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導線測量,指的是測量導線長度、轉角和高程,以及推算坐標等的作業。

1 導線測量 -簡介

  在地面上選定一系列點連成折線,在點上設置測站,然後採用測邊、測角方式來測定這些點的水平位置的方法。導線測量是建立國家大地控制網的一種方法,也是工程測量中建立控制點的常用方法。
  設站點連成的折線稱為導線,設站點稱為導線點。測量每相鄰兩點間距離和每一導線點上相鄰邊間的夾角,從一起始點坐標和方位角出發,用測得的距離和角度依次推算各導線點的水平位置。
  測量特點
  導線測量布設靈活,推進迅速,受地形限制小,邊長精度分佈均勻。如在平坦隱蔽、交通不便、氣候惡劣地區,採用導線測量法布設大地控制網是有利的。但導線測量控制面積小、檢核條件少,方位傳算誤差大。
  按國家大地網的精度要求實施的導線測量,稱為精密導線測量,其導線應閉合成環或布設在高級控制點之間以增加檢核條件。導線上每隔一定距離測定天文經緯度和方位角,以控制方位誤差。
  電磁波測距儀出現后,導線測量受到重視。電磁波測距儀測定距離,作業迅速,精度隨儀器的改進而越來越高,電磁波導線測量得到廣泛應用。
  閉合導線:從高等控制點出發,最後仍回到這個高等控制點形成一個閉合多邊形。
  附合導線:從高等控制點開始測到另一個高等控制點。

2 導線測量 -測量方式

  為導線測量選擇的測量路線稱為導線。它應當儘可能直伸,但由於地形限制,導線一般成一條折線。導線上設置測站的點稱為導線點。測量每相鄰兩點間的距離,並在每一點上觀測相鄰兩邊之間的夾角,從一起始點坐標和方位角出發,利用測量的距離和角度,便可依次推算各導線點的水平位置(如圖)。
  為建立國家大地網以及某些城市測量和工程測量所實施的導線測量,稱為精密導線測量。其等級和精度要求與三角測量相同。這些等級以下的導線測量,分為經緯儀導線測量、視距導線測量和視差導線測量,其精度、使用的儀器和測量方法各不相同。
  傳統的精密導線測量 用基線尺在地面上直接丈量每相鄰兩點間的距離。由於距離測量的精度高,導線中不存在尺度誤差積累;而方位誤差積累則比三角測量嚴重。因此,導線上每隔一定距離要測定天文經緯度和方位角。由於導線以單線擴展,無其他幾何校核,故必須閉合成環,或布設在高級控制點之間。當測區較大時,則構成導線網。
  在一般地區,由於地面不平,難於用基線尺直接丈量距離,故傳統的精密導線測量不及三角測量優越。但在平坦的森林地區,為了實施三角測量,必須建造過高的測量覘標,又為了清除通視障礙,還要砍伐樹木,這樣將使作業進展遲緩,用費較大。若改用導線測量,沿道路、林區分界地帶或河流推進,利用平坦地勢丈量距離,則可降低覘標高度,減少輔助工作,達到較好的經濟效果。英國曾在非洲赤道附近平坦的森林地區,廣泛採用傳統的精密導線測量以代替三角測量。除了這些特殊地區之外,傳統的精密導線測量則很少應用。
  

3 導線測量 -測量分類

  電磁波導線測量 自電磁波測距儀於20世紀50年代出現后,導線測量受到了重視。用電磁波測距儀測定距離,所受地形限制較小,作業迅速,精度隨著儀器的不斷改進而越來越高。因此,電磁波導線測量得到日益廣泛的應用,有逐漸取代三角測量之勢。60年代初,中國利用電磁波測距儀在自然條件極其困難的青藏高原實施了精密導線測量,構成了包括10個閉合環的導線網。
  美國從60年代初開始,用高精度電磁波測距儀實施了橫貫大陸的高精度導線測量,現在已經完成,全長達22000公里。導線上每條邊的方位角都直接觀測,因而不存在尺度誤差和方位誤差的積累。高精度導線測量的質量優於一等三角測量,稱為零等控制測量。美國正以這種高精度導線為骨幹,重新處理原有的三角測量,提高其精度。
  1979年由於三波長電磁波測距儀的出現,測距精度接近千萬分之一,電磁波導線測量可以用來建立更高級的大地測量控制。
  目前有些電磁波測距儀已同測角儀器合為一體,並帶有計算裝置,成為多功能的測量儀器,稱為全站式電子速測儀。利用這種儀器布設導線,經濟效益極高。
  經緯儀導線測量 用於建立四等以下的測量控制。傳統的經緯儀導線測量是用因瓦尺或鋼捲尺直接丈量距離,用經緯儀觀測角度。這種導線是各種比例尺,特別是大比例尺測圖所必須的。在勘測鐵路、公路和運河時,必須沿其軸線布設主幹經緯儀導線。城市測量中,由於建築群形成蔭蔽地區,必須沿街道布設短邊經緯儀導線。隨著電磁波測距技術的發展,目前大都用電磁波測距儀布設經緯儀導線,傳統的經緯儀導線的應用越來越少。
  視差導線測量和視距導線測量 完全採用光學方法,用視差法和視距法測量導線邊長,不必用因瓦尺或鋼捲尺丈量,因而比傳統的經緯儀導線測量方便,且具有較高的靈活性,但精度較低。

