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第1篇

關(guān)鍵詞：原理 優(yōu)點 注意事項

中圖分類號： S29 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號：

引言：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，測量儀器和測量技術(shù)發(fā)生了革命性的變革，目前儀器自動化程度和儀器精度以及技術(shù)性等都發(fā)生了很大的變化，全站儀在測量過程中已經(jīng)可以不依靠棱鏡，無棱鏡型的全站儀器不在需要支立棱鏡就可以進行測距，并且將測量精度和測量效率進行了很大的了提升，實現(xiàn)了“即瞄即測”

一．無棱鏡全站儀測量技術(shù)的基本原理與優(yōu)點

1基本．

全站儀測距其實就是電磁波測距；利用電磁波作為載波，運載測距信號，進行精密測距的技術(shù)。其基本原理是根據(jù)電磁波的傳導(dǎo)速度和往返于發(fā)射器與反射器之間的時間，計算發(fā)射器與反射器之間的距離。無棱鏡全站儀測距方法有兩種：脈沖法和相位法。通常條件下，脈沖法的測程遠，相位法的精度高。脈沖法用測量時發(fā)射和接受信號之間的時間間隔來計算距離，多次測量得出平均距離。相位法使用連續(xù)信號，以不同的頻率來調(diào)制載波信號，測出發(fā)射和接受信號之間的相位差，從而求出被測距離，這兩種測距原理與有棱鏡的測距原理相同。

2優(yōu)點

（1）無棱鏡全站儀在測量的范圍內(nèi)，對任何被測物體的表面（玻璃鏡子除外）都適合進行無棱鏡測量，并可以實現(xiàn)單人測量工作，節(jié)省了測量工作的人力。

（2）在實際測量過程中會因地形問題出現(xiàn)，很多懸崖和山澗，這些地方測量人員不能直接到達，這對測量工作造成了很大的困難，而無棱鏡全站儀可以直接獲取這些地點的空間數(shù)據(jù)。為施工人員的工作安全帶來了保障，并且有效提高了工作效率。

（3）無棱鏡全站儀在對坡地和存在地質(zhì)災(zāi)害的土體進行測量時，可以有效對土體滑坡和策將問題進行監(jiān)控

（4）無棱鏡全站儀由于免去了棱鏡，所以不受測距的限制，尤其受不通視條件的影響較小。

（5）無棱鏡全站儀有著強大的測量效率，一般的無棱鏡全站儀測量作業(yè)是傳統(tǒng)全站儀工作效率的二十倍。

二．無棱鏡全站儀的適用條件及注意事項

在進行無棱鏡全站儀使用時要注意如下問題：

（1）無棱鏡全站儀在測量的過程中需要視線開闊，同時要保證被測物體有著極強的反射能力，如果被測物體的反射能力較弱，就會降低無棱鏡全站儀的作業(yè)精度。

（2）無棱鏡全站儀在被測物的選擇上要盡量選取高程較高的測量點，例如建筑墻面、大塊石頭、空曠的地面、公路面等，要保證可以看到地形和地物點。

（3）無棱鏡全站儀在視野不開闊的地區(qū)不宜進行工作，尤其在林區(qū)作業(yè)時，無棱鏡全站儀的測量精度誤差較大

（4）無棱鏡全站儀的作業(yè)原理是利用電磁波來完成反射測量，但是電磁波的發(fā)射需要大量電力支持，所以無棱鏡全站儀的作業(yè)時間相對較短，遇到特殊情況需要連續(xù)作業(yè)要設(shè)置外掛電池進行支援。

