土木工程测绘实习经纬仪钢尺闭合导线观测误差

更新时间:2024-01-03 作者:用户投稿原创标记本站原创 点赞:4955 浏览:12132

摘 要闭合导线观测是高校土木工程专业工程测量课程测绘实习的重要内容,是学生理解和掌握平面控制测量理论和实践的主要过程.作者根据多年教学经验,分析了学生闭合导线观测中误差产生的原因,总结了观测过程中的注意事项,对指导学生测绘实习具有较强的指导作用.

关 键 词闭合导线转折角角度闭合差导线全长闭合差

中图分类号:TH761.1文献标识码:A

0概述

高校土木工程专业工程测量课程采用理论教学与测绘实习结合的教学方法,先安排课程教学,然后进行2周的测绘生产实习.闭合导线测量是测绘实习平面控制测量主要掌握的内容,采用经纬仪钢尺测绘的基本方法,主要任务是观测一条长约700~900m、8~10条边的闭合导线.作者统计多年测绘实习教学资料,将学生观测数据带入程序进行计算,发现闭合导线角度闭合差多数能满足要求,导线全长相对闭合差超过限值情况较多,并与精确结果进行对比,分析了误差产生的各种原因,指出了影响观测精度的主要因素,可有针对性地指导测绘实习减少观测误差.导线精度要求见表1.

1观测仪器校核

经纬仪钢尺闭合导线的角度测量采用2秒级或5秒级电子经纬仪1套,距离测量采用50m钢卷尺1把.

实习中发现有些经纬仪观测同一角度盘左、盘右角值差达到?~6分,造成角度闭合差超限;有些钢尺中间或一端有缺损造成长度误差等.测绘实习前授课老师应会同专业仪器校核人员检查测量仪器,满足实习精度要求.

2经纬仪观测角度误差

2.1对中误差

对中误差是闭合导线角度测量中出现的主要误差之一,其对水平角观测的影响见图1.B为测站点,实际对中时对到了,偏心距为e,B点的正确水平角为,实际观测的水平角为,则对中误差引起水平角的误差为

式中:为角度单位弧度的秒值,取206265.

若偏心距等于10mm,等于等于100m,等于41,当边长较短等于等于60m,等于69等于19.即水平角观测误差与偏心距成正比,与边长成反比,且不能通过观测方法消除.从实习观测操作检查看,对中偏心距经常会超过10mm,产生较大的水平角观测误差.所以在测水平角时要仔细对中,特别是短边测量时.

2.2目标偏心误差

为测站,为地面目标,为标杆,偏心距为,水平角边长.目标偏心误差为等于.

误差与偏心距成正比,与边长成反比.若目标偏心距等于30mm,边长等于100m,偏心误差等于62,边长较短等于60m,等于103.教学资料介绍使用标杆作为照准目标,但因标杆直径较大、标杆头部磨损及标杆倾斜,偏心距有时会超过30mm.要求学生实习测角时用铅笔或水笔代替标杆作为照准目标,经纬仪纵丝中部尽可能瞄准评分笔尖,可有效提高观测精度.

2.3照准误差

通常以人眼最小分辨视角(60)和望远镜放大率来衡量仪器的照准精度,照准误差的中误差为:等于?0/.

对于DJ6型经纬仪,等于28,等于?.2,此项误差较小.

3钢尺观测距离误差

各边边长用钢尺往、返丈量取平均值,其较差的相对误差不超过1/4000,导线全长相对闭合差不超过1/4000.

3.1尺长误差

钢尺的尺长改正数为:等于()l

式中:—钢尺的实际长度,m;—钢尺的名义长度,m;

,钢尺整尺段的改正数,m.

尺长误差具有累积性,丈量距离越长,误差越大.

3.2温度误差

式中:—边长两端点间的长度,m;—测量时的钢尺温度,℃;—检定时的钢尺温度,标准温度20℃;

对于丈量长度80m的导线边,温度每偏差?℃时,影响边长1.0mm,温度超过钢尺检定温度?0℃时,将产生?0mm的温度影响误差,应进行温度改正.

3.3倾斜误差

式中:—水平角边长两端点间的高差,m;—边长两端点间的长度,m;

当坡度大于1.4%(即每100m边长高差1.4m)时应进行高差改正.

3.4定线误差

中间各点没有严格位于所观测方向上,所量距离是折线,大于直线观测结果.由于导线间的距离一般在60~100m,尽量采用经纬仪定线,提高定线精度.

3.5拉力误差

钢尺在丈量时的拉力与要求(说明书中标示)的拉力不同产生的误差.对于30m钢尺,拉力改变30~50N时,引起的测量误差有1~1.8mm,一般精度测量,若拉力变化在要求拉力的?0N内,可满足精度要求.

3.6垂曲误差

钢尺丈量时中间悬空下垂产生的误差,成为垂曲误差.当钢尺悬空段较长时,中间应有人将悬空段托平.

3.7观测误差

有钢尺刻划对点误差及读数误差.中间点标志要明显,前后尺手对点要准确、同时拉紧钢尺后尽量同时读数,减小观测误差.

4观测误差引起的导线坐标误差计算分析

4.1角度观测误差的影响

4.1.1单个转折角出现观测误差

当单个转折角存在?0误差时,导线全长相对闭合差远小于1/4000,含角度误差的各导线点坐标计算值与理论值的最大误差和的绝对值分别不超过0.016m和0.017m,对导线点坐标精度影响不大.

4.1.2多个角度出现观测误差

当多个角度出现误差,由于导线边的方位角不同而产生部分抵消作用,其产生的坐标误差小于相同角度闭合差的单个角度产生的坐标误差.


4.2边长测量误差引起导线误差

研究的闭合导线全长为719.731m,导线全长相对闭合差不超过1/4000,则导线全长闭合差不超过?.18m.

4.2.1单个边长出现观测误差

4.2.2多个边长出现观测误差

当多个边长出现观测误差,由于导线边的方位角不同而产生部分抵消作用,其产生的坐标误差小于相同导线全长闭合差的单个边长产生的坐标误差.

5结论

5.1导线边长观测误差比角度观测误差对坐标精度的影响更大

经计算,导线边长观测误差更能直接影响导线全长闭合差及其相对闭合差,而且在测绘实习中,当仪器精度满足要求时,角度观测误差一般较小,钢尺量距更容易出现较大误差,解释了为什么闭合导线角度闭合差多数能满足要求,导线全长相对闭合差经常超过限值的原因.

5.2实习中钢尺量距主要误差来源

钢尺量距要严格按照往、返测量,其较差的相对误差不超过1/4000时取平均值作为边长测量值.主要误差有观测误差、定线误差、垂曲误差,按本文前述方法消减.对于温度误差及尺长误差,属于系统误差,与丈量距离成正比,但当每个边长均含有该误差时,由于坐标增量的调整是按反号与边长成正比例进行,从而与该误差产生相互抵消作用,因此对闭合导线点的坐标值基本没有影响.

5.3经纬仪角度观测主要误差

转折角严格按一测回观测盘左、盘右角值,两半测回角值之差小于限差?0,取平均值作为转折角值.主要误差有目标偏心误差和仪器对中误差,按本文前述方法消减.

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