摘要：提出一種無定向點時利用全站儀測圖的作業方法，闡述該方法的作業過程、精度分析和注意事項
　　關鍵詞：自由設站；控制點；精度分析
　　一、 引言
　　在城鎮宗地圖、地籍圖、地形圖的全野外數字化測繪過程中，經常會遇到控制點丟失、控制點位于道路的中心交通繁忙時不便于設站、為測某一宗地而控制點處不是最佳觀測位置、控制點間不通視，如何利用這樣的控制點測圖是我們廣大野外測繪工作者關注的問題之一。
　　二、 基本思路
　　如圖1所示，A、B是兩個已知控制點，相互間可以不通與其它控制點也可以不通視。
　                                                      　
　                                                                                  　圖1
　　
　　為了利用A、B進行測圖，首先在便于觀測的C點安置儀器，要求C點與控制點A、B均通視，稱C點為自由設站點，在C點用全站儀測出S1、S2兩條邊和CA、CB的高差，即可求出C點的三維坐標（X,Y,Z）。
　　三、 數學模型
　　如圖2所示，根據觀測值S1、S2和已知值S0,由余弦定理可求出角度a,b,c
　　
　　
　　計算檢核：a+b+c=180。
　　根據已知方位角aAB(根據已知點A、B反算得)和計算角a,可計算出坐標方位角aAB
　　aAC=aAB–a
　　AC邊的坐標方位角求得后，則C點的坐標既可由下式計算的
　　Xc=xA+S1COSaAC
　　Yc=YA+S1SINaAC
　　Zc=YA+△HCA
　　四、作業過程
　　進行自由設站測量作業時，在便于觀測的C點安置全站儀并量取儀器高，觀測C點到已知控制點A、B的平距和高差S1、S2、△HCA、
　　△HCB，觀測A、B點宜采用正、倒鏡觀測（視測圖精度而定），若全站儀支持自編程序，那么可編寫全站儀的內置程序，在外業完成C點的坐標計算和測站的定修向，這樣從全站儀倒到測圖系統的數據不必做任何處理，否則需將外業觀測的數據通訊至計算機，利用編制好的計算程序進行C點坐標的計算和定向，同時對本站碎部點數據進行處理。
　　五、 精度分析
　　與正常情況下的碎部測量相比較，自由設站法測量的精度增加了C點點位誤差的影響因素。以測站A為例分析如下：
　　Xc=xA+S1COSaAC
　　Yc=YA+S1SINaAC
　　Zc=YA+△HCA
　　由以上公式可知C點的誤差由已知點誤差、邊長觀測誤差、坐標方位角aAC誤差、棱鏡對中誤差等影響，與正常情況下的碎部測量相比較，自由設站法僅增加了邊長觀測和由此引起的aAC坐標方位角誤差。
　　aAC=aAB–a
　　在不考慮已知點誤差的情況下坐標方位角aAC的誤差由計算角（a）的精度決定的，角度a與邊長觀測值的關系為

                       
　　　　設S1，S2的測量中誤差分別為m1、m2，不考慮已知點誤差，則S0真值。角度（a）的中誤差ma為

                    
　　　由上式可知，c角的大小與c點的點位中誤差存在以下對應關系，見表1。
　　表1

                    
　　表1中的數值雖然是取用部分特殊角值計算出來的，但也可看出c角的大小與點位中誤差的變化規律，即當c角為90°時，點位誤差最小，c角大于150°或小于30°時，點位誤差的精度急局下降。因此作業過程中盡量使c角在30°～150°之間。
　　當c角為30°或150°時，取測距長度為500m，那么按全站儀測距精度（2+2ppm）則m=32.83=8.5mm
　　從以上分析可知自由設站點的點位中誤差取決于c角值和測距精度，而測距精度中主要是固定誤差，因此提高點位精度主要是注意提高ma的值。
　　六、注意事項
　　1.選擇設站點時應優先選用成像清晰、便于瞄準的定向點以減小儀器照準誤差的影響，提高精度
　　2.理論證明，在測距精度一定的條件下，當C角趨于90度時為最佳精度。因此在條件允許時應盡量使C點與A、B點構成的圖形中C角接近直角以最大限度的提高設站點的點位精度，特別注意避免使C角小于30度或大于150度。
　　七、結語
　　由于城市道路的破壞、修補較為頻繁以及北方的冬季鏟車清雪等原因，城市中的控制點的破壞較為嚴重形成了大量的“孤點”。本文提出的自由設站法能有效的解決待測小區域無控制點的數據采集問題，這對提高了野外工作效率，保證了測繪成果的質量都具有一定的積極作用。
　　參考文獻；
　　[1]HH列別杰夫.工程測量邊角控制網平差[M].北京：測繪出版社，1983
　　[2]武漢大學測繪學院測量平差學科組.誤差理論與測量平差基礎[M].武漢：:武漢大學出版社，2003
　　[3]呂長廣.提高無定向導線可靠性的一種方法.測繪通報，1998，（4）
　　FreedomstationinMappingApplication
　　LiuYuJiang
　　(HeilongjiangAgriculturalVocationalandTechnicalInstitute，Jiamusi154007,China)
　　Abstract:Thispaperpresentsanon-directionalpointmappingusingtotalstationoperatingmethods,themethodofoperatingtheprocess,accuracyandattentiontomatters.
　　Keywords:Freedomstation；controlpoint；precisionanalysis