全站仪“后方交会”(自由设站)的精度讨论

嘎子 测绘专业, 测量仪器 2016-05-05 1,228 次浏览 , 没有评论

没用的东西就不多说了,随着仪器测距精度的提高,现在后方交汇用的越来越多了。而且多数测量仪器中都集成了后方交会(在很多仪器中叫做自由设站)功能,但对于后方交会的精度现在没有具体面详细的说明。

以Leica全站仪为例,设站后会出现两方面的误差:

1、点位误差和定向误差:此误差为仪器位置的误差。后方交会的原理为通过测量已知点的方向和距离来推算未知点位置及仪器的北方向。此误差表示了推算结果。

仪器设站误差

2、每一个点的XYZ分量及角度差别:全站仪的点位和定向确定之后,用新的点位和定向,根据设站时仪器的测量数据,推算新的点的坐标与方向与理论点的差别。这个有什么用呢,后方会详细的说明。

每一点设站质量

先说第一点:引用后面引文1中的两张图片:

这张图片的竖轴为点位的中误差,横轴为β的角度,β的示意图如下图:

引文2也给出了点位中误差的误计公式:

由此我们可以看出:

1、用两点及三点后方交会时控制点与仪器架设图形相关很大,使用时需要慎重。

2、随着点数的增加,图形的影响变小,所以在实际使用时建议多使用点。但即使使用较多的点图形非常不好精度也会比较低。

3、设站精度与测量距离及测距精度有关,测量距离越大、测距精度越低,站点的点位中误差越大。

在实际测量时遇到过如下情况:虽然点比较多,但点都比较远,且比较集中。根据上文,β的角度为比较小,而且距离比较大,测距精度比较低,所以此时点位精度会比较差。

新的问题又出现了,点比较远而且比较集中时设站精度较差,那么是不是无法在实际测量中使用呢?比方说进行管线测量时,在比较远的管线周围小范围内布置了几个点,是不是不能用此点进行设站控制管线呢?

答案是否定的,在实践中我们经常用上面的方法来控制管线。

设站后除了设站误差我们需要考虑外,设站后的测量误差也是需要考虑的。在普遍情况下,距离设站点越远的点测量误差也越大。但有一种情况除外:我们在前文也说了,设站后仪器除了会给出站点的点位中误差和定向误差外,还给出了每一个点的XYZ分量及角度差别。当设站精度不高,但每一个点的XYZ分量及角度差别比较小时,对控制点周围进行测量时精度为比较高。这一点也比较好理解,后方交汇完成后,全站仪所控制的范围内,精度并不均匀,控制点周围的精度得到加强,远离控制点的范围精度由设站精度和测量精度决定。

最后我们分析几个平时工作中总结出的经验:

1、即使设站精度不高,也可以用管线周围的点对管线进行控制。

2、对一个结构进行测量时,设站使用的站点尽可能的包围住被测结构。正确,这样可以使被测物体的测量精度更高。

3、控制点在一条直线上时,设站精度不高。根据前文分析,这种说法比较片面,需要具体问题具体分析。

引文1:全站仪自由设站法的精度分析

引文2:边角后方交会的精度分析及布设方案选择_李全信

引文3:边角后方交会及精度分析

 

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