經(jīng)緯儀導(dǎo)線測(cè)量的外業(yè)工作與水平角觀測(cè)誤差

袁越奎

（黑龍江省煤田地質(zhì)二○四勘探隊(duì)，黑龍江七臺(tái)河154600）

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經(jīng)緯儀導(dǎo)線測(cè)量的外業(yè)工作與水平角觀測(cè)誤差

袁越奎

（黑龍江省煤田地質(zhì)二○四勘探隊(duì)，黑龍江七臺(tái)河154600）

摘要：經(jīng)緯儀導(dǎo)線測(cè)量是礦山地質(zhì)、建筑等行業(yè)的測(cè)量手段之一，外業(yè)工作是經(jīng)緯儀測(cè)量的重要組成部分。經(jīng)緯儀導(dǎo)線測(cè)量的外業(yè)工作主要包括經(jīng)緯儀導(dǎo)線測(cè)量外業(yè)工作的踏勘與選點(diǎn)，用經(jīng)緯儀導(dǎo)線測(cè)量外業(yè)工作的測(cè)角，以經(jīng)緯儀導(dǎo)線的定向，用光電測(cè)距儀量邊等測(cè)量技術(shù)工作。

關(guān)鍵詞：經(jīng)緯儀；導(dǎo)線測(cè)量；外業(yè)工作

1經(jīng)緯儀導(dǎo)線測(cè)量外業(yè)工作的踏勘與選點(diǎn)

踏勘工作就是實(shí)地查看測(cè)區(qū)的地物地貌實(shí)際情況，了解測(cè)繪工作需要的各種資料和情況。目的是了解測(cè)區(qū)的地形情況，根據(jù)地物地貌的隱蔽情況等，了解地形困難類(lèi)別，作為擬定作業(yè)計(jì)劃、制定作業(yè)方案的依據(jù)。導(dǎo)線點(diǎn)的選擇直接關(guān)系著經(jīng)緯儀導(dǎo)線測(cè)量外業(yè)的難易程度，關(guān)系著導(dǎo)線點(diǎn)的數(shù)量和分布是否合理，也關(guān)系著整個(gè)導(dǎo)線測(cè)量工作的精度和速度，以及導(dǎo)線點(diǎn)的使用和保存。因此，在選點(diǎn)前必須進(jìn)行周密的研究和設(shè)計(jì)。

選點(diǎn)工作一般是先從設(shè)計(jì)時(shí)開(kāi)始。不同比例尺的圖根控制，都對(duì)導(dǎo)線的總長(zhǎng)、平均邊長(zhǎng)等作了相應(yīng)的規(guī)定。為滿(mǎn)足這些要求，應(yīng)先在已有的舊地形圖上進(jìn)行導(dǎo)線點(diǎn)的設(shè)計(jì)。為此，需要在圖上畫(huà)出測(cè)區(qū)范圍，標(biāo)出已知控制點(diǎn)的位置，然后根據(jù)地形條件，在圖上擬定導(dǎo)線的路線、形式和點(diǎn)位。之后，才帶著設(shè)計(jì)圖到測(cè)區(qū)實(shí)地考察，同時(shí)要依據(jù)實(shí)際情況，對(duì)圖上設(shè)計(jì)作一些必要的修改。選點(diǎn)時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：

第一，相鄰兩個(gè)導(dǎo)線點(diǎn)必須要互相通視。第二，導(dǎo)線點(diǎn)應(yīng)選擇在便于安置儀器、視野開(kāi)闊的地方，有利于測(cè)量角度和丈量邊長(zhǎng)，并且在測(cè)圖時(shí)充分發(fā)揮控制點(diǎn)的作用。第三，導(dǎo)線點(diǎn)要選擇在土質(zhì)堅(jiān)硬、點(diǎn)位便于保存、易于尋找的地方。第四，導(dǎo)線點(diǎn)的選擇要注意到導(dǎo)線的各邊長(zhǎng)要大致相等，盡可能避免長(zhǎng)邊、短邊的突然過(guò)渡。第五，導(dǎo)線點(diǎn)位選定后，應(yīng)根據(jù)要求埋設(shè)導(dǎo)線點(diǎn)標(biāo)志，進(jìn)行統(tǒng)一編號(hào)并編制點(diǎn)之記，便于以后測(cè)量和使用導(dǎo)線點(diǎn)。第六，為便于測(cè)角時(shí)尋找目標(biāo)和瞄準(zhǔn)，應(yīng)在導(dǎo)線點(diǎn)上豎立帶有測(cè)旗的標(biāo)桿或其他標(biāo)志。

