方位角计算公式

温柔似野鬼°
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2021年02月12日 07:18
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2021年2月12日发(作者:向前跑)






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2








水准测量的内业即计算路线的高差闭合差,如其符合要求则予 以调整,最终推算出待定点的高程。





1.


高差闭合差的计算与检核





附合水准路线高差闭合差


为:







=


-


(


)





(2-8)




闭合水准路线高差闭合差为:







=






(2-9)




为了检查高差闭合差是否符合要求,还应计算高差闭合差的容 许值(即其限差)


。一般水准测量该容许值规定为







平地






=


mm






山地








式中,


=


mm





(2-11)


―路线测站总数。


< /p>


―水准路线全长,以


km


为单位;




2.


高差闭合差的调整





若高差闭合差小于容许值,说明观 测成果符合要求,但应进行调整。方法是将高差闭合差反符号,按与测段的长度


(


平地


)


或测站数


(< /p>


山地


)


成正比


下 式计算各测段的高差改正数,加入到测段的高差观测值中:







⊿


=-




(


平地


)






⊿


=-




(


山地


)






式中,



―路线总长;


―第


测段长度


(km)


(< /p>


=


1


、


2


、


3


.


.

< p>
.


)


;









―测站总数;

―第


测段测站数。





3.


计算待定点的高程





将高差观测值加上改正数即得各测段改正后高差:





h


i


改


=hi+


⊿


hi i


=


1


,


2< /p>


,


3


,……





据此,即可依次推算各待定点的高程。





如上所述,闭合水准路线的计算方 法除高差闭合差的计算有所区别而外,其余与附合路线的计算完全相同。








1.


附合水准路线算例





下图


2- 18


所示附合水准路线为例,已知水准点


A

、


B


和待定点


1

< br>、


2


、


3


将整个路线分为四个测段。



表



2-2


附合水准路线计算



测段号



1


1


点名



2


BM1


1


+8.350


测站数



3


8


观测高差


/m


4


+8.364


改正数


/m


5


-


0.014


改正后高差


/m


6



高程


/m


7


39.833



48.183


备注



8





2


2


3


3


4


BM2


5


+4.661


-


0.008


+4.653


48.646




+8.847


-


0.034


+8.813


4


-


2.745


-


0.007


-


2.752


43.993


3


-


1.433


-


0.005


-


1.438


46.745









20


辅助



=


+0.034m


计算



=


=


54mm




1


)将点 名、各测段测站数、各测段的观测高差


测段公里数;表内加粗字为已知数据


)


。





2


)进行高差闭合差计算:







=


-


(


、已知高程 数填入表


2-2


内相应栏目


2


、


3


、


4


、


7(


如系平地测量,则将测站数栏改为公里数栏,


)


=


8.847


-


(48.646


-


39.833)


=


+0.034m


计算高差闭合差的容许值为:





由于图中标注了测段的测站数,说明是山地观测,因此依据总 测站数






=


=


=


54m m




计算的高差闭合差及其容许值 填于表


2-2


下方的辅助计算栏。





3


)高差闭合差的调整





fh


≤< /p>


fh


容,故其精度符合要求。





本例中,将高差闭合差反符号,按 下式依次计算各测段的高差改正数:







⊿


=-



< /p>


(


―测站总数,


―第

测段测站数)





第一测段的高差改正数为:







⊿


=


-


14mm




同法算得其余各测段的高差改正数分别为-

< br>5


、-


7


、-

< br>8mm


,依次列入表


2-2


中第


5


栏。





注:


1


、所 算得的高差改正数总和应与高差闭合差的数值相等,符号相反,以此对计算进行校核。如因取整误差造成二者出现 小的较差可对个别测


改正数的尾数适当取舍


1mm


,以满足改正数总和与闭合差数值相等的要求。





2


、


若为平 地,


高差改正数按各测段长度比例分配:


