一种导线控制测量的方法探讨

第1页共6页一种基于徕卡全站仪的导线控制测量方法福建省八闽测绘院何初露摘要：传统的导线测量外业观测需要记录外业手簿，并现场计算各项限差，浪费了大量人力及作业时间，电子手簿无疑能够很好的解决这个问题，但是目前而言，还有大量的测绘单位都用不上或者不倾向于用电子手簿，一方面使用电子手簿的经费将大为增加，另一方面使用电子手簿在外业观测过程比较繁琐，需要携带的工具也比较多，这在很大程度上限制了电子手簿在测绘单位的推广应用。笔者据此，总结出了一种导线控制测量的新方法，为方便下文论述暂且称其为自由导线法，以供测绘同仁参考。关键词：导线测量，自由导线法数据处理一、导线外业观测导线观测外业获取的必要数据包括仪器高、觇标高、斜距、方向值、天顶距，这些数据，传统的方法是在手簿上手工记录的，很繁琐，也很耗时，笔者认为，在全站仪应用基本普及的情况下，这些数据完全可以不需要手工记录，以徕卡全站仪为例，自由导线法具体做法如下：⑴在导线观测的第一站仪器整平对中后，设置作业名，测站名，量取仪器高，以任意坐标为测站坐标，以任意坐标（不可与测站坐标重合）为定向坐标点，自由设站。⑵输入目标点位觇标高后直接以碎步点形式观测目标点并记录（首个目标的Hz值设为0），那么在这个过程中，仪器自动记录了全部导线外业观测的单站数据。在这个步骤中需要注意两个问题，其一是目标点位点号的编辑，同一目标点位点号在同一第2页共6页测回中应一致，同一目标点位点号在不同测回当中最好区别对待，笔者实践做法为整条导线按设计书的编号加测回号流水编号，以便内业处理过程能清晰辨别；其二，由于采用自由法，无法完全保证现场观测的测量值是否满足测绘项目的各项限差要求，笔者认为，在测回上我们可以加测1至2个测回，不用担心这里会花费很多时间，对一个熟练的测绘工作者，瞄准目标并观测一个碎步点坐标所花费的时间是极其有限的，通过笔者实践，加测了测回数以后，测绘项目要求的合格测回数基本能够得到满足。在以下的各个测站，将不再继续自由设站，直接整平对中，输入仪器高，觇标高后水平角置零观测碎步点即可。二、全站仪内导线必要数据的获取及内业处理一般的测绘单位从仪器上传输的都是坐标数据，奈何坐标数据不是我们导线控制测量所需要的数据，笔者在这里，以徕卡提供的LeicaSurveyOffice软件为基础，针对导线控制测量量身定做了一个数据传输格式文件（笔者日常控制测量平差采用清华三维Nasew95,因此数据传输格式文件目的保持与Nasew95文本编辑窗的格式一致），做法如下：①打开徕卡数据传输软件LeicaSurveyOffice，选择&TPS400-700和DNA工具后打开格式管理器，新建一个TPS_BASIC文件，分别选择左边对话框中的MeasurementTPS及Station选项，将导线控制测量的必要数据字段分别双击，加入传输格式文件的输出字串，这里需要注意，这些字串的添加最好是按照各自测绘单位用的平差软件的录入格式顺序一致，并加输分隔符，以便后期处理，笔者日常编辑如下：Station输出字符串输出格式如下编写：Point.ID.(Station)Point.ID.(Station)i0第3页共6页Instrument.HeightMeasurementTPS字符串输出格式如下编写：Point.ID.(Target)c0Reflector_HeightPoint.ID.(Target)s0Slope.DistancePoint.ID.(Target)z0Vertical.AnglePoint.ID.(Target)v0Reflector_Height②另存该格式文件（Name1.frt）并导入徕卡全站仪格式文件组后，将外业采集数据作业以该文件格式导出到Name.txt文件。至此，导线控制测量的必要数据已经是完整有序地获取。在此基础上，技术力量比较雄厚的测绘单位就可采用VB编程将txt文件记录直接读取，分析，获得合格测回数据平均值进行平差，这里可以根据各自的程序需要将上述第2.1中的格式文件辑详细规定以便更好的数据衔接；对于没有VB编程能力的测绘单位，这个也不是问题，获得这些观测数据的txt文件后，录入平差软件所缺的主要就是判定测回是否合格及获得观测值的平均值，这在Excel下打开我们获得的txt文件，稍加编辑及增加几个简单的选择逻辑函数和数学函数，就可以判别合格测回并获得测站数据的平均值，将这些数据以平差软件需要的特定格式在Excel下编排后，就可以存储为平差软件能直接打开的数据格式文件进行平差，或者将这些数据复制进平差软件的数据加载栏目进行平差也是很快捷的。