當(dāng)選定點(diǎn)位后，應(yīng)立即建立和埋設(shè)標(biāo)志。標(biāo)志可以是臨時(shí)性的，即在點(diǎn)位上打入木樁，在樁頂釘釘子或刻畫(huà)“十”字，以示點(diǎn)位。如果需要長(zhǎng)期保存點(diǎn)位，可以制成永久性標(biāo)志。標(biāo)志埋設(shè)好后，對(duì)作為導(dǎo)線點(diǎn)的標(biāo)志要進(jìn)行統(tǒng)一編號(hào)，并繪制導(dǎo)線點(diǎn)與周?chē)潭ǖ匚锏南嚓P(guān)位置圖，稱(chēng)為點(diǎn)之記，作為今后找點(diǎn)的依據(jù)。

為使導(dǎo)線計(jì)算簡(jiǎn)便，應(yīng)盡可能布設(shè)成單一的閉合導(dǎo)線、附合導(dǎo)線或具有一個(gè)結(jié)點(diǎn)的結(jié)點(diǎn)導(dǎo)線，應(yīng)盡量避免采用支導(dǎo)線。用作圖的鋼尺量距經(jīng)緯儀導(dǎo)線的主要技術(shù)要求，應(yīng)遵守表中的規(guī)定。

2經(jīng)緯儀導(dǎo)線測(cè)量外業(yè)工作的測(cè)角

測(cè)角前應(yīng)對(duì)經(jīng)緯儀進(jìn)行檢驗(yàn)與校正，導(dǎo)線折角可用J6型或J15型經(jīng)緯儀進(jìn)行觀測(cè)。為防止差錯(cuò)和便于計(jì)算，應(yīng)觀測(cè)導(dǎo)線前進(jìn)方向同一側(cè)的水平夾角。前進(jìn)方向左側(cè)的水平角即左角，前進(jìn)方向右側(cè)的水平角即右角。測(cè)量人員一般習(xí)慣觀測(cè)左角。對(duì)于閉合導(dǎo)線而言，若導(dǎo)線點(diǎn)按逆時(shí)針?lè)较蝽樞蚓幪?hào)，這樣所觀測(cè)的角既是多邊形內(nèi)角，又是導(dǎo)線的左角。經(jīng)緯儀導(dǎo)線邊通常較短，對(duì)中、照準(zhǔn)都應(yīng)特別仔細(xì)注意，觀測(cè)目標(biāo)應(yīng)盡可能照準(zhǔn)標(biāo)桿底部。經(jīng)緯儀導(dǎo)線點(diǎn)水平角觀測(cè)必須滿(mǎn)足技術(shù)要求。

表圖根鋼尺量距導(dǎo)線測(cè)量的主要技術(shù)要求Tab. The main technical requirements of steel rule span traverse measurement

3經(jīng)緯儀導(dǎo)線的定向

經(jīng)緯儀導(dǎo)線定向，就是在導(dǎo)線與高級(jí)已知點(diǎn)連接的點(diǎn)上直接觀測(cè)連接角。為了防止在連接時(shí)可能產(chǎn)生的錯(cuò)誤（如瞄準(zhǔn)目標(biāo)等），在已知點(diǎn)上若能看見(jiàn)兩個(gè)點(diǎn)時(shí)，則應(yīng)觀測(cè)兩個(gè)連接角，如導(dǎo)線定向角圖所示。

