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  • 【测绘技能加油站】导线测量的内业处理与计算 2024-10-13 阅读数:

    1.jpg

    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°1322″(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。

    DBK1DK1K2DK2K3DK3K4DK4B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

    3.jpgn为闭合导线的边长数量;

    4.jpg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-∑β   



    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=5.jpg


    第五步:计算改正后的水平角。

    改正后的水平角6.jpg所测的水平角7.jpg+角度改正数Vβ

    即:8.jpg=9.jpg+Vβi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°4445-180°- 124°1322″)

    αK1K2(方位角)=360°-180°-αBK1-113°2553=180°+αBK1-k1

    αK2K3(方位角)=360°-180°-αK1K2-125°3214=180°+αK1K2-k2

    角度传算公式:α=180°+α(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xy方向的坐标增量。公式:

    10.jpg

    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xy方向的坐标增量总和理论值都应等于0,即:11.jpg 

    实际计算所得的12.jpg,皆不等于0,由此产生的差值称为坐标增量闭合差,用符号WXWY表示,计算公式为:

    13.jpg


    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15.jpg


    导线全长相对闭合差16.jpg,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WKWKp,说明测量成果符合精度要求,可以后续计算;如果WKWKp,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WKWKp,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WXWY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:17.jpg

    式中:VXiVYi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:18.jpg

    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:19.jpg


    例如计算K1点的坐标:20.jpg


    2.jpg

    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。


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