陈雪芬
中国十九冶集团有限公司 四川省成都市郫县611730
摘要:本文从测量基本原理及基础仪器设备为基点出发,结合测绘工程实际情况,探索解决隐蔽测点的测量方法,提出一种新的坐标测量方法---方向角组合坐标测量方法,并给出相应的坐标算法,为改进测量仪器设备以提高测量效率,本文就该测量方法做出具体的论述。
关键词:方位角、组合、坐标、测量、算法
1测量的发展简史
科学技术是生产力。测量是工程建设的首要任务。测量技术源远流长,远溯到上古时代,夏禹治水测量方始,春秋准绳方得延展,司南的出现标志测量工具的正式诞生。
20世纪50年代前后开始,电子计算机技术的出现,又推动了测绘技术的发展,1947年研究利用光波进行测距。到六十年代中利用氯氖激光器作为光源的电磁波测距仪的问世,又一次推进测量技术的革新发展,越来越多高精度高效率的仪器新产品相继问世普及。
2坐标测量基本理论
2.1基本术语
方位角[1]:由基本方向线的北端起顺时针方向到一方向线的角度。
方向角,又称坐标方位角,以平行于纵坐标轴(坐标纵线)的方向为基本方向,顺时针方向到一方向线的角度。
测量坐标系:以坐标纵线为北方向(X轴),以顺时针旋转至垂直纵轴方向为坐标横轴(Y轴)按左手法则所建立的坐标系。
2.2测量坐标计算理论
测量坐标的正算如图1测量坐标系所示。
坐标测量就是通过测量仪器获取最基本的距离和角度,然后根据相应的坐标计算理论进行程序化测算得到需要的测点坐标。
常规测量就是直接测定坐标方位角和距离,通常是有两种方式:
一是在已知点上架站,通过后视点定向建立测量坐标系统,然后获取测量系统下的坐标方位角,结合距离测量获取相应的距离和方位角,根据测量坐标正算计算式2.2-1、式2.2-2进行待测点坐标求解并记录在内存上。
一是任意架设仪器,通过后视两个及两个以上的已知点进行后方交会得到架站点的坐标信息,然后根据基本测量理论测量方位角及距离进行待测点的计算并记录。
无论哪种方式,都是直接测量方位角及距离来完成测量坐标的求解计算。对应图1中,我们可以看到,常规测量坐标计算中,将A点作为架设仪器的测站设站点,通过后视点校正后得到如图的测量坐标系,测量过程中测定距离及方位角即可求出待求点B的坐标。
3方向角组合坐标法的原理
所谓方向角组合坐标法就是利用待测点测量方位角和一定已测点坐标数据通过一定组合算法来实现待测点坐标的测量方法。
3.1方向角组合坐标法基本原理如图2所示:
分两种方式,一是垂直组合,二是直线组合。
垂直组合,利用测点1、2坐标组合进行方向角反算,然后根据垂直性原理,推算出测点2至测点3的方向角,通过相似三角形原理,获取到∠A32角值。在三角形??A32中,A2边可以测量得到,同时方位角A2与方位角A3可以通过仪器测量得到,那么在三角形内根据正弦定理,获取到边23的距离,有了坐标点2及边23的距离及方位角23,就可以根据坐标正算基本原理进行待测点3的坐标测算。
直线组合,是根据直线共线原理,直线45通过C点,若5点由于受某种原因不能达到直接测设条件,则可以根据直线共线特性,在直线45之间测定中间点,然后根据方位角组合坐标来实现待测点5的坐标测算。
3.2方向角组合坐标法算法
4方向角组合坐标法测量实施
方向角组合坐标测量实施方法:测站架设,通过常规测量构建测量坐标系,测量功能增加方向角值记录项以及调用组合坐标的命令按键,然后测定明显待测点,然后根据测得的坐标,组合仪器测量的方向角,计算得到隐蔽待测点坐标。
常规仪器测量中皆会测定距离、方向角值,这里测站点A经过常规设置后,精确照准目标点1,获取到测点1的坐标信息(包括坐标及方向角),同时精确测点目标点2,同样会得到目标点2的测量信息,接下来选择功能键进入组合测量模式,调用参与组合的点1、2,选择组合方式,选择偏向,然后照准待测点获取待测点方向角值,然后按测量,系统自动计算出待测点3的坐标;同样的方式,照准测点4及任意中间点C,然后调用参组组合的点4、C,选择组合方式, 然后照准待测点5获取待测点5的方向角值,然后按测量,系统完成待测点5的坐标测算。
5结论
方向角组合坐标法可以有效的解决常规测量中受观测条件影响而不能直接施测的点位,通过该方法可以准确快速的获取困难点的坐标,这种方法能有效的提高测量效率。
6参考文献
[1] 张正禄.《工程测量学》[M].武汉大学出版社,2005.10,ISBN:9787307046269。
[2] 臧立娟.《测量学》[M].武汉大学出版社,2018.01,ISBN:9787307199033