摘要 介绍了断面测量系统的组成及其在洞库容量测量中的应用。侧重探讨了洞库容量

　　测量的方案、断面测点坐标的计算以及洞库在不同液面高程下的体积计算等,并分析了断面采样的精度和密度对洞库容量测量精度的影响。

　　库方向采集一系列垂直或水平断面,然后对数据进行处理来确定洞库容量,以及洞库在某一液面

　　维控制导线,在测导线的同时,测定导线点处的垂直断面。再通过一定的数据处理,求得洞库容量或某一液面高程下液体的体积。

　　司全新系列产品,其中TCR型具有激光测距功能,可在红外/激光测量模式间切换使用,无合作

　　10-6D),是具有断面测量功能的理想全站仪。上述断面测量系统各有优缺点。AMT3000

　　实现测量自动控制,其步进增量在0.1°～99.9°范围内任意选择,旋转测量范围为360°,角度分辨率

　　1′05″,无棱镜测距测程远,但造价较高,另外系统要借助经纬仪实现定位;TPS300系列工程全站仪,集测距测角于一体,有断面测量功能,具有较

　　高的测距测角精度,能实现断面设站点自身定位,但存在测量盲区,即仪器正下方60°范围内无法测到;由DISTO加电子经纬仪组成的断面仪,造价较低、精度高,但测程较近,同样存在测量盲区。

　　无合作目标测距仪通常指红外激光测距仪。在一定的测量范围内,测距不需要反射棱镜,仪器发出的红外激光打到哪里,就测到哪里,从而加快

　　了测量速度,且不受测量点位的限制。将这种测距仪与电子经纬仪、测角基座等测角设备相结合就能组成较好的断面测量系统。

　　目前,无合作目标测距仪主要有徕卡公司生产的DIOR3002红外激光测距仪,DISTO手持式

　　激光测距仪系列,TPS300系列中各种TCR型全站仪等等。DIOR3002是徕卡公司的前期产品,无合作目标最远测程可达350m,测距精度为

　　心部件为无棱镜测距仪DIOR3001或DIOR3002,它安装在能控制测距仪旋转的主机上,外加计算机、电源等附属设备。DISTO系列有多种类型,其中加强型的DISTO无合作目标最远测程为60m,测距精度±2mm,其它型号无合作目标最远测程

　　常见的洞库类型主要有直线种。不同类型的洞库,采集断面的位置不同。对于直线型一般采集与洞库轴线垂直的一系列断面,这些断面通常彼此平行;折线型的洞库,

　　曲线型的洞库所要采集的断面应与法向一致。根据洞库的情况,首先在实地选择需要测量

　　测出断面设站点在某一洞库测量坐标系中的坐标。高程值可采用三维控制测量或水准测量的方

　　中,需建立洞库同一空间三维测量坐标系O2XYZ。以第一断面的设站点的仪器中心O为原点,该点

　　则确定,见图1。每一断面自身的断平面坐标系o2xz是以该断面处仪器中心O为原点,过原点的铅垂线为z轴,水平方向为x轴。见图2。

　　在确定断面面积和显示断面时,由于采集断面边界点的数量有限,如将各点连接成多边形处理,其反映实际情况的程度较差。而张力样条函数

　　插值是根据采样点的分布进行插值,显著特征是具有一个张力系数σ,选择合适的σ,能使得点与点之间的曲线尽量缩短,更能体现实际情况。

　　对于其它类型的洞库 , 所测的断面不一定平 行 , 也不一定垂直于洞库坐标系的 Y 轴 。这时要计 算各断面所在方向的坐标方位角 , 如图 3 所示 。

　　并利用初始条件 yi = f ( xi ) 可得通过 n 个已知数 据点的张力样条函数

　　液面以下断面面积由液面以下断面采集点和 内插点构成的多边形确定 。如这些点按逆时针编

　　任意情况 。从洞库内的最低高程起至最高高程按 一定的间隔去切洞库数学模型 , 得到各个水平面

　　一定顺序连接形平面封闭多边形 。对于每一层面 的多边形 , 按张力样条函数插值法平滑成等高线 ,

　　于每个断面与液面的位置关系会有 3 种情况 : 在 液面上 、在液面下 、与液面相交 。要确定是何种情

　　量增多 , 在确定该断面边线与液面的交点时 , 可直 接利用线性函数插值的方法 。在所有内插点和采 样点中 , 找出临近的两点 i 、i + 1 , 这两点如满足

　　测边精度至少要高于 2 万分之 1 。这意味着 10 m 半 径的洞库 , 其测边误差不能大于 ±0. 5 mm 。

　　1 列出 。即不同半径的圆在不同采样点的角度步 进值 。半径 5 m 的圆插值密度 0. 01 m 与半径 50 m 的圆插值密度 0 . 1 m 所得相对误差相等 。

　　密度条件下 , 圆半径越大 , 采样点的角度步进值也 可适当放大 。对于半径为 10 m 的圆 , 要保证 1 万分 之 1 的精度 , 采样点的角度步进值不宜大于 2°。

　　S = π ×R2 。如果半径测量误差为 mR , 即有面积 相对中误差

　　在探讨的一种新方法 。本文作者讨论了不同类型 洞库的断面测量方案 , 并给出了 2 种洞库容量 ( 体 积) 的计算方法 。在断面面积测量过程中 , 除了要 考虑采样点密度以外 , 如何提高断面测量系统的

　　误差主要受 Y 方向 ( 一般为洞库轴线方向) 增量的 相对中误差和断面面积相对中误差的影响 。因此 , 在顾及洞库代表性误差的前提下 , 尽量增加断面 之间的距离 , 以便提高其相对测量精度 。

　　2000 年第 1 期起 《, 测绘学院学报》更名为《测绘学院学报》, 刊 号为 CN8125020/ P 。更名后 , 其办刊方针 、宗旨及刊登内容保持不变 。 欢迎大家继续支持本刊工作 。