4 導線測量 -其他

導線選點注意事項

  1、導線點選在土質堅硬、穩定的地方,以便於保存點的標誌和安置儀器。
  2、導線點選在地勢較高,視野開闊的地方,以刞於進行碎部測量或加密以及施工放樣。
  3、導線各邊的長度應按規範規定儘是接近平均邊長,且不同導線各邊長不應相差過大。導線點的數量要足夠,以便控制整修測區。
  4、相鄰導線間要通視。
  5、所選的導線間必須滿足超越(或遠離)障礙物1.3米以上。
  6、路線平面控制點的位置應沿路線布設,距路中心的位置大於50M且小於300M,同時應便於測角、測距、及地形測量和定線放樣。
  7、在橋樑和隧道處,應考慮橋隧布設控制網的要求,在大型構造物的兩側應分別布設一對平面控制點。
  角度觀測的注意事項
  保證測角的精度,滿足測量的要求。
  (1)觀測前應先檢驗儀器,發現儀器有誤差應立即進行校正,並採用盤左、盤右取平均值和用十字絲交點照準等方法,減小和消除儀器誤差對觀測結果的影響。
  (2)安置儀器要穩定,腳架應踏牢,對中整平應仔細,短邊時應特別注意對中,在地形起伏較大的地區觀測時,應嚴格整平。
  (3)目標處的標杆應豎直,並根據目標的遠近選擇不同粗細的標杆。
  (4)觀測時應嚴格遵守各項操作規定。例如:照準時應消除視差;水平角觀測時,切勿誤動度盤;豎直角觀測時,應在讀取豎盤讀數前,顯示指標水準管氣泡居中等。
  (5)水平角觀測時,應以十字絲交點附近的豎絲照準目標根部。豎直角觀測時,應以十字絲交點附近的橫絲照準目標頂部。
  (6)讀數應準確,觀測時應及時記錄和計算。
  (7)各項誤差應在規定的限差以內,超限必須重測。角度測量誤差

  一、儀器誤差
  儀器誤差:有三軸誤差(視准軸誤差、橫軸誤差、豎軸誤差)、照準部偏心差和度盤誤差等。
  1、視准軸誤差:視准軸不與橫軸垂直的情況會產生視准軸誤差。
  測量時,觀測採用盤左盤右觀測法,若盤左觀測c為正值,則盤右觀測c為負值。在盤左盤右觀測取水平方向平均值時,視准軸誤差c的影響被抵消,亦視准軸誤差被抵消 。
  2、橫軸誤差:這種誤差表現在橫軸不垂直於豎軸。
  3、豎軸誤差:豎軸不平行垂線而形成的誤差。
  4、儀器構件偏心差:主要是照準部偏心差和度盤偏心差。
  5、度盤分划誤差:包括有長周期誤差和短周期誤差,現代精密光學經緯儀的度盤分划誤差約。在工作上要求多測回觀測時,各測回配置不同的度盤位置,其觀測結果可以削弱度盤分划誤差的影響。
  二、角度觀測誤差
  1、儀器對中誤差的影響
  安置經緯儀時,測站點的對中不夠準確所引起的觀測水平角的誤差,稱為儀器對中誤差。為了儀器消除或減小對中誤差對水平角的影響,對短邊測角必須十分注意儀器的對中。
  2、目標偏心誤差的影響
  目標偏心誤差是由於目標點上所豎立的目標與地面點的標誌中心不在同一鉛垂線上所引起的測角誤差。為了減少目標偏心對水平角觀測的影響,作為照準目標的標杆應豎直,並盡量照準標杆的底部。對於短邊,照準目標最好採用垂球線或測釺。邊長愈短,愈應注意目標的偏心誤差。
  3、瞄準誤差的影響
  瞄準目標的精確度,與人眼的解析度P及望遠鏡的放大倍率V有關,在實際操作中對光時視差未消除,或者目標構形和清晰度不佳,或者瞄準的位置不合理,實際的瞄準誤差可能要大得多。因此,在觀測中,選擇較好的目標構形,做好對光和瞄準工作,是減少瞄準誤差影響的基本方法。
  4、讀數誤差的影響
  讀數裝置的質量、照明度以及讀數判斷準確性等,是產生讀數誤差的原因。
  5、外界環境的影響
  外界環境的影響包括有:大氣密度、大氣透明度的影響;目標相位差、旁折光的影響;溫度濕度對儀器的大氣密度隨氣溫而變化,便造成目標成象不穩定
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