全站仪闭合导线测量教程（全站仪导线测量的详细操作方法）

一，实地选定控制点

实地选点之前先要有一个计算程序，且已经编辑好线路设计参数，知道路线的大致走向。选点的几个要求：地基稳固，方便架设仪器和后期放样，超出施工挖填范围一定距离，相邻两点之间通视良好，各点与前、后相邻点之间的距离尽量等长。确定导线的等级，请参照下图的《导线测量的主要技术参数》。　　

二，埋石

在选定的点位挖坑，依土质情况而定，建议埋置深度不小于0.6米。将钢筋切割成长约50公分的小段，选择截面较平整光滑的一端用钢锯锯一个深约2mm的十字丝待用。搅拌砼倒入坑中，人工捣实，表面抹平，在中心位置插入钢筋，钢筋顶端高出砼面约1公分。在砼表面刻下点的编号。这样一个控制点就埋设完成了。

　　说明：有些问题并不是绝对的，比如在坚固稳定的大石头或建筑物上标记做点也是可以的，总之把握一个原则，控制点要稳固，方便后期保存和使用。

三，导线测量(测角、测距)

为子方便大家学习和理解，我以一个案例来进行演示。　

案例背景

　　G1、G2、G3、G4是设计院给的已知坐标的控制点，D1、D2、D3是我们埋设的待测加密点。将相邻两点连接后，就组成了导线线路图，如下图：　　

测量方案

　　从G1点向G4点方向测量，测量的水平角为左角。导线等级采用一级，测量仪器采用2”级全站仪，采用两个相同型号的棱镜。按技术要求，每个测站需观测两个测回。

　　开始前的一些常识说明

　　导线边：两个导线点的连线在水平面上的投影叫做导线边，所以导线边长是两相邻点间的水平距离。

　　水平角：是指两条相邻导线边组成的夹角。

　　左角和右角：把观测的前进方向的左侧的角叫做左角，右侧的叫做右角，一般都测量左角。

　　前方点和后方点：前方点和后方点是相对测站点的位置来定的，在相对于测站点的观测前进方向上叫前方点，反之叫后方点。比如测站在G2点时，G2的后方点是G1，前方点是D1。

　　盘左和盘右：通俗点说盘左就是常说的正镜，盘右就是常说的倒镜。

　　测回：盘左(正镜)观测完前方点和后方点的过程叫做上半测回，盘右(倒镜)观测完前方点和后方点的过程叫做下半测回。上半测回和下半测回都完成了就叫做一个测回。

　　置盘：就是手动设置水平度盘的读数为某个特定值，导线观测中第一测回水平角的初始读数都可以置为0度0分0秒，后面第几个测回置盘的度数按这个公式计算：置盘读数=180÷总测回数。如2个总测回时要置盘2次，第一测回置为0，第2测回就置为90度。3个总测回时要置盘3次，第一测回置为0，第二测回置为60度，第三测回置为120度。置盘的作用是为了抵消因仪器水平度盘划分不均匀而造成的误差。

　　请结合下图理解：　　

测量步骤

　　步骤1，在控制点上架设已经鉴定、校正合格的全站仪，按实际情况设置气温、气压等参数，精确对中、整平，由于不测量高程所以仪高和镜高可以随意。两个棱镜分别立在测站点前、后的相邻控制点上，本案例的测站顺序是G2-D1-D2-D3-G3。(本测站是G2)

　　步骤2，盘左位照准后方点，手动将水平角置零，并在观测记录表上记下此时水平角的读数。然后测距，可多测量几次选择稳定值，也做好记录。

　　步骤3，盘左位照准前方点，这时水平角读数会发生变化，记录下这个读数。然后同前面一样的测中和记录。这时上半测回就完成了。

　　步骤4，盘右位照准后方点，记录水平角读数，测距并记录读数。

　　步骤5，盘右位照准前方点，记录水平角读数，测距并记录读数。这样一个测回就完成了。

　　第二测回的操作与第一测回基本相同，只有一点不同，就是前面说的置盘的初始读数。当每个测站都按要求的测回数观测完成后，就进入下一个测站，进行同样的操作，直到测完全部的水平角为止。

数据记录

　　记录员应及时计算2C值、半测回角值、一测回角值、距离等数据。

计算方法：

　　2C值=(盘左读数加上或减去180)-盘右读数。

　　上、下半测回角值=后方点读数-前方点读数。

　　一测回角值=上、下两个半测回的平均值

　　平均角值=各个测回的平均值。即水平角。

　　距离的计算方法跟水平角相同。

　　第一测站观测完成后记录的内容如下图所示：　　

总之，仔细看看表格，按照格式将数据填写到对应的位置就行了。计算过程中如果发现2C值太大，就检查一下仪器是否精平到位。还要留心核对半测回之间、各测回之间测得的水平角、距离结果是否吻合。如果相差很大，则应该废除熂重新测量。如果相差不大就取平均值作为观测结果。为提提高计算精度，计算水平角值建设保留1位小数，距离值建设保留4位小数。

