李懷海 郭秋云

（山東省煤田地質(zhì)局第一勘探隊，山東 滕州 277599）

現(xiàn)代地籍[1]測量中，普遍使用CORS站技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)RTK布設(shè)圖根點，由于布設(shè)的圖根點均為臨時控制點，經(jīng)常出現(xiàn)圖根控制點丟失或看不清點號的情況；在山區(qū)樹木密集的地方，各種老式房屋分布雜亂無章，使網(wǎng)絡(luò)RTK布設(shè)圖根點非常困難，即使勉強(qiáng)布設(shè)了圖根點，在全站儀測站檢查過程中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)檢查已知控制點不合格，使地籍測量工作難以繼續(xù)或出現(xiàn)不同測站測得的同一界址點點位坐標(biāo)誤差較大的情況。全站儀自由設(shè)站法可以方便、快速地測定各界址點的坐標(biāo)，大幅度地提高實際工作效率。

1 全站儀自由設(shè)站法

全站儀自由設(shè)站法[2-3]又稱為全站儀邊角后方交會。這種交會法的原理：在待定點安置全站儀，測出待定點到已知控制點之間的距離和角度，根據(jù)方向觀測值和邊長觀測值建立方向誤差方程式與邊長誤差方程式，然后按最小二乘原理計算待定點的坐標(biāo)。自由設(shè)站的點位精度[4-5]有兩個方面的影響因素：一是交會角的變化對設(shè)站點精度的影響，見圖1。隨著交會角γ的增大，設(shè)站點點位精度也會相應(yīng)地提高。60°≤γ≤120°點P位于圖中的陰影區(qū)域以及其對稱區(qū)域精度較好；二是控制點數(shù)目對設(shè)站點精度的影響。增加已知控制點數(shù)目，設(shè)站點的點位精度會相應(yīng)提高。且已知控制點分布在待定點異側(cè)時比在同側(cè)的精度要高。但在控制點數(shù)增加到5個以上時精度提高的幅度就會減小。在實際的工程中，不但要考慮精度是否達(dá)標(biāo)，還要顧及到工程的施工時間和成本，因此在實際測量中一般選擇 3～5個控制點是比較合適的。

圖1 交會角的變化對設(shè)站點精度的影響關(guān)系圖

綜上所述，利用本文所述的自由設(shè)站方法對大比例尺測圖來說是行之有效的,它可以減少許多不必要的控制網(wǎng)加密工作并使測站點選擇十分方便靈活，也可使控制測量與碎部測量同時進(jìn)行?？墒棺杂稍O(shè)站的優(yōu)點得到充分發(fā)揮。自由設(shè)站法測站點位選取方便，既克服了后方交會危險圓問題，又彌補(bǔ)了測邊交會的不足。作業(yè)中，有時不必設(shè)置點位標(biāo)志，不需要儀器對中，節(jié)省作業(yè)時間。一般工程實踐中，往往觀測 2～3個已知點即可滿足測量精度的要求。自由設(shè)站具有很高的實用價值，因此被廣泛應(yīng)用于數(shù)字化測圖。

2 自由設(shè)站在地籍測繪中的具體應(yīng)用方法

實際地籍測圖工作中，最需要的是測定待定界址點的坐標(biāo)，測站坐標(biāo)不需要求算。實地地籍測繪界址點時，在通視條件良好的地方架設(shè)全站儀，只需要整平儀器，建立一個獨立的自由設(shè)站的文件，輸入測站點的假定坐標(biāo)（使自由設(shè)站的點落在測區(qū)外，便于以后的數(shù)據(jù)處理）后，直接測量已知圖根控制點或已知坐標(biāo)的精度較高的界址點（記錄已知點的點名和在本文件中的點號）3～5個，再繼續(xù)測量其他界址點，直到將全部界址點測完。本次自由設(shè)站外業(yè)工作結(jié)束。

3 待定點坐標(biāo)的獲取

將外業(yè)測量數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C(jī)，編輯數(shù)據(jù)做成（點名，，Y，X，H）格式的.dat文件，在南方測繪CASS軟件上展點，使用“測站改正”功能，按照軟件要求，按照記錄的點號順序操作，即可得到改正后的點坐標(biāo)文件（.dat）和圖形。在CASS軟件上檢查已知點的附合情況，第一個點完全符合，第二個點存在誤差一般情況為2～3cm，如果超過5cm，說明使用的已知圖根點精度不一致，應(yīng)當(dāng)尋找原因重新操作，直至大部分重復(fù)測點附合很好；否則，重新外業(yè)檢查所使用的圖根點精度，聯(lián)測精度較高的圖根點。

4 實際工作中的數(shù)據(jù)比較

4.1 點位中誤差

統(tǒng)計所有參與自由設(shè)站的圖根點或已知坐標(biāo)的精度較高的界址點的坐標(biāo)與自由設(shè)站獲取的坐標(biāo)差值，計算點位中誤差。如表1。

按照中誤差公式，［△△］=0.001918，n=7；計算得到m=±0.016553m。

表1 坐標(biāo)對比及點位中誤差計算表

4.2 邊長比較

利用自由設(shè)站測點與原來測點坐標(biāo)計算的距離與邊長實地量邊統(tǒng)計結(jié)果如表2。

5 自由設(shè)站操作過程中應(yīng)注意的事項

（1）自由設(shè)站測站點應(yīng)選擇在要測區(qū)域和已知圖根點分布的中間位置，不可緊靠一側(cè)，造成傳算邊較短，待測邊較長的情況，違反了“遠(yuǎn)定向近測量”的原則；

（2）已知圖根點盡量處于自由設(shè)站測站點的兩側(cè)，以減小誤差；

（3）自由設(shè)站觀測的已知圖根點應(yīng)選擇3～5個為佳，且均勻分布；

（4）如圖1所示，自由設(shè)站測站點與兩個已知圖根點的夾角應(yīng)在60°≤γ≤120°，以保證測量精度；

（5）自由設(shè)站應(yīng)單獨存儲為一個文件，防止與其他常規(guī)數(shù)據(jù)混淆；

（6）全站儀在自由設(shè)站點架設(shè)好以后，應(yīng)修改測站點坐標(biāo)，使之展點在測區(qū)外，方便在南方測繪CASS軟件界面上改正數(shù)據(jù)及檢測使用。

表2 計算距離與實地量邊統(tǒng)計對比表

按照中誤差公式，［△△］= 0.0088，計算結(jié)果為：m=±0.023452m。

6 結(jié)束語

本文基于自由設(shè)站的理論基礎(chǔ)，詳細(xì)論述了自由設(shè)站在地籍測量中的應(yīng)用條件、具體操作方法、注意事項，用實例驗證了自由設(shè)站所測界址點的精度完全達(dá)到《地籍規(guī)范》的要求，建議在不容易設(shè)立圖根點、地形復(fù)雜地區(qū)的大比例尺地籍測圖或散點法檢查測圖質(zhì)量時廣泛使用自由設(shè)站，可以大幅度提高工作效率。