用公式⊿




4


)计算待定点的高程





将高差观测值加上改正数即得各测段改正后高差:


< p>
=


-


计算,


式中,


―路线总长;


―第


测段长度

< br>(km)


(


=


1


、


2


、




h


i


改


=hi+


⊿


hii


=


1


,


2


,< /p>


3


,


4




据此,即可依次推算各待定点的高程。


(上例计算结果列入表


2-2


之第


6


、


7


栏)


。< /p>





H1=HA+H1


改





H2=H1+H2


改





……






HB< /p>


(算)


=HB(


已知

)




注:改正后的高差代数和,应等于高差的理论值(


HB-HA< /p>


)


,即:∑h


改


=HB-HA


。如不相等,说明计算中有错误存在。最后推出的终点高程应与已知


相等。





2


闭合水准路线算例





闭合水准路线的计算方法除高差闭 合差的计算有所区别而外,


其余与附合路线的计算完全相同。


计 算


注意高差闭合差的公式为:fh=


∑


h测。





如图


2


所示一闭合水准路线,


A


为已知水准点,


A


点高程为

< br>51.732m


,,其观测成果如图中所示,计算


3


各点的高程。





将图中各数据按高程计算顺序列入表


2


进行计算:


表


2


水准测量成果计算表< /p>



测段号



点名



测站数



观测高差



改正数



/mm


/m


1


2


3


4


5


BMA


1


11


-


1.352


0.006


1


2


8


2.158


0.004


2


3


6


2.574


0.003


3


4


7


-


3.397


0.004



BMB


32


-


0.017


0.017


辅助



=


30mm


计算



=


mm


=


±68mm





计算步骤如下:





⑴计算实测高差之和∑h


测


=3.766m




=


3.766


-


3.736

< p>
=


0.030m


=


30m m




⑶计算容许闭合差

< p>
fh


容


=


=±68mm< /p>





fh


≤


fh


容,故其精度符合要求,可做下一步 计算。





⑷计算高差改正数





高差闭合差的调整方法和原则与符合水准路线的方法一样。本 例各测段改正数


vi


计算如下:





⊿


=


-(fh/∑n)×n1=-


(


-17/3 2)×11=6mm




< p>
⊿


h2


=


-(fh/∑n )×n2=-


(


-17/32)×8=4mm

< br>




……



改正后



高程



高差


/m


/m


6


7


51.732


-


1.346


50.386


2.162


52.548


2.577


55.125


-


3.393


51.732


0







检核∑⊿


h


=


-


fh=


-


0.030m




⑸计算改正后高差


h


改





各测段观测高差

< br>hi


分别加上相应的改正数后⊿


hi

,即得改正后高差:





h


1


改


=h1+


⊿


h1=


-


1.3 52+0.006=-1.346m



h2


改


=h2+


⊿


h2=2.158+0.004=2.162m




……




< /p>


注:改正后的高差代数和,应等于高差的理论值


0


,即:∑h


改


=0


,如不相等 ,说明计算中有错误存在。





⑹高程计算





测段起点高程加测段改正后高差,即得测段终点高程,以此类 推。最后推出的终点高程应与起始点的高程相等。即:





H1=HA+h1


改


=51.732-1.346=50.386m




H2=H1+h2


改


=50.386+ 2.162=52.548m




……




< /p>


HA


(算)


=HA(

已知


)=51.732m




计算中应注意各项检核的正确性。



: ::


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-


复习总结


-


基本计算


3





一、经纬仪测回法测水平角





1


、基本数据:





设


、


、


为地面三点,为测定


、

< br>两个方向之间的水平角


,在


O


点 安置经纬仪


(


图


3

采用测回法进行观测。





1


)上半测回


(


盘 左


)


水平度盘读数:





目标


:< /p>


=


0°02′06″


,

< br>




目标

:


=


68°49′18″


;





2)


下半测回


(


盘右


)


水平度盘读数:





目标


:


