关于全站仪闭合导线、附合导线、支导线等导线测量详解

      导线测量是平面控制测量中最常用的方法之一。它将一系列地面点连接成折线形式，依次观测各点间的水平距离和相邻边之间的水平角，然后根据起算数据，计算出所有导线点的平面坐标。核心工具：全站仪，基本观测值：水平角。

导线测量的三种主要形式

1. 闭合导线

图形特征：从一个已知高级控制点出发，经过若干待测点，最后又回到原已知点，形成一个闭合多边形。已知点上必须有一条已知方位角的边。

已知条件：一个已知点的坐标（X， Y）， 一条已知边的方位角。

检核条件：

内角和条件：观测的n边形内角和理论值应为 (n-2) * 180°。产生的差值称为角度闭合差，需进行分配平差。

坐标增量闭合条件：从起点出发，经过各边坐标增量（ΔX， ΔY）的累加，理论上应回归到起点的坐标，即 ΣΔX理 = 0， ΣΔY理 = 0。实际观测值与理论值的差值称为坐标闭合差，用于计算导线全长相对闭合差，评定导线精度。

优点：

具有严密的几何检核条件（角度和坐标双检核），能有效发现观测粗差，控制误差积累。

成果可靠性高。

缺点：

布设时受地形限制，必须能闭合回原点。

适用场景：最常用、最推荐的形式。适用于块状地区的控制测量，如建筑物、广场、厂区、独立山头的测图控制。

2. 附和导线

图形特征：从一个已知高级控制点A和已知方位角αAB出发，经过若干待测点，附合到另一个已知高级控制点C和已知方位角αCD上。

已知条件：两个已知点的坐标（A， C）， 两条已知边的方位角（αAB， αCD）。

检核条件：

方位角闭合条件：根据起始方位角αAB和观测的转折角，可以推算出终边方位角α‘CD。其与已知的αCD的差值称为方位角闭合差。

坐标闭合条件：由A点坐标和观测值推算出的C‘点坐标，与已知的C点坐标之差，称为坐标闭合差。

优点：

同样具有严密的几何检核条件，能有效控制误差。

精度均匀，因为两端都受已知高级控制点约束。

缺点：

需要两个已知高级控制点。

适用场景：适用于带状地区的控制测量，如公路、铁路、河道、管线工程的勘测与施工控制网。

3. 支导线

图形特征：从已知点出发，延伸出1-3个待测点，既不闭合回原点，也不附合到另一个已知点，形成一条“支线”。

已知条件：一个已知点的坐标，一条已知边的方位角。

检核条件：无任何几何检核条件。

优点：

布设灵活，仅需一点一方位即可向前推进。

缺点：

无检核，错误无法发现，误差会逐点累积。

可靠性差，测量规范中对其点数有严格限制（通常不超过2-3个点）。

适用场景：仅用于图根控制点（低等级）的加密或无法布设闭合/附和导线的困难地区。在工程主控制网中应尽量避免使用。

全站仪导线测量外业步骤（以闭合导线为例）

踏勘选点：

在现场选定导线点位置，确保点间通视、稳固、易于安置仪器，并构成良好图形。

埋设标志（木桩、水泥桩、钉子等）。

外业观测：

安置仪器：在已知点B安置全站仪，对中、整平。

定向：盘左位置，后视已知点A，将水平度盘读数设置为已知方位角αBA（或0°00‘00“）。

观测：

转动照准部，瞄准前视点1（第一个待测点）。

测量水平角（即∠A-B-1的内角）和水平距离（B到1的平距）。

根据需要测量高程（三角高程法）。

搬站：将仪器迁至点1，后视点B，前视点2，重复上述观测步骤。直至观测完全部点并回到起点。

记录：在全站仪或电子手簿中完整记录点号、角度、距离、仪器高、棱镜高等信息。

内业计算流程

无论哪种导线，内业计算都遵循以下“四步法”：

角度闭合差计算与分配：

计算观测角总和与理论角总和之差（角度闭合差fβ）。

判断fβ是否小于规范容许值。若合格，则将fβ反号、平均分配到各观测角上。

推算各边坐标方位角：

根据调整后的起始方位角和改正后的转折角，按“左角公式”或“右角公式”依次推算各边的坐标方位角。

公式（左角）：α前 = α后 + β左 ± 180°

计算坐标增量及其闭合差：

根据各边方位角和平距，计算每边的坐标增量：ΔX = D * cosα， ΔY = D * sinα。

计算坐标增量闭合差（fx， fy）。对于闭合导线，理论增量总和应为0。

若合格，将坐标闭合差（fx， fy）按与边长成比例的原则，反号分配到各坐标增量中，得到改正后的坐标增量。

最后，由已知点坐标加上改正后的逐边坐标增量，依次推算各未知点的最终坐标。

重要注意事项

规范优先：严格遵守《工程测量规范》等对导线等级、边长、角度、测回数、闭合差限差的规定。

外业检核：即使内业有检核条件，外业也应采用“改变起始读数法”观测两个测回，或采用“左右角观测法”（观测所有前进方向的左角和右角，其和应为360°）加强现场检核。

对中整平：这是全站仪测量的基础，尤其在短边导线中，对中误差影响巨大。

杜绝支导线：在主控网中，应通过优化设计，尽量避免使用支导线。必须使用时，需增加检核条件（如观测磁方位角作粗差检查）并严格限制点数。

软件应用：现代测量工作中，内业平差计算普遍采用专业软件（如科傻、平差易等），但掌握其原理是正确使用软件和判断结果合理性的前提。

      总而言之，导线测量是全站仪的核心应用。闭合导线和附合导线是可靠的选择，其中闭合导线应用最广；支导线是不得已的补充，需慎用。成功的导线测量依赖于规范的外业操作、严谨的内业计算和对误差的深刻理解。

      南京环球测绘仪器有限公司提供RTK、全站仪、水准仪、经纬仪、三维激光扫描仪、无人船等测绘仪器的销售、租赁、检定、校正、维修等一站式服务，也承接测绘培训与各种内外业工程测量任务，有相关的需要了解都可以留言或者在线咨询我们，我们将详细为您解答。