导线测量内业计算步骤:
第一步:将外业测量结果(内角、连接角、边长)和已知条件(起始方位角或者两个已知点的坐标)标注在导线略图上,便于后期计算;
注意:明确起始方位角最重要。起始方位角有两个可能性,例如方位角AB,指的是以A点为中心,从正北方向线起按顺时针到B点所在方向线形成的夹角;相反,方位角BA,则是以B点为中心,从正北方向线起按顺时针到A点所在方向线形成的夹角。
如图所示:
①起始方位角αAB=124°13′22″(已知或通过坐标反算求得);
②∠ABK1、∠ABK4是连接角,是已知边与未知边之间产生关联的桥梁,用于传递方位角和坐标;(必须观测量,否则方位角无法传递。)
③DBK1、DK1K2、DK2K3、DK3K4、DK4B为边长,通过全站仪测距功能测得,为水平距离;
④∠K1BK4、∠BK1K2、∠K1K2K3、∠K2K3K4、∠K3K4B为观测角,用测回法测得,如果测量路线为B-K1-K2-K3-K4,属于右角模式,如果测量路线是B-K4-K3-K2-K1,属于左角模式。左右角模式判断根据所测角度位于前进方向的左侧还是右侧,确定后,全程保持一致即可。
第二步:计算角度闭合差
,n为闭合导线的边长数量;
,即实测所有内角和;
角度闭合差:实测的内角和与理论的内角和的差值,用fβ表示。
fβ=∑β实-∑β理
第三步:计算角度闭合差的允许值,进行检核。
根据相关测量规范获取,角度闭合差的允许值(fβ允许)一般和导线边长的数量n有关,带入相关公式即可得到fβ允许值。
如果 |fβ|<|fβ允许|,说明所测水平角符合要求,可以进行后续数据处理;相反,如果|fβ|>|fβ允许|,说明水平角不符合要求,需要重测。
第四步:计算水平角改正数(平均分配)
由于角度测量采用同一个仪器,同一个人进行观测,近似等精度观测,所以角度闭合差分配方式一般是反号平均分配,即角度闭合差除以边长数量,反号增加到每个转折角上。
角度改正数用Vβ表示,Vβ=
第五步:计算改正后的水平角。
改正后的水平角= 所测的水平角
+角度改正数Vβ
即:=
+Vβ,i表示某个角。
第六步:各边坐标方位角的传算。
根据起始方位角和改正后的水平角,推算出其它各导线边的坐标方位角。
主要原理是:平行线之间的角度和差关系,例如平行线间两个内角互补。
如图所示:αBK1(方位角)=114°44′45″-(180°- 124°13′22″);
αK1K2(方位角)=360°-(180°-αBK1)-113°25′53″=180°+αBK1-∠k1;
αK2K3(方位角)=360°-(180°-αK1K2)-125°32′14″=180°+αK1K2-∠k2;
角度传算公式:α待=180°+α上-β待′(该公式以右角为例,左角与之不同,但方法一样,可自行推导。)
计算检核:最后推算出的起始方位角,它应该与原有给定的值相等,否则应重新检查计算过程。
第七步:计算各边的坐标增量
根据上一步求出的各边坐标方位角和相应的边长,计算出各边的在x和y方向的坐标增量。公式:
式中:D表示导线边的水平长度,α12表示导线边的坐标方位角。
第八步:计算坐标增量闭合差
在闭合导线中,在x和y方向的坐标增量总和理论值都应等于0,即: 。
实际计算所得的,皆不等于0,由此产生的差值称为坐标增量闭合差,用符号WX、WY表示,计算公式为:
第九步:计算导线全长闭合差和导线全长相对闭合差
导线全长闭合差
导线全长相对闭合差,相对闭合差一般用分子为1的分数表示。
式中:∑D表示导线边的总长度。
此处有一个检核:不同等级的导线测量,其导线全长相对闭合差的容许值WKp不同,测量规范中有明确的要求。
如果WK<WKp,说明测量成果符合精度要求,可以后续计算;如果WK>WKp,说明成果不合格,此时应对导线的内业计算和外业观测数据进行检查,必要时重测;如果WK<WKp,说明测量成果符合精度要求。
第十步:调整坐标增量闭合差(按比例分配)
调整原则:将坐标增量闭合差WX、WY反号,按照导线边长占比总长的比例分配到各边对应的坐标增量上。
公式表达:
式中:VXi、VYi分别表示第i边的纵横坐标增量改正数。
第十一步:计算改正后的坐标增量
改正后的坐标增量=各边的坐标增量+相应边的坐标增量改正数
公式表达:
计算检核:改正后的纵横坐标增量之代数和应分别为0,如果不是,则需要重新检查计算过程。
第十二步:计算各导线点的坐标
根据已知点坐标和各导线边改正后的坐标增量值,就可以得到各待测点的坐标。
公式表达:
例如计算K1点的坐标:
大家可以用上述表格数据去做练习和验证,实践才是检验真理的唯一标准。