（5）無棱鏡全站儀不能對棱鏡、鏡子等玻璃反光物體進行觀測，以免損壞儀器。

（6）無棱鏡全站儀的電磁波射線對人眼有很強的刺激作用，所以在操作時要避免對準(zhǔn)人眼，造成傷害。

（7）無棱鏡全站儀測量十分適合立桿人員無法達到的位置，例如溪谷、公路、懸崖等位置。

（8）無棱鏡全站儀在使用一年后要定期做好設(shè)備檢測，尤其對設(shè)備的激光束發(fā)射方向進行調(diào)整。

三．無棱鏡全站儀在城市規(guī)劃地形測量中的應(yīng)用

在城市規(guī)劃的過程中，土地測量是城市規(guī)劃的重要部分，它對城市的整體規(guī)劃、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、城市建設(shè)管理、都有很大的幫助，并為城市規(guī)劃部門提供合適的比例尺地形，無棱鏡全站儀最大的優(yōu)勢就是可以不接觸被測點，直接獲得建站點的坐標(biāo)，可以提高施工作業(yè)效率，保證測繪的成果和質(zhì)量

1地貌測量；以北臺礦山地貌規(guī)劃測量為例。該礦山先期屬露天開采，隨著巖石的剝離和礦石的采掘四周形成了臺階式陡峭懸崖的深坑采掘；作業(yè)人員很難到達，并且還存在很大的危險性；如果采用從山頂?shù)缴降椎亩秆路柡托逼路柋硎荆茈y反映出現(xiàn)實采掘區(qū)地貌。實際作業(yè)中，我們使用無棱鏡全站儀在采坑四周擺站，對采坑周圍臺階式陡峭懸崖及坑底地形進行逐一詳細測量，直接測出山谷、山脊、洼地、山腳、山頂?shù)鹊匦巫兓c的三維坐標(biāo)，最終繪制出該礦山開采區(qū)的現(xiàn)勢性地形圖

2地物測量；以站前平山路和永豐步行商業(yè)街人防地下商城規(guī)劃測量為例。該項目站前平山路段為公交車l7路、38路、5路的終點站，車流量很大，公交車隨時停靠站點將測量視線遮擋看不到棱鏡；永豐步行商業(yè)街路中擺放較密集的臨時商亭也將測量視線遮擋的較嚴(yán)，觀測棱鏡很困難；給測量工作帶來很大的麻煩。我們運用無棱鏡全站儀測量，穿過公交車上部和臨時商亭頂部對該測區(qū)兩側(cè)的建筑物和商鋪、路燈和電桿、攝像頭和射燈等相關(guān)地物詳細測量，獲得相關(guān)地物的平面坐標(biāo)和高程，最終繪制出該測區(qū)的實際地形圖。

四．無棱鏡全站儀的應(yīng)用幾點體會

1.無棱鏡全站儀的測距性能大大優(yōu)于傳統(tǒng)全站儀，在實際應(yīng)用中其測距的精度和穩(wěn)定性能滿足設(shè)計的測量要求，為土地規(guī)劃提供了質(zhì)量保證。

2.無棱鏡全站儀的測距精度和被測物體表面的顏色和反光度有著直接的關(guān)系，通常情況下物體越淺、反射效果越好所得的測量效果越精確。就算物體表面粗糙，只要物體有著很強的發(fā)射性，測量精度也不會衰減。

3.在無棱鏡全站儀要保證與待測目標(biāo)形成垂直角度，同時要保證兩者之間的視距良好，激光入射角的最大角度不得大于60度

4.影響無棱鏡全站儀測量精度的因素主要來自自然環(huán)境，另外測量距離、發(fā)射角大小和物體的穩(wěn)定性有著直接的關(guān)系，一般情況下所測物體間的距離越大測量的精度就會相對的降低。在雨雪、霧霾、水蒸氣較大的情況下，無棱鏡全站儀的激光傳輸會因水滴、雨水等問題產(chǎn)生光效折射，導(dǎo)致測量精度的降低，并且得不到高質(zhì)量的測量數(shù)據(jù)。

結(jié)束語

無棱鏡全站儀在城市土地測量中的應(yīng)用越來越廣，隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)速度的加快，無棱鏡全站儀會得到更加廣泛的應(yīng)用，無棱鏡全站儀在未來的測量工作中有著極為廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻

