1、第 卷 第 期 年 月测绘与空间地理信息 ，收稿日期：作者简介：朱光耀（），男，甘肃泰安人，助理工程师，学士，主要从事测绘保障方面的应用研究工作。测量作业中距离检核方法对比分析朱光耀，谢志越，杨庆宇，黎朝鹏（部队，青海 西宁；部队，天津）摘要：在对野外测量作业成果质量检核时，经常使用全站仪测距与大地线长比较做检核，但发现在新疆地区检核时出现误差较大的现象，由此展开分析可知，主要是由于经度的变化影响反算的大地线长，在短距离时使用高斯平均引数公式反算大地线长与全站仪测距具有可比性，而使用全站仪测距检核空间坐标计算的距离更为可靠。关键词：测距；检核；高斯平均引数；大地线长中图分类号：文献标识码：文章
2、编号：（），（，；，）：，：；引 言野外测量工作中，经常采用 技术与全站仪、水准仪相结合的方法进行测量工作。定位技术在地球物理勘察、航空与卫星遥感、民用导航、大地测量、工程勘测等领域，展示了其优越性和巨大的潜力。可以直接精确测定地面点的三维坐标，使得传统的大地测量的布网方法、作业手段和数据处理产生了革命性的变革。随着 技术的日趋完善，各类大中型工程控制网都优选了此技术。我们在对工程成果进行检验时，经常使用全站仪测量对大地主题反算出的大地线长与测量成果进行检核，但在新疆地区测量时出现距离检核误差较大的现象。所以本文将结合实例，对应用全站仪测距检核反算大地线长时所需要注意问题进行分析。基本概念 全
3、站仪测距全站仪电子测距的原理就是利用电磁波的直线传播特性通过测定电磁波在两点间传播所用时间，利用物理学原理计算出两点间的距离。全站仪测距边长主要是指斜距与平距。在不考虑温度、湿度和大气折射等外界条件影响的情况下，全站仪测量的斜距是全站仪电磁波测距发射中心到反光镜之间的距离（不考虑参考椭球面），在数值上不等于连接两标石中心间的直线斜距。全站仪测量的平距是归算到两标石中心的平均高程面的距离。全站仪在使用勾股定理计算测站之间的平距时，已将地面当成平面来考虑。如图 所示。图 全站仪测距图 大地主题反算大地主题反算是指已知、两点的大地坐标（，）、（，）反算、的大地线长 和大地方位角、。短距离（）时通常采
4、用高斯平均引数方法进行大地问题反算，如图 所示。高斯平均引数反解公式推求步骤：）已知两点间的纬差、经差 和平均纬度，导出，求。）由、和 计算 和。高斯平均引数公式如公式（）所示。（）（）图 高斯平均引数图 贝赛尔大地主题解算的基本思想是将椭球面上的大地元素按照贝赛尔投影条件投影到一个辅助球面上，然后在这个辅助球面上进行大地主题解算，最后再将计算结果换算到椭球面上。这种方法的关键问题是找出椭球面上的大地元素与球面上相应元素之间的关系式，公式 和图 如下所示。（）（）（）（）（）（）检验方法与实例分析 检验前的准备工作在进行实际测量工作中，往往 个点之间没有 直接观测边，而是通过 三维自由网平差得
5、到的控制点坐标，然后应用控制点坐标测量计算待测点坐标，在待 测点应用全站仪测距对大地主题反解的大地线长进行距离检核。在距离检验以前，首先保证 控制网测出的控制点质量可靠。本次检验使用的 的标称精度为（），全站仪的测距标称精度为（）。图 贝塞尔公式图 检验方法全站仪测距对大地主题反算出大地线长的检验方法，是由控制点对待测点进行角度和距离观测，通过已知控制点计算未知点坐标，然后通过大地主题反算大地线长，在未知点架设全站仪测距对大地线长进行检核，全站仪测得的两点间距离是经过温度、湿度、大气折射改正后的距离，从而达到使用全站仪测距对测量成果检核的目的。实例分析北京地区测量时，通过全站仪测距与大地线长比
