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测量与施工放样毕业论文设计

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图3.34 放样下一点 图3.35 放样点查找

在点位放样时使用快捷方式会提高放样的效率。在放样界面下按数字键8放样上一点,2键为放样下一点,9键为查找放样点。

4.2 利用全站仪和RTK技术进行工程放样方法的比较

利用全站仪技术进行点位放样和利用RTK技术进行点位放样不同的原理,决定了两种放样不同的工作流程,我们可以从以下几个方面作以比较:

4.2.1 两种放样方法准备工作的比较

利用全站仪技术进行放样工作前,如果在放样点的周围已经存在着两个以上相互通视的已知控制点,我们可以根据实地的地形状况,选择有利于放样工作的一个已知点作为测站点,选择另一个和测站点通视的已知点作为方向点。通过两个已知点和待测点所在边的坐标方位角转换,提前计算出待定边的边长和坐标方位角,作为点位放样的准备工作。这样,在现场我们就可以根据内业计算的结果,优质高效的完成点位放样工作。如果在放样点的周围不存在已知控制点,我们就必须根据测区的已知条件进行控制网的加密,在放样点的周围测设出两个以上相互通视的控制点,再进行放样的准备工作。这几年来,由于所使用的清华三维

EPSW测图软件提供了十分便捷的导线点和碎部点测量方法。我们通常采用EPSW测图软件中导线测量的方法,实时的测量出导线点的坐标,现场计算出点位放样元素,指导放样工作的进行。

tg?AB??yAB (4-1) ?xABSAB??yAB?xAB (4-2) ?sin?ABcos?AB22SAB??xAB??yAB (4-3)

其中:?xAB?xB?xA,?yAB?yB?yA

利用RTK技术进行点位放样的准备工作相对简单。我们知道,GPS定位技术直接测取的是WGS-84坐标系下的点位坐标。在实际应用时,我们必须先要解算出WGS-84坐标系和地方坐标系的七个坐标转换参数,这样RTK技术在实际工作中才能够实时获取到在地方坐标系下的点位坐标。

??X??XB??XA???XA????Y???Y????Y??K??Y? (4-4) ?B??A??A???Z???????ZZ?Z???B??A??A??m?其中

?0K???ZA???YA?ZA0XAYA?XA0XA?YA?? (4-5) ZA??XA、YA、ZA为某点在WGS-84坐标系下的坐标, XBYBZB为该点在地方坐标系下的坐标;

?XA、?YA、?ZA为平移参数,?X ?Y 、?Z为旋转参数,m为尺

度因子。

对于这七个坐标转换参数的解算,我们可以先在GPS计算软件中输入三个或三个以上已知控制点在地方坐标系下的坐标,并在测区现场通过测取这三个已知控制点在WGS-84坐标系下的坐标来解算求的。由于我们通常在应用GPS技术作控制测量时,能够同时获取控制点在WGS-84坐标系下和地方坐标系下的两

套坐标值,这样我们可以选择测区范围内比较合适的三个或三个以上的控制点,并将其在WGS-84坐标系和地方坐标系的坐标值同时输入到GPS接收软件中,在测区现场架设仪器并设置好基准站和流动站以后,就可以打开GPS随机软件坐标参数解算程序,选择以上输入的控制点,解算出这七个坐标转换参数,从而完成了RTK技术进行点位放样前的准备工作。

4.2.2两种放样方法过程的比较

无论是利用全站仪技术还是利用RTK技术进行点位放样,最终的目的是都要将点位在实地标识出来。由于两种放样点位的方法进行放样的原理和使用的仪器不同,决定了两种放样方法的过程截然不同。利用全站仪进行放样时,必须在放样点周围要有两个或两个以上相互通视的已知控制点。如果没有已知控制点,可以用导线测量的方法在放样点周围测设出两个相互通视的已知控制点。然后将全站仪架设在与放样点通视的已知控制点上,并以另一个已知控制点作为后视方向点,将全站仪水平角读数设置为零(即方向零设置),然后就可以根据内业计算出的放样数据实施放样。在放样过程中,先拨定水平夹角,并指挥工作人员调节前视的距离和方向,最终放样出放样点的点位。

利用RTK技术进行点位放样时,在放样点周围则不需要已知控制点。放样开始前,先要在整个测区周围选择一个比较适宜的控制点(选择在相对安全,易于发射基准站信号的地方)来架设基准站。如果是在现场进行控制点匹配,这个控制点可以是未知控制点;如果是内业输入数据进行匹配,这个控制点则必须是匹配点之一的已知控制点。在完成基准站的设置之后,根据准备工作阶段的情况进行数据匹配,在确定七个转换参数的解算符合精度要求以后,我们就可以进行点位的放样。这时,GPS流动站根据基准站发射的卫星信号和数据,实时差分解算出GPS流动站与放样点的地理方位和距离,并随时显示在GPS电子手簿上,我们可以根据GPS电子手簿上显示的数据,通过不断调节地理方位和距离,最终放样出其点位。

