提高全站仪坐标测量精度的一种方法
中国电机工程学会电力土建专业委会员
2011年“低碳经济与电力土建”学术交流会《技术创新论文集》
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提高全站仪坐标测量精度的一种方法
曲
亮,纪中山
(天津电力建设公司,天津300041)
摘要:本文介绍了一种利用全站仪距离测量模式来确定待测点坐标的方法,分析了全站仪坐标测量的误差来
源,阐述了利用距离求坐标的计算公式和具体方法,从而实现了利用全站仪的距离测量来进行坐标测量,减小了误差,提高了精度。
关键字:全站仪;坐标测量;距离;坐标方位角
Amethodforimprovingcoordinatesurveyingaccuracy
on
totalstation
Qu
(Tianjin
Liang,JIZhongshan
ElectricPowerConstruction
Company,Tianjin300041,China)
theundertestpointcoordinate,byusingdistance
Abstract:Thisarticleintroducessurveyingmodel
on
a
methodofmaking
Stile
totalstation;andit
besides,itelaboratescomputational
analysessourceoferrorofcoordinatesurveyingontotalstation;formulaandthespecificmethodofusingdistanceforcoordinates,SO
to
usingdistancemeasurementoftotalstationthemethodreducesthe
ell'Or
fmishcoordinatesurveyinghasbeen
achieved;furthermore,
andimprovesthe
accuracy.
Keywords:totalstation;coordinatesurveying;distance;coordinateazimuth
又称系统误差,分析仪器本身误差的主要依
1
引言
工程施工测量中,利用全站仪进行坐标测量
据是其厂家对仪器的标称精度,这种误差一般可采用适当的观测方法来消除或减低其影响,例如采用测回法来进行角度测量。2.2仪器对中误差
对中误差对水平角精度的影响与两目标之间的距离成正比,即水平角在180。时影响最大,这就要求操作者整平仪器时,严格对中整平,再对仪器进行操作。2.3目标偏心误差
此项误差是种偶然误差,在照准后视点的时候,应当以觇牌中心为准,而不是直接照准棱镜中心。因为在设计棱镜支架这个系统上,觇牌是同时位于水平和垂直这两条轴线上的。也就是说,无论如何旋转,觇牌的中心始终在棱镜支架竖轴的同一点上,这也就保证了它的唯一性和精度。而所谓的棱镜中心实际是棱镜镜头的中心,这个
的方法主要是极坐标法。坐标测量精度的高低直接影响到工程建设项目的质量、安全、造型和使用功能。对于重要项目的重要部位(如汽机中心线),如果误差过大,将产生不可逆转的严重后果。本文主要针对下列问题进行阐述:(1)影响全站仪坐标测量精度的因素;(2)利用全站仪距离测量模式来进行坐标测量的方法及计算公式;(3)提高测距精度的措施。
2影响全站仪坐标测量精度的因素
影响全站仪测角精度的因素很多,主要有仪器本身的误差、仪器对中误差及目标偏心误差。2.1仪器本身的误差
作者简介:曲亮,男,助理工程师t从事电力土建施工与管理工作。E.mail:quliang@lanchaoren.com.
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中国电机工程学会电力土建专业委会员
2011年“低碳经济与电力土建”学术交流会《技术创新论文集》
中心既不在支架的竖轴上也不在水平轴线上。当从不同方向去照准棱镜中心时,为了保证全站仪的测距,需要旋转棱镜,而旋转是以支架竖轴为中心旋转的,这样镜头的中心实际就是变动的,这就发生了错误造成了被测点的变动,也是测量精度下降的原因。3
利用全站仪距离测量模式来实现坐标测量的新方法
基于上述对全站仪测角误差的分析,本文提
出了一种不通过测角,只通过测距,经过计算来实现坐标测量的新方法。此方法一方面完全消除了测角误差对全站仪坐标测量的影响,提高了测量精度;另一方面改变了传统利用全站仪坐标测量的方法,仪器架于任意点,后视两个己知点,进行测距,通过计算即可确定该点的坐标,增加了全站仪坐标测量的灵活性,节约了时间,提高了工作效率。
3.1距离数据的搜集
如图l所示,在任意点架设全站仪,后视两个已知点,两个已知点与架设仪器点构成一个三角形。两个已知点的坐标已知,通过两点间距离公式即可求得已知点间的距离,见公式(1)。再通过全站仪距离测量模式测得三角形另外两条边的距离。
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任意点
图1测距法测量任意点坐标
图1中,A、B两点为已知点,通过两点的坐标可求出两点间距离D3,通过全站仪测距可以测得D1和D2。
j赂=√o,z一咒)2+魄一‘)2
(1)
3.2三边夹角的计算
A:arccos[Q:±!::岛(2)2be
‘
三边距离已知,通过公式(2),即可求得图l
中么1、么2和么3的值。
3.3坐标方位角的推算
”arctan等+360。当出删>o。’”玳tan等+180。当出删<o“’
利用公式(3)、(4),能够计算出直线BA或直线AB的坐标方位角,见图l。
a前=a后+1800+p左(5)a前=a后+1800-1B右
(6)
如果计算的结果大于360。,应减去3600,
为负值,则加上360。。
如图1,假设任意点为E点,利用公式(5)和(6)即可推算出直线AE和直线BE的坐标方位角。
3.4坐标的计算
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根据公式(7)可以计算出E点坐标。至此,利用全站仪距离测量模式来进行坐标测量的操作过程和计算过程已全部完成。
4注意事项
(1)利用全站仪测距前要对仪器本身,例如仪器常数和棱镜常数进行改正,保证测距的精度
(2)要利用温度计和气压表对温度、气压进行改正。
(3)仪器和棱镜架设时,要严格对中,整平,符合要求后方可施测。
(4)棱镜要严格对准仪器方向,全站仪则要对准棱镜觇牌。
(5)全站仪测距时要测2 ̄3个测回,最终取平均值作为最后计算的依据。
5结束语
利用测距法,通过全站仪测距和坐标计算,避免了因角度测量的误差而影响到坐标测量的精
度。且可在任意点架设全站仪,也可以求出任意点坐标,使测量外业工作得以简化,提高了测量工作的灵活性,使工作效率得到提升。在施测过程中,要注意消除测距误差。