測繪知識 | 淺析隧道導線測量

淺析隧道導線測量

摘要：結合實際分析測距導線閉合差超限原因及應采取的主要措施。

關鍵詞：導線 閉合差 超限

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      一、問題的提出

      隨著測距技術的發展，各種測距儀、全站儀在導線測量中得到了廣泛應用。在實際作業中，如果依據的控制點成果精度低，同時又不大注意測距儀器的使用，則施測結果常滿足不了測量規范相應等級的精度要求，造成不良后果，輕則返工、延誤工期；重則給人民的生命、財產造成重大損失。因此，如何正確地使用這些先進的儀器，一次性達到測距導線測量成果的精度要求，是本文討論的重點問題。

　　本人參加的太中銀鐵路工程測量工作，施測技術方案設計五等二級導線方位角閉合差不超過±20√n，導線全長相對閉合差不超過1/10000，滿足1：1000測圖精度（點位精度小于0.1m，點間精度小于0.1m）要求，在觀測時，儀器觀測員認識不到儀器存在“三軸誤差”（包含視準軸誤差、水平軸傾斜誤差和垂直軸傾斜誤差）和儀器制造、校準、磨損等原因產生的機械結構誤差（包含度盤和測微尺分劃誤差、照準部和度盤偏心誤差、光學測微器行差，照準部旋轉、微動螺旋旋轉和光學測微器隙動差），簡化規范中規定的有關儀器操作，往往易造成水平角誤差超限；在測距時簡化程序，以全站儀所測平距代替地球表面某兩個點的空間距離，忽略觀測高差或觀測天頂距，導致最終導線平差成果是導線全長相對閉合差不超過限差，卻導線最弱點位精度、最弱點間精度、最弱邊長相對中誤差均超限，不能很好滿足工程設計要求。

      二、成果超限的主要原因

      2.1、使用的全站儀、棱鏡腳架未檢驗、校正；

      2.1.1、全站儀在出廠前，雖然將豎盤的指標差、水平度盤的視準軸誤差已測定，并存入儀器中，但儀器經長期使用，其值已發生變化。作業時使用未檢驗的儀器進行作業，或雖經專業機構檢驗，但未及時將豎盤的指標差、水平度盤的視準軸誤差及時存入儀器，測水平角和垂直角時，又每次只讀一個讀盤位置，測半個測回，使2C值偏大，沒有及時發現，致使測角測距產生系統誤差。這是造成閉合差超限的主要原因之一。

      2.1.2、忽略對全站儀、棱鏡等光學對點器的檢驗、校正。對使用的全站儀檢查發現：光學對點器的對中誤差已超過±2mm，檢驗還發現腳架的基座螺絲和腳尖鐵插螺絲松動，易使氣泡偏離。

      2.2、水平角觀測產生目標偏心

      2.2.1、由于忙于趕進度，急于獲取觀測成果，有時不顧觀測條件的好壞，在目標不清晰、霧氣較大，天氣透明度差的天氣觀測，產生照準誤差大、測距精度低。

      2.2.2、觀測導線的水平角時，導線點被高桿農作物擋住視線，架設棱鏡不通視。用花桿做照準目標，距離較近、花桿粗、不易照準。再則花桿豎的不直，只能照準花桿上部，產生照準目標偏心。導線點間距離越近，偏心越大。

      2.3、未按測量規范的有關規定進行作業

表1 導線測量技術要求

其中M為所測地形圖比例尺，n為轉角數

表2 水平方向觀測的技術要求

表3 天頂距觀測的技術要求

　　水平角、天頂距觀測應嚴格按照表1-3執行，重測水平角和垂直角，可只測半個測回，且必須變換度盤位置，避免水平角觀測達不到精度要求，方位角閉合差超限。垂直角觀測達不到精度要求，直接影響測距精度，使導線全長閉合差超限。

      三、應對采取的措施

      3.1、對使用的儀器、腳架要進行嚴格的檢驗、校正。全站儀也不能例外。不能忽略對光學對點器的檢校，要固緊基座螺絲和鐵插螺絲。

      3.2、不宜在霧天、雨天、大氣透明度差、目標不清晰的天氣中觀測。

      3.3、全站儀要在相對180°的2個讀數裝置上讀取水平角和垂直角，以消除度盤的偏心差。

      3.4、正確地選擇的設置目標。注意以下幾點：

      3.4.1、架設棱鏡要能通視：作業時更好采用三聯腳架法進行導線水平角觀測，以提高導線水平角觀測工效，減弱儀器對中誤差和目標偏心對測角精度的影響，以提高方位角的推算精度。

      3.4.2、測導線水平角時，導線點上架設棱鏡看不見，不使用花桿做目標，而采用φ6的2.5m長而直的冷撥絲鋼筋桿做照準目標。冷拔絲桿上涂以紅白相間的調和漆，桿上端綁上紅白小測旗代替花桿效果較好。立冷拔絲桿時，成90°角的2個方向用垂球線吊直，然后用3根細鐵絲成120°角的3個方向，將其固定在導線點上。照準目標時盡量照準下部。

      3.4.3、當導線點被高桿農作物擋住視線，立1根冷拔絲桿仍看不見時，應將3根冷拔絲桿用細鐵絲綁在一起構成三角架，中間插入0.5 m，露出2 m的1根冷拔絲桿，用細鐵絲與冷拔絲桿三角架綁緊，使其高度達4.5 m，再在桿上端綁上紅白小測旗，即可作為照準目標用。

      3.5、 嚴格按照《新建鐵路工程測量規范》要求作業。測距導線測量的主要技術要求，應符合表1有規定；水平角按方向觀測法進行觀測，各項限差要符合表2規定；天頂距觀測應符合表3有關規定。當觀測結果不符合要求時，應進行重測，并應遵守重測的有關規定。

      3.6、改變測距時只測平距，不加任何改正的作業習慣，嚴格按照《新建鐵路工程測量規范》要求，對儀器所測的電磁波測距邊加氣象改正、加常數、乘常數改正后的斜距，才能斜改平計算。

      3.7、目前現有的測距儀、全站儀都有自動氣象改正裝置或自動氣象改正程序，只須根據實地測出的氣溫和氣壓，查出氣象因子，將其輸入儀器中由儀器自動改正。儀器加常數改正值，由儀器檢測結果得出，可直接加在觀測結果中，儀器乘常數數值隨溫度等條件而變化，一般不宜加此改正。

      3.8、斜距劃算為平距時可根據觀測高差進行，也可根據觀測垂直角進行。如果設站時存在儀器和反射鏡的安置中心與標石或導線點中心不重合時，還應測量偏心距對平距進行歸心改正。另外依照規范的規定，有時應將觀測到的平距劃算到橢球面和高斯投影面（或測區的平均高程面）上，即通常所說的兩化改正。