6、较见表，大地线长分别通过高斯平均引数公式反算和贝塞尔公式反算得出，以及空间坐标计算出边长距离，通过全站仪测距对以上距离进行检核。表 北京地区距离比较表（单位：）（：）边号 大地线长（高斯平均引数）大地线长（贝塞尔公式）空间坐标计算距离 全站仪测距 第 期朱光耀等：测量作业中距离检核方法对比分析 北京地区通过高斯平均引数公式方法反算大地线长与全站仪测距基本一致；而使用贝塞尔公式反算大地线长则与全站仪测距有一定误差，最小误差为 ，最大误差为 ；使用空间坐标计算距离与全站仪测距结果比较相差更小，最大误差仅为 。新疆地区实测结果经过大地主题反算大地线长和空间坐标反算距离，同全站仪测距对比分析见表，计算
7、方法同北京地区计算方法一致。新疆地区通过高斯平均引数公式方法反算大地线长与全站仪测距误差较大，最小误差为 ，最大误差达到 ；使用贝塞尔公式反算大地线长则与全站仪测距误差与使用高斯平均引数反算大地线长误差基本一致；而空间坐标计算距离与全站仪测距结果比较，最大误差仅为 。通过北京地区数据可以发现，在进行距离检核时，短距离应用高斯平均引数公式反算大地线长同全站仪测距具有可比性。贝塞尔公式更适合于反算中长距离的大地线长。空间坐标反算距离同全站仪测距比较更为接近，更适合于应用全站仪进行距离检核。而在新疆地区通过高斯平均引数和贝塞尔公式方法反算大地线长与全站仪测距相比较则不太适合，空间坐标计算距离与全站仪
8、测距相比误差较小，使用全站仪测距进行检核时，与空间坐标计算距离检核更为可靠。表 新疆地区距离比较表（单位：）（：）边号 大地线长（高斯平均引数）大地线长（贝塞尔公式）空间坐标计算距离 全站仪测距 结束语在外业测量过程中，应用全站仪对距离检核时应注意一些问题，短距离时反算大地线长与全站仪测距可进行直接比较，但在新疆地区时出现误差较大的现象。根据高斯平均引数反算大地线长公式可知，大地线长反算同经纬度有关，北京与新疆地区纬度相差不大，而经度差别较大，说明经度对大地线长反算影响较大。而贝塞尔公式反算大地线长与全站仪测距误差较大，说明其较为适用于中长距离反算大地线长。空间坐标计算距离与全站仪测距误差较小
9、，所以应用全站仪测距对空间坐标计算进行距离检核误差更小，更符合测量要求。参考文献：徐绍铨，张华海，杨志强，等 测量原理及应用武汉：武汉大学出版社，陈俊林全站仪对 基线边长的检验分析安徽农业科学，（）：徐晓晗，谢云开，李亚军大地主题解算实用算法科学技术与工程，（）：史国友，周晓明，贾传荧贝塞尔大地主题正解的改进算法大连海事大学学报，（）：张海港全站仪对 基线边长检验探讨全球定位系统，（）：编辑：张 曦（上接第 页）参考文献：李全荣，刘亮基于 系统的自编码编绘成图方法及实现测绘标准化，（）：武润泽几种精准快速的大比例尺地形图测绘方法北京测绘，（）：李志华，楼亨庞，王英红基于 技术的数字化自动成图方法地理空间信息，（）：邹丹，蔡国辉，陈美智，等一种改进的基于南方 的“简编码”测图法应用佳木斯大学学报（自然科学版），（）：李楠基于南方 数字化测图的作业过程及使用技巧测绘与空间地理信息，（）：陈冬晖，张忠坤南方 简码法在数字化测图内外业一体化中的应用测绘与空间地理信息，（）：，编辑：刘莉鑫 测绘与空间地理信息 年
