和灾难，那么当前对于工程精度的要求被提到了越来越高的位置，就更需要我们采取更加科学严密的方法去对待
4、，这样才能达到我们的职业操守。 2 一级电磁波测距导线的实施流程图 第 2 页 (共 18 页 ) 图 1 一级电磁波测距导线的实施流程图 2 1 一级电磁波测距导线的基本要求 本 工程收集到国家 GPS点 2个点作为本工程平面控制起算点。 本 工程收集到 等水准点 2个 ， 系珠基高程系成果 ， 作为本工程高程控制导线的选点与布设 边、角测量 角度测量 边长测量 数据检核 数据处理 角度闭合差 坐标方位角 计算坐标增量 计算控制点坐标 成果检核 提交成果 第 3 页 (共 18 页 ) 起算点。 然后需要进行地形勘探，检查基桩情况并进行统计。其次，要求我们派出精兵强将， 由较强作业能力的工程
5、技术人员 5名 ， 辅助技术员 4名组成复测小组 ， 从事复测工作；由 3名技术人员进行地形测量工作 ，组 长带队 ， 技术员 3名 ， 技术熟练的辅助工 7名从事外业测量和内业整理工作。 最后，装备的配给，主要是高进度的 全站仪（如拓普康、莱卡等） 角度测量精确度 2 ， 距离测量精确度 2mm +2ppm（已检核） ， 基座（经检核所有基座都满足要求） ， 气象表 ， 温度计 ，脚架 ， 棱镜 ， 手持 GPS。 2 2 一级电磁波测距导线的技术及精度要求 （ 1） 光电测距导线的主要技术要求应符合表 1、 2、 3的规定。 表 1 光电测距导线的水平角技术要求 1 等级 仪器等级 测回数
6、 左 +右 -360之差 / 上下半测回之差 / 测角中误差 / 方位角闭合差 / 一级 1 级 2 10 10 5 注： n为测站数。 表 2 光电测距导线的竖直角技术要求 等级 仪器等级 测回数 竖直角互差 / 指标差互差 / 一级 1 级 2 10 10 表 3 光电测距导线的测距技术要求 等级 仪器等级 导线长度/km 测回数 测距中误差 /mm 相对误差 导线全长相对 闭合差 一级 I 级 4 4 15 1/30 000 1/14 000 第 4 页 (共 18 页 ) （ 2） 每条边量测测站一端的气象数据。温度取位至 0 5， 气压取位 至 100pa或 1mmHg（所使用的气象
7、仪器应在检定的使用有效内）。 （ 3） 导线边长应进行加常数、乘常数、气象、倾斜改正以及高程归化 和投影 改化等各项改正计算。 （ 4） 导线边长通过两点间高差进行倾斜改正 ， 按 城市 测量 规范 第 2 4 10 和 2 4 11 条执行。按 城市 测量 规范 第 2 4 12条进行 测 距边水平距离的高程归化和投影改化。 （ 5） 导线边距离观测记录要求清晰、整洁 ， 原始观测数据的更改应符合 “ 城市规范 ” 第 2 6 3条的规定 ， 记录、计算取位至 1mm。 2 3 一级电磁波测距导线的实施流程 2 3 1 作业 方法 （ 1） 左角采用前 -后 -后 -前 ， 右角采用后 -前
8、 -前 -后 。 （ 2） 水平角采用测回法 ， 竖直角采用中丝法 ， 三丝法 。 （ 3） 导线施测 可以使用 采用三联脚架全园观测法施测 ， 水平角观测的技术要求按工程测量规范 GB 50026-93 。 1 2 3 2 测角和测边。 （ 1） 导线转折角有左角和右角之分。 （ 2） 在导线前进方向左侧的水平角称为左角 ， 右侧的水平角称为右角。 （ 3） 闭合导线一般测其内角 ， 在公路测量中 ， 附和导线一般测右角 ， 注意全线 应统一。 （ 4） 光电测距 ， 光电测距导线边采用单向或往返观测 ， 导线边长均观测 2 测回 ， 每测回 4 次读数 ， 一测回内读数较差应小于 5mm，
9、单程测回间较差应小于 10mm。 2 3 3 表格的设计以及数据记录 在这里直接按照一级电磁波测距导线的规范来进行即可，此处就不在列出样表来进行详细说明，具体会在实习数据中详细见附表。 2 3 4 内业数据的简要处理流程 （ 1） 外业观测值复核 。 第 5 页 (共 18 页 ) （ 2） 对斜距进行项改正 ，再 化为平距 。 （ 3） 将施工面上的平距规划到高斯投影面上 ， 比例因子 。 （ 4） 整理外业资料 ， 计算之前 ， 全面检查外 业测量记录 ， 数据是否齐全 ， 有无遗漏、记错或算错 ， 成果是否符合规范的要求。检查无误后 ， 就可以绘制导线略图 ， 将已知数据和观测成果标注于
10、图 ， 以便计算。 （ 5）进行数据平差处理。 （ 6）结果检核及提交成果。 3 观测数据处理 3 1 数据处理的流程 （ 1） 算角度闭合差。 1 8 02- ）（测理测 nf （ 3-1） （ 2） 算其他导线边的坐标方位角。 盘左 180- 左后前 （ 3-2） 盘右 180- 左后前 （ 3-3） （ 3） 算各导线边的坐标增量。 以数据点号为力例如下： N1AN1AN1A c o sDx ， （ 3-4） （ 4） 算各导线点坐标。 N1AAN1 xxx ， （ 3-5） 3 2 以符合导线计算为例介绍解算过程 3.2.1 坐标反算 根据两已知点的坐标（ ， YA）和（ XB， YB