4.2.3 全站仪放样的精度分析

使用全站仪极坐标法放样,各项误差的来源及对放样点位误差的影响估算: 根据上述对各项误差的分析和估计.按误差理论,用极坐标法测设P点时,放样

过程中的各项误差对P点点位误差影响可按下式估算:

m?2 M??md?e2?()2D2??2 (4-6) 取不同的D值,把各项误差代人公式(4-6),md为水平距离测设的仪器误差; e为仪器的对中误差; m?为角度的测设误差;τ为标定误差; D 为距离;ρ为常数,

下面分析各项误差的来源及对放样点位误差的影响 (1)水平角测设误差的来源及影响

水平角测设的误差主要来源于下列几方面,即:望远镜照准误差、读数误差、仪器误差、目标偏心误差、测站偏心误差和外界条件的影响等。 1)望远镜照准误差ms

该误差与望远镜的放大倍数有关,取v = 30则 ms = ±60″/ v = ±60″/30 = 2″ 2)读数误差mr

全站仪的读数系统采用电子液晶显示,照准目标后可自动重复显示。索SET2110型全站仪多次重复显示的读数差一般不超过1″,故读数误差为mr= ±1″

3)仪器误差mi

仪器误差主要是坚直轴的倾斜误差,因全站仪的结构合理,一般带有倾斜补偿装置,管水准器的分划值小( 30″/2 mm) , 仪器置平误差较高,由仪器结构而引起的误差据有关资料介绍,不超过±5″。故取mi = ±1.5″ 4)外界条件的影响mv

外界条件的影响主要是温度变化对视准轴的影响,据资料介绍,温度变化1°C,测角误差的变化范围在0.27″~0.85″之间,故取mv = ±0.5″ 以上几项误差,它们都与所测距离无关,它们对半测回方向中误差影响为 ml20 = ± ms2 +mr2 +mi2 +mv2 (4-7) 代入上述估算值可得: ml20 = 7.5″, ml0 = ±2.7″

仪器的标称测角精度,指野外1测回的方向中误差。在使用全站仪进行放样的情况下,仪器的测站偏心误差和目标偏心误差可认为对方向中误差的计算没有影响,但是二者对具体角度的测设却有影响。这就是说,仪器的标称测角精度实质上反映的是上述4项误差的影响,基于这一点,把仪器的标称测角精度2″换算成仪器

?

半测回的方向中误差为±2 ×2″=±2.82″,把此值与(4-7)式比较,估算值与标称值基本相等,且估算值略小于标称值,说明上述分析基本合理。 在下面具体计算中取标称值参与计算, 即取ml20 = 8 5)目标偏心引起的误差mp

在实际作业中,后视方向和镜站常采用带圆水准器的对中杆作为目标, (当然后视方向最好采用在带有管水准器的对中基座上安放的觇牌作为目标,它比对中杆的对中精度要高) ,由于圆水准器的精度为8′/2 mm,假设对中杆的高度为1.5 m,目标偏心的偏离量为8 ×60 ×1.5 /206 265 = 3.5 (mm) ,考虑其它因素的影响取4 mm进行计算,若设测距长度为D,则由它引起的方向误差为 mp = ±0.004 ×206 265″/ D 6)测站偏心引起的误差m0

测站偏心误差即测站点仪器对中时所产生的误差。采用光学对点器一般其误差不超过3 mm, e = 3 mm, 同样设边长为D,则由此引起的方向测角误差为 m0= ±0.003 ×206 265″/ D 综合上述因素的影响,半测回的方向中误差为

222mi??ms2?mr2?mi2?mv2?m2?m??8?m?mp0p0 (4-8)

由此推算出半测回测角中误差为:m???2mi (2)水平距离的测设精度

放样过程中,测设距离的误差主要来源于仪器误差,测站偏心引起的距离误差等。

1)仪器误差md

仪器误差可取标称精度值,即md=±(2+2×10-6D)mm 2)测站偏心误差

由于测站光学对点器的对中误差一般不超过3mm,因此,测站偏心引起的距误差可取±3mm,即 e = ±3mm

综合考虑上述因素,则测距中误差为:

2?e2 (4-9) mD??md(3) 地面点的标定误差τ

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