闭合导线的坐标计算
现以图6-11所注的数据为例(该例为图根导线),结合“闭合导线坐标计算表”的使用,说明闭合导线坐标计算的步骤。
1.准备工作
将校核过的外业观测数据及起算数据填入“闭合导线坐标计算表”中,见表6-6,起算数据用单线标明。
2.角度闭合差的计算与调整
(1)计算角度闭合差 如图6-11所示,n边形闭合导线内角和的理论值为:
(6-5)
式中 n——导线边数或转折角数。
由于观测水平角不可避免地含有误差,致使实测的内角之和不等于理论值,两者之差,称为角度闭合差,用fβ表示,即
(6-6)
(2)计算角度闭合差的容许值 角度闭合差的大小反映了水平角观测的质量。各级导线角度闭合差的容许值fβp见表6-3和表6-4,其中图根导线角度闭合差的容许值fβp的计算公式为:
(6-7)
如果>,说明所测水平角不符合要求,应对水平角重新检查或重测。
如果≤,说明所测水平角符合要求,可对所测水平角进行调整。
(3)计算水平角改正数 如角度闭合差不超过角度闭合差的容许值,则将角度闭合差反符号平均分配到各观测水平角中,也就是每个水平角加相同的改正数vβ,vβ的计算公式为:
(6-8)
计算检核:水平角改正数之和应与角度闭合差大小相等符号相反,即
(4)计算改正后的水平角 改正后的水平角βi改等于所测水平角加上水平角改正数
(6-9)
计算检核:改正后的闭合导线内角之和应为(n-2)×180˚,本例为540˚。
本例中fβ、fβp的计算见表6-5辅助计算栏,水平角的改正数和改正后的水平角见表6-6第3、4栏。
3.推算各边的坐标方位角
根据起始边的已知坐标方位角及改正后的水平角,按式(4-18)和式(4-19)推算其它各导线边的坐标方位角。
本例观测左角,按式(4-18)推算出导线各边的坐标方位角,填入表6-6的第五栏内。
计算检核:最后推算出起始边坐标方位角,它应与原有的起始边已知坐标方位角相等,否则应重新检查计算。
4.坐标增量的计算及其闭合差的调整
(1)计算坐标增量 根据已推算出的导线各边的坐标方位角和相应边的边长,按式(6-1)计算各边的坐标增量。例如,导线边1-2的坐标增量为:
用同样的方法,计算出其它各边的坐标增量值,填入表6-6的第7、8两栏的相应格内。
(2)计算坐标增量闭合差 如图6-12a所示,闭合导线,纵、横坐标增量代数和的理论值应为零,即
(6-10)
实际上由于导线边长测量误差和角度闭合差调整后的残余误差,使得实际计算所得的、不等于零,从而产生纵坐标增量闭合差Wx和横坐标增量闭合差Wy,即
(6-11)
(3)计算导线全长闭合差WD和导线全长相对闭合差WK 从图6-12b可以看出,由于坐标增量闭合差Wx、Wy的存在,使导线不能闭合,1-1′之长度WD称为导线全长闭合差,并用下式计算
WD= (6-12)
仅从WD值的大小还不能说明导线测量的精度,衡量导线测量的精度还应该考虑到导线的总长。将WD与导线全长∑D相比,以分子为1的分数表示,称为导线全长相对闭合差WK,即
(6-13)
以导线全长相对闭合差WK来衡量导线测量的精度,WK的分母越大,精度越高。不同等级的导线,其导线全长相对闭合差的容许值WKP参见表6-3和表6-4,图根导线的WKP为1/2 000。
如果WK>WKP,说明成果不合格,此时应对导线的内业计算和外业工作进行检查,必要时须重测。
如果WK≤WKP,说明测量成果符合精度要求,可以进行调整。
本例中Wx 、Wy、WD及WK的计算见表6-6辅助计算栏。
(4)调整坐标标增量闭合差 调整的原则是将Wx 、Wy反号,并按与边长成正比的原则,分配到各边对应的纵、横坐标增量中去。以vxi、vyi分别表示第i边的纵、横坐标增量改正数,即
(6-14)
本例中导线边1-2的坐标增量改正数为:
用同样的方法,计算出其它各导线边的纵、横坐标增量改正数,填入表6-6的第7、8栏坐标增量值相应方格的上方。
计算检核:纵、横坐标增量改正数之和应满足下式
(6-15)
(5)计算改正后的坐标增量 各边坐标增量计算值加上相应的改正数,即得各边的改正后的坐标增量。
(6-16)
本例中导线边1-2改正后的坐标增量为:
用同样的方法,计算出其它各导线边的改正后坐标增量,填入表6-6的第9、10栏内。
计算检核:改正后纵、横坐标增量之代数和应分别为零。
5.计算各导线点的坐标
根据起始点1的已知坐标和改正后各导线边的坐标增量,按下式依次推算出各导线点的坐标:
(6-17)
将推算出的各导线点坐标,填入表6-6中的第11、12栏内。最后还应再次推算起始点1的坐标,其值应与原有的已知值相等,以作为计算检核。
表6-6 闭合导线坐标计算表
点号 | 观测角
(左角) |
改正数
″ |
改正角 | 坐标方位角α | 距离D
/m |
增量计算值 | 改正后增量 | 坐标值 | 点
号 |
||||
Δx/m | Δy/m | Δx/m | Δy/m | x/m | y/m | ||||||||
1 | 2 | 3 | 4=2+3 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | |
1 | 335°24′00″ | 201.60 | +5
+183.30 |
+2
-83.92 |
+183.35 | -83.90 | 500.00 | 500.00 | 1 | ||||
2 | 108°27′18″ | –10″ | 108°27′08″ | 683.35 | 416.10 | 2 | |||||||
263°51′08″ | 263.40 | +7
-28.21 |
+2
-261.89 |
-28.14 | -261.87 | ||||||||
3 | 84°10′18″ | –10″ | 84°10′08″ | 655.21 | 154.23 | 3 | |||||||
168°01′16″ | 241.00 | +7
-235.75 |
+2
+50.02 |
–235.68 | +50.04 | ||||||||
4 | 135°49′11″ | –10″ | 135°49′01″ | 419.53 | 204.27 | 4 | |||||||
123°50′17″ | 200.40 | +5
-111.59 |
+1
+166.46 |
-111.54 | +166.47 | ||||||||
5 | 90°07′01″ | –10″ | 90°06′51″ | 307.99 | 370.74 | 5 | |||||||
33°57′08″ | 231.40 | +6
+191.95 |
+2
+129.24 |
+192.01 | +129.26 | ||||||||
1 | 121°27′02″ | –10″ | 121°26′52″ | 500.00 | 500.00 | 1 | |||||||
335°24′00″ | |||||||||||||
2 | |||||||||||||
∑ | 540°00′50″ | –50″ | 540°00′00″ | 1137.80 | -0.30 | -0.90 | 0 | 0 | |||||
辅
助 计 算 |
-)
< |