天津市测绘院 天津 300381
摘要：针对现有全站仪重复观测点处理过程中存在的问题，本文提出一种顾及重复观测点的全站仪展点程序，提升重复观测点判读工作的自动化。
关键词：重复观测点；点位较差；粗差
1 引言
利用全站仪进行测量时，为提高观测精度，作业人员经常在不同测站对同一测点进行重复观测。通过计算重复观测点位多次观测值之间的较差，发现观测值中可能存在的粗差。
现阶段，大部分全站仪展点程序是将所有观测点直接展绘至CAD，然后采用人工模式判读重复观测点。这种工作模式工作量大，过程繁琐，极大地限制了测绘成果生产效率。为解决上述问题，本文改进现有展点程序算法，提出一种顾及重复观测点的全站仪展点程序。
2 问题
（1）工程背景
以观测某简易房屋为例：分别在测站1和测站2位置架设全站仪观测房角点A、B、C、D。其中，测站1观测点位为房角点A、D、C，对应观测值为A1，D1，C1；测站2观测点位为房角点B、C、D，对应观测值为B2，C2，D2。利用现有展点程序将全部观测点位值展绘至CAD中，如图1所示。
图1 CAD展点图
（2）重复观测点判读
由图1可知，房角点C和D存在重复观测，需要进行重复观测点判读。基于现有展点程序，重复观测点判读工作模式如下：
（1）首先，进行重复观测点的点位较差计算：C1和C2点位较差为103mm，D1和D2点位较差为35mm。
（2）然后，进行重复观测点初始判读：根据《城市测量规范》（CJJ/T 8-2011）规定：当重复观测点点位较差在±50mm以内时，采用其平均值作为最终成果；当点位较差超出±50mm时，视为观测值存在粗差，应综合现场观测条件剔除粗差。
因此，房角点D的最终观测值为D1和D2点的平均值。
（3）最后，进行观测值粗差判断和剔除。由上文可知，C1和C2点至少有一点存在粗差，需要综合现场观测条件判断。
如图1所示，C1为测站1所属观测值，该测站观测房角点C时与房边CD形成的夹角θ2为极锐角，属于观测劣势角；C2为测站2所属观测值，该测站观测房角点C时与房边CD形成的夹角θ1属于观测优势角。同时，根据房边之间的垂直关系，结合其它已经确定的房角点位置，C2的可靠性更高，因此将C1作为粗差剔除，采用C2作为房角点C的最终观测值。
（3）存在问题
上述工作模式存在以下问题：
（a）工作流程设计不合理，重复观测点位判读所有工作都集中在绘图时完成。如果重复观测点较多，作业人员需要进行点位较差计算、判断，点位平均值计算，粗差初始判断等大量重复性工作，工作量大。
（b）工作自动化程度低，展点程序无法体现观测点与所属测站点的关联关系。重复观测点粗差判断中，需要综合考虑现场观测条件，如：测站点位置精度，观测角度等。上述条件很多都与测点所属的测站位置有关。现有工作模式下，需要根据测点坐标，人工反查原始观测文件，才能确定观测点所属测站，工作效率低。
3新工作模式
（1）工作流程
针对现有工作模式中存在的问题，本文通过修改展点程序，提出一种新的工作模式，实现重复观测点的快速识别。
具体工作流程如下：
（1）首先，将全站仪原始观测文件计算得到的点位坐标进行整理，增加点位识别码（BM）：1表示测站坐标；2表示观测点坐标。
（2）然后，编写新的展点程序，在展点的同时，实现以下工作：a、自动筛选出点位较差在±50mm以内的重复观测点，同时求取其平均值作为最终观测点位展绘；b、实现观测点与所属测站点关联。
（3）最后，利用程序已实现的观测点与所属测站点关联关系，进行重复观测点粗差快速人工剔除。
新工作模式的优点：
（1）优化设计流程，减少人工工作量。在展点过程中，增加重复观测点初始判断环节，利用程序实现所有重复点位较差判读、满足限差的重复点位平均值计算等工作。经过该环节之后，只需要人工判读包含粗差的重复点位，极大减少了工作量。
（2）自动化程度高，编写辅助程序实现快速查找测点所属测站点的功能。通过改进已有展点程序，在展点同时区分点位属性，实现测站点与测点位置关联。该关联关系作为最终人工处理粗差的辅助程序，减少大量重复性工作，提高工作效率。
（2）程序设计
由上文可知，程序实现包括以下两部分：
图2 重复观测点初始判断设计流程
a、重复观测点初始判断
图3为重复观测点初始判断的程序设计流程，其核心部分是点位较差的判断与处理。通过该程序，自动筛选出点位较差在±50mm以内的重复观测点，同时求取其平均值作为最终观测点位展绘。
b、测站点与测点关联。
测站点与测点关联则采用CAD编组（group）的方法实现。首先按照图2中的格式，在全站仪坐标文件中增加编码（BM）列。通过赋予测站点和测点不同的编码值，区分架设测站数。然后，展点时将每个测站点与该测站观测点编为1组。鼠标选择任意测点时，即可直观显示该测点所属测站点。
采用编组方法优势：（1）组只是一个选择集，组中对象仍然互相独立。选中编组，既可修改编组中全部对象的公共属性，同时在属性框底部对象类型的下拉列表中，可以选择编组中任意实体单独修改其属性。（2）在默认状态下，单机编组中任意对象会选中整个编组。如果在“选择集”选项卡中取消“对象编组”选项，光标移动到编组内任意对象上时，选择预览会显示组内所有对象，但单击时就只能选择当前对象。
4 结语
本文提出一种全站仪重复观测点判断工作新模式，极大提升重复观测点识别工作的自动化，进而提高工作效率。
当今科技飞速发展，测绘工作者也应该不断的积累经验，在测量方法和模式上推陈出新；同时，应该经常总结并解决现有工作中遇到的问题，不断提高工作效率，减少发生错误的可能。
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论文作者:吕成亮
论文发表刊物:《防护工程》2019年10期
论文发表时间:2019/8/14
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