笔者以一个测站两目标方向测回的数据处理为例，以Excel打开txt文件后处理如下图：第4页共6页仪器导出数据2C/X2C极其较差与X较差满足判定测回处理数据整理测回数据平均值YZ2i01.415YZ2i01.415YZ2i01.415YZ1c00.00060.00142C满足YZ1c0179.5959YZ1c0179.5958YZ1s0283.339YZ1s0283.3395YZ1s0283.3395YZ1z089.4859-0.0007X较差满足YZ1z089.4905YZ1z089.4904YZ1v01.536YZ1v01.536YZ1v01.536A1c0208.0613A1c0208.0604A1c0208.0604A1s0178.0535A1s0178.0535A1s0178.0535A1z090.1415A1z090.1414A1z090.1414A1v01.455A1v01.455A1v01.455YZ1c0179.5952YZ1s0283.34YZ1z0270.1048YZ1v01.536A1c028.0556A1s0178.0535A1z0269.4546A1v01.455YZ2i01.415YZ1i01.415YZ1c00.00040.00132C满足YZ1c0179.5957YZ1s0283.339YZ1s0283.3395YZ1z089.4854-0.0009YZ1z089.4903YZ1v01.536YZ1v01.536A1c0208.0614A1c0208.0605A1s0178.0535A1s0178.0535A1z090.1415A1z090.1414A1v01.455A1v01.455YZ1c0179.5951YZ1s0283.34YZ1z0270.1048YZ1v01.536A1c028.0556A1s0178.0535A1z0269.4546A1v01.455图1Excel数据图第5页共6页图上表格中最后三列(I、J、K)为我们平差所需要得到的分站数据了，提取后存为txt格式即可直接复制用于Nasew95的文本编辑了，限于篇幅，本文仅将上图表中的D3、H3、K3填入的公式列出如下以供测绘同仁参考：D3=TEXT(DEGREES(RADIANS(SUM(MID(C3,1,IF(C310,1,IF(C3100,2,3))),MID(C3,IF(C310,3,IF(C3100,4,5)),2)/60,MID(C3,IF(C310,5,IF(C3100,6,7)),2)/3600))-RADIANS(SUM(MID(C11,1,IF(C1110,1,IF(C11100,2,3))),MID(C11,IF(C1110,3,IF(C11100,4,5)),2)/60,MID(C11,IF(C1110,5,IF(C11100,6,7)),2)/3600))+IF(RADIANS(SUM(MID(C11,1,IF(C1110,1,IF(C11100,2,3))),MID(C11,IF(C1110,3,IF(C11100,4,5)),2)/60,MID(C11,IF(C1110,5,IF(C11100,6,7)),2)/3600))PI(),PI(),-PI()))/24,[h].mmss)*1H3=TEXT(DEGREES((RADIANS(SUM(MID(C3,1,IF(C310,3,IF(C3100,2,3))),MID(C3,IF(C310,1,IF(C3100,4,5)),2)/60,MID(C3,IF(C310,5,IF(C3100,6,7)),2)/3600))+RADIANS(SUM(MID(C11,1,IF(C1110,1,IF(C11100,2,3))),MID(C11,IF(C1110,3,IF(C11100,4,5)),2)/60,MID(C11,IF(C1110,5,IF(C11100,6,7)),2)/3600))+IF(RADIANS(SUM(MID(C11,1,IF(C1110,1,IF(C11100,2,3))),MID(C11,IF(C1110,3,IF(C11100,4,5)),2)/60,MID(C11,IF(C1110,5,IF(C11100,6,7)),2)/3600))PI(),PI(),-PI()))/2)/24,[h].mmss)*1K3=TEXT(DEGREES((RADIANS(SUM(MID(H3,1,IF(H310,1,IF(H3100,2,3))),MID(H3,IF(H310,3,IF(H3100,4,5)),2)/60,MID(H3,IF(H310,5,IF(H3100,6,7)),2)/3600))+RADIANS(SUM(MID(H20,1,IF(H2010,1,IF(H20100,2,3))),MID(H20,IF(H2010,3,IF(H20100,4,5)),2)/60,MID(H20,IF(H2010,5,IF(H20100,6,7)),2)/3600)))/2)/24,[h].mmss)*1第6页共6页三、自由导线法的几个优缺点相对来说，自由法外业速度快的同时，减轻了作业人员的负担，简单地达到了缩减外业时间的目的，内外业数据处理一体化程度比较高，但相对需要的技术起点低，易广泛学习使用，比较遗憾的是不能保证每一个测回数据都是满足要求的，有时不免要加测回数。参考文献：徕卡办公室使用手册(LeicaSurveyOffice)《现代普通测量学》清华大学出版社王侬过静珺主编