[1]范文兵．建筑物日照分析測量內(nèi)容及方法探討[j];城市勘測，2006，（6）：34—35．

[2]范玖國．無棱鏡測量在測繪3維數(shù)字地形圖中的應(yīng)用[j];測繪標(biāo)準(zhǔn)，2009．（1）：47—49．

[3]曹陽．淺談無棱鏡全站儀在地形圖測繪中的應(yīng)用[j];遼寧測繪，2010．（3）：24—25．

第2篇

Abstract:The influence of Gauss projection distortion to several land survey and area calculating methods of land survey are discussed. Calculating discrepancy of land survey brought by these methods is stated with examples.

關(guān)鍵詞:平面面積,高斯投影,坐標(biāo)系

Keywords:flat area;Gauss projection;coordinate system

中圖分類號:P20 文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1006-4311(2010)03-0052-01

0引言

土地面積測量是土地部門經(jīng)常開展的測量工作,一般采用邊界點法在投影平面上計算地塊坐標(biāo)封閉區(qū)域的面積,采用的投影平面在我國通常為高斯投影面,此方法簡單、實用,但當(dāng)采用國家統(tǒng)一的坐標(biāo)基準(zhǔn),在測區(qū)投影面高程較高時,在離中央子午線較遠地方會產(chǎn)生較大的長度變形,引起較大的面積計算誤差,因此,在土地測量工作中有必要討論一些其它的土地測量面積的計算方法,以限制高斯投影變形的影響或統(tǒng)一土地面積計量。下面以廣州市為例,分析高斯投影變形對土地面積測量的影響,給出其它實用的幾種土地測量面積計算方法。

1高斯投影對土地面積測量的影響

高斯投影會產(chǎn)生長度變形,由文獻[2]可知因投影面高程引起的長度變形為:

ΔS1=S•Hm/RA(1)

因參考橢球面投影至高斯平面所引起的長度變形為:

ΔS2=S•y2m/R3m(2)

式中,Hm為歸算邊高出投影面的平均高程,RA為歸算邊方向參考橢球法截弧曲率半徑,Rm為參考橢球面平均曲率半徑,S為歸算邊長度,ym為歸算邊橫坐標(biāo)平均值。其中ΔS1為負值,即投影面高程總是引起歸算邊變短ΔS2為正值,即由橢球面投影至高斯平面總是引起歸算邊變長。為了便于計算,設(shè)RA=Rm=R (R取6363km,采用80橢球參數(shù)計算的平均曲率半徑)可得高斯投影變形所引起的綜合面積變形比m,為:

ms=(1+-)2(3)

2土地測量面積計算的幾種方法

在地籍、房產(chǎn)和礦區(qū)等對精度要求較高的土地面積測量工作中,當(dāng)所測地塊投影變形超過相應(yīng)規(guī)范要求時,可以根據(jù)不同要求用以下幾種方法來計算土地測量的面積:

2.1 計算土地的橢球表面面積

利用文獻[3]所提及的梯形橢球表面面積計算公式:

F=∫∫MNcos(B)dBdL(4)

其中,子午圈曲率半徑M和卯酉圈曲率半徑N的計算式為M=(a為子午圈長半徑,e2為第一偏心率)N=。經(jīng)進一步推算,可得某一經(jīng)度和緯度范圍(L1,L2)、(B1,B2)組成梯形的橢球表面面積S梯。為:

S梯=∫B2B1∫L2L1dBdL=•ln()|B2B1(5)

由于測量地塊通常是不規(guī)則的,直接采用上述公式計算地塊橢球表面的面積不現(xiàn)實,因此,可在設(shè)包圍地塊的梯形橢球面投影至高斯面產(chǎn)生的變形比與地塊投影至高斯面產(chǎn)生的變形比相同的情況下,來求取任意地塊的橢球面面積S橢為:

S橢=S平(6)