圖導(dǎo)線定向角圖Fig. Wire orientation angle graph

4用光電測(cè)距儀量邊

用光電測(cè)距儀測(cè)量邊長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)加入氣象、傾斜改正等內(nèi)容，目前，大多數(shù)的測(cè)距設(shè)備中，只要設(shè)置好參數(shù)，都可以自動(dòng)完成。用鋼尺直接量邊時(shí)，要用經(jīng)過(guò)比長(zhǎng)的鋼尺進(jìn)行往返丈量。每尺段在不同的位置讀數(shù)兩次，兩次讀數(shù)之差不應(yīng)超過(guò)1cm，并在下述情況下進(jìn)行有關(guān)改正：第一，尺長(zhǎng)改正數(shù)大于尺長(zhǎng)的1/10 000時(shí)，應(yīng)加尺長(zhǎng)改正。第二，量距時(shí)的平均尺溫超過(guò)檢定溫度10℃以上時(shí)，應(yīng)加溫度改正。第三，尺子兩端的高差，50m尺段>1m，30m尺段>0.5m時(shí)，應(yīng)加傾斜改正。而無(wú)論是支導(dǎo)線、閉合導(dǎo)線還是附合導(dǎo)線，其外業(yè)測(cè)量工作的內(nèi)容是一樣的，都是選點(diǎn)后，按照一定的精度要求測(cè)量角度和邊長(zhǎng)。

5水平角觀測(cè)的誤差影響

5.1儀器誤差

儀器誤差主要來(lái)源于兩個(gè)方面。一是儀器結(jié)構(gòu)不完善而引起的測(cè)量誤差，如望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸不垂直于水平軸的誤差、水平軸不垂直于儀器豎軸的誤差等，這類(lèi)誤差的大小可以通過(guò)嚴(yán)格的儀器檢驗(yàn)校正，控制在較小的范圍內(nèi)。同時(shí)，這些誤差大部分呈現(xiàn)為系統(tǒng)誤差，可以采用適當(dāng)?shù)挠^測(cè)方法，在最終觀測(cè)成果中消除其影響。二是因?yàn)閮x器制造不完備引起的測(cè)量誤差，如度盤(pán)的分劃誤差、儀器偏差、望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦運(yùn)行差等，這些誤差是不能用儀器檢驗(yàn)校正的方法減小其影響的，只能采用合理的觀測(cè)方案加以限制或消除。例如度盤(pán)的分劃誤差對(duì)于光學(xué)經(jīng)緯儀而言，一般不會(huì)超過(guò)±3，其影響比較小。進(jìn)行水平角觀測(cè)時(shí)，還可以通過(guò)測(cè)回間變換度盤(pán)位置的方法進(jìn)一步減弱影響。而儀器偏心誤差是由水平度盤(pán)和照準(zhǔn)部偏心誤差綜合影響的，根據(jù)它的影響規(guī)律，其影響可以采用上下半測(cè)回觀測(cè)取平均值的方法加以消除。

5.2水平角觀測(cè)的誤差

第一，對(duì)中誤差。這當(dāng)中既包含觀測(cè)者在安置儀器時(shí)的對(duì)中誤差，也包含儀器的誤差（如光學(xué)對(duì)中器誤差）。為了減小對(duì)中誤差的影響，尤其當(dāng)邊長(zhǎng)較短時(shí)，要特別注意對(duì)中。第二，儀器整平誤差。儀器整平誤差是指安置儀器時(shí)儀器豎軸沒(méi)有完全處于鉛垂線上，這種誤差是不能用觀測(cè)方法來(lái)消除的，所以在觀測(cè)過(guò)程中，要經(jīng)常檢查，若發(fā)現(xiàn)水準(zhǔn)管氣泡偏離超過(guò)一格，應(yīng)立即停止觀測(cè)，并重新安置儀器，重新觀測(cè)。

參考文獻(xiàn)：

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［4］白裕良，徐云龍.礦山測(cè)量［M］.北京：煤礦工業(yè)出版社，1990.

Field Process and Horizontal Angle Observation Error of Theodolite Traverse Measurement

YUAN Yue-kui
(Coal Geology No. 204 Exploration Team of Heilongjiang Province, Qitaihe 154600, China)

Abstract:Theodolite traverse measurement is one of the measurements of mining geology, building construction and other industries, the field process is an important part of the theodolite survey. Field process of theodolite traverse survey mainly include technique measuring of scouting and reconnaissance, the angle measurement, theodolite traverse orientation and side measurement with geodimeter.

Key words:Theodolite; Traverse survey; Field process

作者簡(jiǎn)介：袁越奎（1987-），男，黑龍江七臺(tái)河人，助理工程師，主要從事地質(zhì)測(cè)量工作。

收稿日期：2015- 12- 25

中圖分類(lèi)號(hào)：TK267

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1674-8646（2016）03-0032-02