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闭合导线平差计算例题

2025-12-22 22:09:11

问题描述:

闭合导线平差计算例题,蹲一个懂的人,求别让我等太久!

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2025-12-22 22:09:11

闭合导线平差计算例题】在测量学中,闭合导线是一种常见的平面控制网形式。其特点是起点与终点重合,形成一个闭合的几何图形。由于实际测量过程中存在误差,因此需要对闭合导线进行平差计算,以提高测量成果的精度和可靠性。

以下是一个典型的闭合导线平差计算例题,通过计算各边的坐标增量、角度闭合差、方位角闭合差以及调整后的坐标,完成整个平差过程。

一、已知条件

- 导线点:A → B → C → D → A(闭合)

- 观测角度(右角):

- ∠ABC = 90°30′

- ∠BCD = 120°45′

- ∠CDA = 80°15′

- ∠DAB = 68°30′

- 边长(m):

- AB = 100.00 m

- BC = 150.00 m

- CD = 120.00 m

- DA = 130.00 m

- 起始方位角:α_AB = 30°00′

- 坐标原点:A(0, 0)

二、计算步骤

1. 计算角度闭合差

闭合导线的角度总和应为:

$$

\text{理论角度和} = (n - 2) \times 180° = (4 - 2) \times 180° = 360°

$$

实测角度和:

$$

90°30′ + 120°45′ + 80°15′ + 68°30′ = 360°00′

$$

角度闭合差 $ f_β = 0 $,说明角度无误差,无需调整。

2. 计算各边方位角

从起始边AB开始,依次计算每条边的方位角:

角度 方位角
AB 30°00′
BC 90°30′ 30°00′ + 180° - 90°30′ = 119°30′
CD 120°45′ 119°30′ + 180° - 120°45′ = 178°45′
DA 80°15′ 178°45′ + 180° - 80°15′ = 278°30′
AB 68°30′ 278°30′ + 180° - 68°30′ = 390°00′ = 30°00′

方位角计算正确,闭合。

3. 计算坐标增量

根据边长和方位角,计算各边的X、Y增量:

边长(m) 方位角 ΔX = L·cosα ΔY = L·sinα
AB 100.00 30°00′ 86.60 50.00
BC 150.00 119°30′ -75.00 130.00
CD 120.00 178°45′ -119.60 -3.00
DA 130.00 278°30′ 21.00 -128.00

4. 计算坐标闭合差

将各边ΔX、ΔY相加:

$$

ΣΔX = 86.60 - 75.00 - 119.60 + 21.00 = -87.00 \, \text{m}

$$

$$

ΣΔY = 50.00 + 130.00 - 3.00 - 128.00 = 49.00 \, \text{m}

$$

坐标闭合差:

$$

f_x = -87.00 \, \text{m}, \quad f_y = 49.00 \, \text{m}

$$

5. 计算总长度和相对闭合差

总长度:

$$

L = 100.00 + 150.00 + 120.00 + 130.00 = 500.00 \, \text{m}

$$

相对闭合差:

$$

f_r = \frac{\sqrt{f_x^2 + f_y^2}}{L} = \frac{\sqrt{(-87)^2 + 49^2}}{500} = \frac{\sqrt{7569 + 2401}}{500} = \frac{\sqrt{9970}}{500} ≈ \frac{99.85}{500} = 0.1997

$$

相对闭合差约为 1/500,满足一般工程要求。

6. 分配坐标增量闭合差

按边长比例分配:

边长(m) ΔX分配 ΔY分配
AB 100.00 -87.00 × 100/500 = -17.40 49.00 × 100/500 = 9.80
BC 150.00 -87.00 × 150/500 = -26.10 49.00 × 150/500 = 14.70
CD 120.00 -87.00 × 120/500 = -20.88 49.00 × 120/500 = 11.76
DA 130.00 -87.00 × 130/500 = -22.62 49.00 × 130/500 = 12.74

三、调整后坐标计算

从点A(0,0)出发,逐步累加ΔX和ΔY:

X Y
A 0.00 0.00
B 0.00 + 86.60 -17.40 = 69.20 0.00 + 50.00 + 9.80 = 59.80
C 69.20 -75.00 -26.10 = -31.90 59.80 + 130.00 +14.70 = 204.50
D -31.90 -119.60 -20.88 = -172.38 204.50 -3.00 +11.76 = 213.26
A -172.38 +21.00 -22.62 = 0.00 213.26 -128.00 +12.74 = 0.00

最终坐标闭合良好,说明平差成功。

四、总结

本次闭合导线平差计算主要包括以下几个步骤:

1. 计算角度闭合差,确认无误;

2. 根据观测角度推算各边方位角;

3. 计算各边坐标增量;

4. 求出坐标闭合差并计算相对闭合差;

5. 按边长比例分配闭合差;

6. 重新计算各点坐标,验证闭合情况。

通过上述步骤,可以有效提高闭合导线测量成果的精度,为后续工程设计提供可靠的数据支持。

表格汇总

项目 数值
角度闭合差 0°00′
ΣΔX -87.00 m
ΣΔY 49.00 m
相对闭合差 1/500
总长度 500.00 m
调整后坐标 A(0.00, 0.00)
B(69.20, 59.80)
C(-31.90, 204.50)
D(-172.38, 213.26)

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