式中,S平為地塊在高斯平面投影面面積,S投為包圍地塊經(jīng)緯度組成的梯形橢球面面積,S為投包圍地塊的梯形在高斯平面上的投影面積。

2.2 采用抵償投影面高程或任意帶高斯投影方法建立臨時以測量地塊為中心的局部高斯投影坐標(biāo)系。通過選取適當(dāng)?shù)闹醒胱游缇€和高程面,使上述(3)式求得的面積變形比ms最小,計算土地測量平面面積。

2.3 直接采用投影變形進行面積改正計算方法。根據(jù)高斯投影變形的特點,當(dāng)?shù)貕K形狀為南北狹長,東西跨度較小時,地塊各邊投影變形約相等,此時設(shè)地塊面積總體變形比與地塊中心點處面積變形比一致,根據(jù)上述公式(3)計算地塊中心處的面積變形比m,則有:

S投=(7)

其中,S投為經(jīng)投影改正后地塊面積,S平為地塊在原高斯平面上的測量面積。

3計算實例

設(shè)在離中央子午線約98km處有一地塊,在西安80坐標(biāo)系下測量的土地面積為5146246.688平方米,平均高程為21 m。經(jīng)計算地塊所處位置在國家統(tǒng)一的西安80坐標(biāo)下長度變形約為12 cm/km。

相對實地平面面積,在國家統(tǒng)一的西安80坐標(biāo)系下計算該地塊的土地面積增加了1284.416平方米,產(chǎn)生了較大的變形,相對橢球面積產(chǎn)生了6090.975平方米的變形。

4結(jié)束語

高斯投影的特性決定了土地測量面積投影到高斯平面上均會產(chǎn)生變形,采用不同的高斯投影坐標(biāo)系計算的土地面積結(jié)果各不相同。在大范圍的土地測量面積計算中,為統(tǒng)一土地面積計量直接計算地塊的橢球表面面積是適合的。對一般的土地測量的面積計算,為取得土地測量面積計算結(jié)果與實地平面一致需要采用上述減少投影變形的計算方法,其中方法(3)適宜東西跨度不大的地塊,該計算方法簡單實用,無需經(jīng)過高斯投影正反算等復(fù)雜的計算過程。

參考文獻:

[1]CJJ 8-99.城市測量規(guī)范[S].

第3篇

1．1實測法

實測法是指利用GPS、全站儀等儀器進行農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)界址點實地測量的方法。隨著JXCORS的建成，極大地方便了測繪工作，單人單機即可測量，提高了工作效率。本次試點工作采用JXCORS進行測量，對于滿足JXCORS測量要求的區(qū)域，直接使用JX-CORS采集界址點數(shù)據(jù);不能滿足測量要求的區(qū)域，采用JXCORS布設(shè)圖根控制點，使用全站儀測量界址點坐標(biāo)。

1．2航測法

航測法是指采用航空攝影測量的方法采集農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)界址點數(shù)據(jù)的方法。由于農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)確權(quán)登記項目精度要求較高，一般采用無人機低空攝影測量方法，成圖比例尺為1∶1000，然后在此基礎(chǔ)上調(diào)繪得到界址點坐標(biāo)和地塊圖。1．3圖解法圖解法是以已經(jīng)測得的大比例尺航天數(shù)字正射影像、地籍圖或地形圖為基礎(chǔ)，通過圖解量算獲取界址點坐標(biāo)的方法。可以看出，圖解法需要依賴于已有資料，且需要進行量算，對于缺乏基礎(chǔ)資料或地塊不規(guī)則的丘陵、山區(qū)，該方法受到了一定的局限。

