测绘知识 | 浅析隧道导线测量

浅析隧道导线测量

摘要：结合实际分析测距导线闭合差超限原因及应采取的主要措施。

关键词：导线 闭合差 超限

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      一、问题的提出

      随着测距技术的发展，各种测距仪、全站仪在导线测量中得到了广泛应用。在实际作业中，如果依据的控制点成果精度低，同时又不大注意测距仪器的使用，则施测结果常满足不了测量规范相应等级的精度要求，造成不良后果，轻则返工、延误工期；重则给人民的生命、财产造成重大损失。因此，如何正确地使用这些先进的仪器，一次性达到测距导线测量成果的精度要求，是本文讨论的重点问题。

　　本人参加的太中银铁路工程测量工作，施测技术方案设计五等二级导线方位角闭合差不超过±20√n，导线全长相对闭合差不超过1/10000，满足1：1000测图精度（点位精度小于0.1m，点间精度小于0.1m）要求，在观测时，仪器观测员认识不到仪器存在“三轴误差”（包含视准轴误差、水平轴倾斜误差和垂直轴倾斜误差）和仪器制造、校准、磨损等原因产生的机械结构误差（包含度盘和测微尺分划误差、照准部和度盘偏心误差、光学测微器行差，照准部旋转、微动螺旋旋转和光学测微器隙动差），简化规范中规定的有关仪器操作，往往易造成水平角误差超限；在测距时简化程序，以全站仪所测平距代替地球表面某两个点的空间距离，忽略观测高差或观测天顶距，导致最终导线平差成果是导线全长相对闭合差不超过限差，却导线最弱点位精度、最弱点间精度、最弱边长相对中误差均超限，不能很好满足工程设计要求。

      二、成果超限的主要原因

      2.1、使用的全站仪、棱镜脚架未检验、校正；

      2.1.1、全站仪在出厂前，虽然将竖盘的指标差、水平度盘的视准轴误差已测定，并存入仪器中，但仪器经长期使用，其值已发生变化。作业时使用未检验的仪器进行作业，或虽经专业机构检验，但未及时将竖盘的指标差、水平度盘的视准轴误差及时存入仪器，测水平角和垂直角时，又每次只读一个读盘位置，测半个测回，使2C值偏大，没有及时发现，致使测角测距产生系统误差。这是造成闭合差超限的主要原因之一。

      2.1.2、忽略对全站仪、棱镜等光学对点器的检验、校正。对使用的全站仪检查发现：光学对点器的对中误差已超过±2mm，检验还发现脚架的基座螺丝和脚尖铁插螺丝松动，易使气泡偏离。

      2.2、水平角观测产生目标偏心

      2.2.1、由于忙于赶进度，急于获取观测成果，有时不顾观测条件的好坏，在目标不清晰、雾气较大，天气透明度差的天气观测，产生照准误差大、测距精度低。

      2.2.2、观测导线的水平角时，导线点被高杆农作物挡住视线，架设棱镜不通视。用花杆做照准目标，距离较近、花杆粗、不易照准。再则花杆竖的不直，只能照准花杆上部，产生照准目标偏心。导线点间距离越近，偏心越大。

      2.3、未按测量规范的有关规定进行作业

表1 导线测量技术要求

其中M为所测地形图比例尺，n为转角数

表2 水平方向观测的技术要求

表3 天顶距观测的技术要求

　　水平角、天顶距观测应严格按照表1-3执行，重测水平角和垂直角，可只测半个测回，且必须变换度盘位置，避免水平角观测达不到精度要求，方位角闭合差超限。垂直角观测达不到精度要求，直接影响测距精度，使导线全长闭合差超限。

      三、应对采取的措施

      3.1、对使用的仪器、脚架要进行严格的检验、校正。全站仪也不能例外。不能忽略对光学对点器的检校，要固紧基座螺丝和铁插螺丝。

      3.2、不宜在雾天、雨天、大气透明度差、目标不清晰的天气中观测。

      3.3、全站仪要在相对180°的2个读数装置上读取水平角和垂直角，以消除度盘的偏心差。

      3.4、正确地选择的设置目标。注意以下几点：

      3.4.1、架设棱镜要能通视：作业时更好采用三联脚架法进行导线水平角观测，以提高导线水平角观测工效，减弱仪器对中误差和目标偏心对测角精度的影响，以提高方位角的推算精度。

      3.4.2、测导线水平角时，导线点上架设棱镜看不见，不使用花杆做目标，而采用φ6的2.5m长而直的冷拨丝钢筋杆做照准目标。冷拔丝杆上涂以红白相间的调和漆，杆上端绑上红白小测旗代替花杆效果较好。立冷拔丝杆时，成90°角的2个方向用垂球线吊直，然后用3根细铁丝成120°角的3个方向，将其固定在导线点上。照准目标时尽量照准下部。

      3.4.3、当导线点被高杆农作物挡住视线，立1根冷拔丝杆仍看不见时，应将3根冷拔丝杆用细铁丝绑在一起构成三角架，中间插入0.5 m，露出2 m的1根冷拔丝杆，用细铁丝与冷拔丝杆三角架绑紧，使其高度达4.5 m，再在杆上端绑上红白小测旗，即可作为照准目标用。

      3.5、 严格按照《新建铁路工程测量规范》要求作业。测距导线测量的主要技术要求，应符合表1有规定；水平角按方向观测法进行观测，各项限差要符合表2规定；天顶距观测应符合表3有关规定。当观测结果不符合要求时，应进行重测，并应遵守重测的有关规定。

      3.6、改变测距时只测平距，不加任何改正的作业习惯，严格按照《新建铁路工程测量规范》要求，对仪器所测的电磁波测距边加气象改正、加常数、乘常数改正后的斜距，才能斜改平计算。

      3.7、目前现有的测距仪、全站仪都有自动气象改正装置或自动气象改正程序，只须根据实地测出的气温和气压，查出气象因子，将其输入仪器中由仪器自动改正。仪器加常数改正值，由仪器检测结果得出，可直接加在观测结果中，仪器乘常数数值随温度等条件而变化，一般不宜加此改正。

      3.8、斜距划算为平距时可根据观测高差进行，也可根据观测垂直角进行。如果设站时存在仪器和反射镜的安置中心与标石或导线点中心不重合时，还应测量偏心距对平距进行归心改正。另外依照规范的规定，有时应将观测到的平距划算到椭球面和高斯投影面（或测区的平均高程面）上，即通常所说的两化改正。