=< /p>


248″49′30″


,

















目标




2


、填表与计算:


< br>:


=


180°02′24″


。< /p>





1


)将目标


A


、目标


B


水平度盘读数填入表


3


-


1


第


4


栏。



表


3-1


水平角观测手簿< /p>


(


测回法


)


测站



目标



竖盘



水平度盘读数



半测回角值



一测回角值



备注




位置



1


2


3


左



00206


684918


1800224


2484930


°′″



4


°′″



5


684712


684709


684706


°′″



6


7








右





2


)计算半测回角,并将结果填入表


3


-


1


第


5


栏:





盘左:




盘右:



=


=




。





注:计算角值时,总是右目标读数


减去左目标读数

< br>,若


<


,则应加




3


)计算测回角值

< br>,并填入表


3


-


1


第


6


栏。





=


;






注:


1< /p>


.同一方向的盘左、盘右读数大数应相差




2


.半测回角值较差的限差一般为< /p>


;





3


.为提高测角精度,观测


个测回时,在每个 测回开始即盘左的第一个方向,应旋转度盘变换手轮配置水平度盘读数,使其


。各测回平 均角值较差的限差一般为




二、经纬仪测竖直角



。水平角取各测回角的平均值。





竖直角


(


简 称竖角


)


是同一竖直面内目标方向和水平方向之间的角值




1


、竖盘构造



,仰角为正,俯角为负,其绝对值为


。





经纬仪竖直度盘固定在横轴一端, 随望远镜一道转动,竖盘指标线受竖盘指标水准管控制,当指标水准管气泡居中时,指标


在铅垂位置。目标方向可通过竖直度盘


(


简称竖盘


)


读取读数(始读数),而水平方向的读数已刻在竖盘上。

< br>




2


、竖直角的计算公式





图


3-9


所示竖盘按顺时针方向注记,且望远镜水平时竖盘读数为:盘左为




盘左





盘右



=














(3-4)


(3-5)


,盘右为


。





其平均值为

















(3-6)




注:竖盘注记形式不同,计算公式也不同。





3


、竖直角记录整理举例:





设


点安置 经纬仪观测


目标、


C


目标的竖角,观测 值如下:






目标


:盘左:竖盘读数为

< p>
(


设为


(


设为

< p>
)


。



(


设为


99°41′12″)


;



)


;





盘右:竖盘读数为




目标


C


:盘 左:竖盘读数为




盘右:竖盘读数为


(


设为


260°18′00″)


。




< p>
1


)将竖盘读数填入下表


3


-


4


第


4


栏 。



表


3-4


竖直角观测手簿



测站



目标



竖盘



位置



1


2


左



3


823712


2772254


994112


2601800


4


+72248


+72254


-


94112


-


94200


5


6


+3


7


+72251


8


竖盘读数



°′″



半测回竖角



°′″



指标差




(


)”



一测回竖角




°′″



备注








右



左



右



-


24


-


94136




注:盘左视线水平时,竖盘读数为


9 0°


,视线上斜读数减少。





2


)计算半测回角,并填入表


3


-


4


第

< p>
5


栏中。





盘左





盘右



=










(3-4)










(3-5)



3


)计算指标差


x


,填入表


3


-


4


第

< p>
6


栏。





指标水准管气泡居中时,指标线如果偏离正确位置,则指标线 的偏离角值称为竖盘指标差


x


。指标差有两种计算方法:





方法


1


:



=












(3-12)




方法


2


:










(3-13)



< br>4


)计算一测回角,填入表


3


-


4


第


7


栏。< /p>




















(3-6)




注:


1< /p>


、指标差


对盘左、盘右竖角的影响大小相同、符号相反,采用盘左 、盘右取平均的方法就可以消除指标差对竖角的



< p>
2


、对同一架经纬仪而言,观测不同目标算得的竖盘指标差理应大致相同。 该例两个指标差值之所以相差较大,说明读数中含


多的观测误差。



:::