平差顾名思义就是把总误差进行平均分配，让每个点的误差都控制在允许的范围内。　　

平差有两种方式，一是手动平差，二是软件平差。本文讲解手动平差，这个过程能让新手测量员们掌握平差的原理，和相关的基础识。　　

本文还是以上篇的实例来讲解，开始前先来看看上篇文章中我们外业观测的记录。　　

第1步，制作平差计算表并填入已知数据

在Excel中按适当格式制作一个《附和导线平差计算表》，然后按要求输入起始边和附和边的起、终点坐标并计算方位角和边长。再参照观测记录表在”测点“栏中依次填入各个测点，在”观测左角值”栏中填入每个测站测得的平均角值，在“距离”栏中填入各导线边的平均边长。填入后的效果如下图：　　

　　注：已知边的方位角和边长的计算方式很多，比如用5800计算器的Pol函数，道路之星的测站、CASS查询等。　

第2步，计算角度闭合差

计算角度闭合差，是为了检验外业角度观测的精度是否满足相应等级导线的技术要求。如果实测的角度闭合差<容许角度闭合差，则外业角度观测合格，可以进行平差;反之外业不合格需要重新观测。

　　相关计算公式：

　　实测角度闭合差=实测附和边方位角-理论附和边方位角

　　实测附和边方位角=起始边方位角-N*180 实测左角值之和

　　容许角度闭合差各等级导线有相应规定(各等级导线的技术要求在上篇文章中)。

　　注：N为测量站数，方位角取值范围是0度(含)到360度(不含)，大于360度的减去360度，小于0度的加上360度。

　　本案例经计算：角度闭合差=7.1秒，容许闭合差=22秒，观测精度合格。　

第3步，计算左角改正数

经过角度闭合差的计算，确定外业成果合格后，就要计算左角改正数。

　　左角改正数=角度闭合差的相反数/测站个数

　　改正后左角值=观测左角值 左角改正数

　　本案例角度闭合差=7.1秒，那么左角改正数=-7.1/5=-1.42秒。

　　分配说明：为尽量平均分配误差，我们可将改正数保留1位小数，所以案例中每个测站分配-1.4秒，这时还有0.1秒未得到分配。这时我们可以将这0.1秒强制进行随机分配。这样5个测站中，4个测站的改正数为-1.4秒，1个测站的改正数为-1.5秒，闭合差刚好分配完。改正数计算完成后填入“左角改正数”栏中，然后计算改正后左角值并填入“改正后左角值”栏中，这时我们的表格如下图：　　

第4步，推算各导线边的方位角

以起始边的方位角数据起算，依次逐边推算出每条导线边的方位角。公式：

　　导线边的方位角=前一条边的方位角 180度 该测站的改正后左角值

　　如本案例中，G2-D1边的方位角=G1-G2边的方位角 180 G2测站的改正后左角值。这样依次类推，就能计算出每条边的方位角，计算后在“方位角”栏中对应位置埴入结果，如下图所示：　

第5步，计算坐标增量闭合差

　　计算坐标增量闭合差之前要先计算坐标增量，并填入相应位置，然后将X坐标增量和Y坐标增量分别求和。计算公式是：

　　X坐标增量=距离(即边长)*COS(方位角)

　　Y坐标增量=距离(即边长)*SIN(方位角)

　　这一步骤完成后，表格内容如下图所示：　　

第6步，计算坐标增量闭合差

　　X坐标增量闭合差=X坐标增量之和-(附和边终点X坐标-起始边起点X坐标)

　　Y坐标增量闭合差=Y坐标增量之和-(附和边终点Y坐标-起始边起点Y坐标)

　　本案例中：

　　X坐标增量闭合差=X坐标增量之和-(G4点X坐标-G1点X坐标)

　　Y坐标增量闭合差=Y坐标增量之和-(G4点Y坐标-G1点Y坐标)

第7步，计算导线全长闭合差和导线全长相对闭合差

　　计算导线全长相对闭合差是为了验证外业距离测量的精度是否满足技术要求，计算公式：

　　导线全长闭合差=根号下(X坐标增量闭合差的平方 Y坐标增量闭合差的平方)

　　导线全长相对闭合差=导线全长闭合差/导线全长(即边长之和)

　　导线全长相对闭合差的容许值各级导线有相应规定，如果计算出的导线全长相对闭合差<容许值，则外业距离测量精度合格，可继续平差计算;反之为不合格需要重新测量。

　　经计算，本案例中导线全长相对闭合差=1/102950，小于容许值1/15000，所以外业测距合格。导线全长相对闭合差中，分母越大说明观测精度越高。　　

第8步，计算各导线边的坐标增量改正数和改正后的坐标增量

　　坐标增量改正数跟前面的左角改正数类似。将坐标增量闭合差反号后按各导线的实测边长成正比分配。计算公式：

　　某导线边的X坐标增量改正数=X坐标增量闭合差的相反数*(该边的实测边长/导线总长)

　　某导线边的Y坐标增量改正数=Y坐标增量闭合差的相反数*(该边的实测边长/导线总长)

　　改正后坐标增量=坐标增量 坐标增量改正数　

第9步，计算各个控制点的坐标

　　以起始边的起点坐标为基准，计算公式：

　　X坐标=前一点的X坐标 该测站的改正后坐标增量

　　Y坐标=前一点的Y坐标 该测站的改正后坐标增量

　　按公式依次计算并输入相应的位置，整个平差过程就结束了，各控制点平差后的坐标就出来了。如下图：

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