2地塊界址測量方法對比分析

2．1試點概況

贛州市南康區(qū)境內(nèi)大部分為丘陵至低山地貌，北部邊緣地區(qū)有中、低山地貌，沿章江、上猶江兩岸一帶有較廣闊的河谷平原，是贛南較平坦的一個區(qū)域。整個地勢西高東低，南北高中部低，由南北兩端向中、由西向東，逐漸傾斜，中東部形似敞口盆地。一般海拔中部為110m～150m，北部為350m～500m，南部為300m～450m。丘陵、山地、平原各約占總面積的59%、27%、14%。本次試點工作選擇一個比較典型的村莊進行測量，地形即包括低山丘陵區(qū)也包括山前平原，面積約2.4km2。由于本地區(qū)缺少大比例尺影像數(shù)據(jù)、地籍?dāng)?shù)據(jù)，且地形以低山丘陵為主，地塊不規(guī)則，采用圖解法進行界址點測量和地塊圖繪制具有一定的局限性，故本次試點采用實測法和航測法進行對比分析。2．2測量精度分析

2．2．1界址點精度分析

選擇本次測量成果中的876個界址點進行精度分析，所有界址點均有實測法和航測法兩套成果。(1)JXCORS測量界址點精度。眾所周知，目前CORS技術(shù)已經(jīng)成熟，根據(jù)農(nóng)村集體土地所有權(quán)、使用權(quán)和眾多測繪項目的檢查情況，在滿足JXCORS測量要求的情況下，其測量平面精度優(yōu)于3cm，可以滿足NY/T2537－2014《農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)調(diào)查規(guī)程》(以下簡稱《規(guī)程》)中實測界址點的精度要求。本次測量時，每個界址點均獨立觀測兩次，平面較差小于3cm取平均值作為最終成果。當(dāng)然，對于高大樹木遮擋、無線信號影響等不能滿足JXCORS測量要求的區(qū)域，需要全站儀測量等方法輔助測量。(2)無人機低空攝影測量界址點精度。采用無人機低空攝影測量的方法獲取試點區(qū)域的影響，經(jīng)過處理后根據(jù)田埂、農(nóng)村道路等線狀地物分割地塊，得到界址點成果。采用JXCORS對航測法界址點成果進行精度檢查。經(jīng)統(tǒng)計，點位較差小于15cm的界址點有234點，占總數(shù)的26.71%;點位較差在15cm－30cm之間的有515點，占58.79總數(shù)的%;較差在30cm－45cm之間的有127點，占總數(shù)的14.50%。視JXCORS測量成果為真值，計算無人機低空攝影測量的界址點的中誤差為±16.3cm，可以滿足《規(guī)程》中航測法界址點的精度要求。

2．2．2地塊面積精度

本次測量得到了251個地塊，對測量得到的地塊面積進行精度檢核。經(jīng)統(tǒng)計，JXCORS測量得到的地塊面積均滿足《規(guī)程》要求，航測法有兩個地塊面積不能滿足要求，經(jīng)分析原因，使用無人機低空攝影測量時受到樹木遮擋影響，該地塊處影像不清晰，造成面積誤差超限。采用航測法進行地塊圖繪制時，需要認真檢查面積數(shù)據(jù)。與原有地塊檔案對比，發(fā)現(xiàn)面積超限的，分析原因，若是由于本次測量精度較低造成的，需要采用實測法或圖解法重新制作地塊圖和界址點。

2．3工作效率分析

(1)實測法工作效率。經(jīng)統(tǒng)計，本次251地塊、876個界址點，采用JXCORS結(jié)合全站儀實測使用的時間為3工作日，地塊圖繪制時間為1工作日，合計時間為4工作日。(2)航測法工作效率。本次航測時間為0.5工作日，影像內(nèi)業(yè)處理時間為0.5工作日，地塊圖繪制及界址點整理時間為1工作日，共計花費2工作日。當(dāng)然，本次試點工作面積較小，航測外業(yè)效率較低，若大面積航測，效率將會更高。可以看出，航測法效率較高，且野外的工作時間較少，采用航測法可以減少野外工作時間，降低成本和勞動強度，明顯的提高工作效率。

3結(jié)論