11、） ， 计算 AB 边的边长DAB 和坐标方位角 AB， 称坐标反算。 AB 边的边长 DAB 注意：用上式计算坐标方位角会出现负值 ， 所以 一般先按照下式计算其象限角 ， 再将象限角转化为坐标方位角。 3.2.2 附 和导线的坐标计算步骤 附 合导线的内业计算 与闭合导线 基本一致 ， 两者的主要差异在于角度闭合差和坐标增量闭合差的计算上。 第 6 页 (共 18 页 ) （ 1） 角度闭合差的计算和调整 附 和导线的角度闭合差即是坐标方位角闭合差。由已知的起始边的坐标方位角和观测角推算 ， 由于观测角度有误差 ， 与已知的导线终边的坐标方位角有差异 ， 两者之差即为坐标方位角闭合差。 角
12、度闭合差的调整：原则上和闭合导线相同。但需要注意：当用右角计算时 ， 闭合差以相同的符号平均分配在各角上；当用左角计算时 ，闭合 差则反号平均分配。 （ 2） 坐标增量闭合差的计算和调整 附和导线的起始点和终点坐标已知。附和导线的纵、横坐标增量的代数和理论上等于终点和始点的坐标差。 （ 3） xf ， yf 的调整原则 xf =X 计算 -X 理论 （ 3-6） yf =y 计算 -y 理论 （ 3-7） （ 4） 导线网的严密平差计算 一级导线 的平差计算利用专业软件进行严密平差。平差结果文件要求包括起算数据、方向观测值和改正后的边长值、方向和边长的平差值、点位坐标、点位中误差、边长相对中误
13、差、单位权中误差。 导线边长应进行加常数、乘常数、气象、倾斜改正以及高程归化和投影改化等各项改正计算得来的。 3 3 平差软件平差 3 3 1 一般软件平差过程 形成数据文件 5,2,2,2 A,x,y A,L,0 B,x,y 3,L,290.1010 C,x,y 3,S,198.110 D,x,y A B,L,0 2,L,80.1010 第 7 页 (共 18 页 ) 2,S,198.110 设置好参数 ， 导入数据。将已知点信息输入 。 点击平差 ， 调出平差原始数据 ，输 出平差报告 。 3 3 2 南方平差易软件平差 上面一栏要输入已知点代码及坐标 ， 和架设站的代码 。 下面一栏输入
14、相对测站点的后视点 ， 前视点的代码及角度（左角或右角）和导线边长进行平差 。 步骤 点击平差按纽 。 然后在点击闭合差计算 坐标推算 成果输出 WORD。 一级导线网中最弱点的点位中误差（相对于起算点）不大于 5cm， 最弱边的相对中误差不大于 1/20000。 成果分析：以上平差均满足限差要求 。 4 一级电磁波测距导线的精度分析 4 1 技术要求 城市测量规范 要求 : 四等以下平 面控制网中最弱点的点位中误差 ( 相对于起算点 ) 对于 1： 500 的测图区不超过 5cm； 对于小于1： 5000 的测图区不超过 10cm。由此对电磁波测距导线的主要技术参数作如下规定 ， 见表 1
15、2 。 表 1 电磁波测距导线的主要技术要求 等级 附合导线 长度（ km） 平均长度 （ m） 每边测距 中误差（） 测角中误 差 (“) 导线全长相对闭合差（） 一级 3 6 300 15 5 1/14000 4 2 精度匹配 常用的导线是两端有己知坐标和方向控制的附合导线 ， 经角度闭合差调整后计算端点位置误差公式 ， 得任意附后导线的角、边观测精度影响比 Q 的计算式为 : 第 8 页 (共 18 页 ) （ 4-1） 在（ 4-1） 式中 : M 角度测量误差； SM 边长的测量误差； m 经角度调整后的测角误差对导线端点位置误差的影响； sm 边长误差对导线端点位置误差的影响； o
16、iR 导线顶点 i 至导线重心的距离； n 导线边数。 在等边直伸形导线中， 导线经整体平差后的 最大点位误差在导线中点 ( 最弱点 ) ， 导线中点点位误差大小是最后判定导线精度的标准。因此， 根据导线最弱点点位误差直接设计导线的角度、边长观测精度是比较合适的。为此， 引出等边直伸形导线经整体平差后角度测量误差的边长测量误差对导线中点位置误差的影响比 中Q ， 等于导线中点横向误差 uM中 和纵向误差 tM中 之比， 即 : （ 4-2） 今按普遍采用的“测量误差与起始数据误差对导线中点位置误差等影响”的假设， 采用最弱点的总允许误差来分析角、边观测精度之间的关系。从 中Q 出发导出设计测边精度和测角精度的计算式。 由 )1(222 22222222 中中中中中测中始中测中总 ）（ QMMMMMMM tut ，得 又由 （ 4-3） nmRmMMQsois 21)42)(2(7.0 2 nnnnmnsmMMQstu 中中中）中中总21(n2QMMS