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< p>
-


复习总结


-


基本计算< /p>


4





一、基本计算





对精度要求较高的钢尺量距,除应采用经纬仪定线、在钢尺的 尺头处用弹簧秤控制拉力等措施而外,还应对丈量结果进行以


项改正:

< br>




1


、尺长改正






设钢尺 名义长为


,在一定温度和拉力条件下检定得到的实际长为


,二者 之差值即为一尺段的尺长改正


:









2


、温度改正







(4-5)









受热胀冷缩的影响,


当现场作业时的 温度


与检定时的温度


不同时,


钢尺的长 度就会发生变化,


因而每尺段需进行温度改正











(4-6)




式中





3


、倾斜改正



C


,为钢尺的膨胀系数。





设一尺段两端的高差为

< p>
,


沿地面量得斜距为


,


将 其化为平距


(


图


4-6)


,


应加倾斜改正




因为


,



即有


=


;又因


甚小,可近似认为

< p>
,所以有























=-








(4-8)




以上三项之和即为一尺段的改正数


:









4


、尺长方程式












(4-9)




尺长随温度变化的函数式称为尺长方程式:







(4-7)




式中



―


温度 为


度时钢尺的实际长度;


―


钢尺的名义 长度;等式右端后两项实际上就是钢尺尺长改正和温度改正的组





5


、相对误差





为了检核和提高精度,一般需要进 行往返丈量,取其平均值作为量距的成果。
















(4-3)









并以往、返丈量结果的相对误差来衡量其成果的精度。





相对误差:




二、举例



(4-4)




例


1


:钢尺丈量


AB


的水平距离,往测为


375.31m


,返测为


375.43m


;丈量


CD


的水平距离,往测为

< p>
263.37m


,返测为


263.47m


后得


DAB


、


DCD< /p>


及它们的相对误差各为多少哪段丈量的结果比较精确





解:


1)


水平距离,由



得:




< /p>


AB


:


DAB


= (


375.31


+


375.43


)


/2


=


375.3 7m




CD


:


DCD


=(


263.37


+


263.47


)


/2


=


263.42m




2)


相对误差,由




AB


:


KA B


=


(375.43


-


375.31)/375.37


=


1/3128




CD


:< /p>


KCD


=


(263.47


-


263.37)/263.42


=

< br>1/2634




KAB


<


KCD


,故


AB


的丈量结果比较精确。



得:




< /p>


例


2


:


一钢尺名 义长


=30m


,


实际长


=30.0025m


,


检定温度


=


C


,


作业时的温度和场地坡度变化 都不大,


平均温度


=


尺段两端高差的平 均值


=


+0.272m


,


量得某段距离往测长


差。



=


221.756m


,


返测长


=


221.704m


,


求其改正后平均长度及其相




解:一尺段尺长改正





=


30.0025-30.000=+0.0025m










温度改正




=0.0000125


=0.0022m









倾斜改正




=


-


=


-


0. 0012m







三项改正之和





=0.0025+0.0022


-< /p>


0.0012


=


+0.0035m




往测长


的改正数及往测长





=


=+0 .026m


,


m




返测长


的改正数及返测长







改正后平均长:



=+0.026m


,


m








相对误差:



=


221.756m









例


3


:从


A


点测设长度为


140.685m


的水平距离


AB


, 初设


B


点后,测得温度


t=23℃,A


B


两点的高差


h=

-


1.168m


,已知尺长方


lt =30


-


0.0023+1.2×10


-5(t


-


20°C)×30m,


问需 沿地面测设多少长度




< p>
解:


1


)


AB

< p>
段三项改正





尺长改正


=-


0.0023×140.685 /30


=-


0.0108m




温度改正


=


1.2×10


-


5(23°C


-


20°C)×140.685


=


0.0051 m




倾斜改正

=-


1.1682/(2×140.685)


=-


0.0048m

-


-


-


-


-


-


-


-