摘要：提出一种无定向点时利用全站仪测图的作业方法，阐述该方法的作业过程、精度分析和注意事项
关键词：自由设站；控制点；精度分析
一、 引言
在城镇宗地图、地籍图、地形图的全野外数字化测绘过程中，经常会遇到控制点丢失、控制点位于道路的中心交通繁忙时不便于设站、为测某一宗地而控制点处不是最佳观测位置、控制点间不通视，如何利用这样的控制点测图是我们广大野外测绘工作者关注的问题之一。
二、 基本思路
如图1所示，A、B是两个已知控制点，相互间可以不通与其它控制点也可以不通视。
图1
为了利用A、B进行测图，首先在便于观测的C点安置仪器，要求C点与控制点A、B均通视，称C点为自由设站点，在C点用全站仪测出S1、S2两条边和CA、CB的高差，即可求出C点的三维坐标（X,Y,Z）。
三、 数学模型
如图2所示，根据观测值S1、S2和已知值S0,由余弦定理可求出角度a,b,c
计算检核：a+b+c=180。
根据已知方位角aAB(根据已知点A、B反算得)和计算角a,可计算出坐标方位角aAB
aAC=aAB–a
AC边的坐标方位角求得后，则C点的坐标既可由下式计算的
Xc=xA+S1COSaAC
Yc=YA+S1SINaAC
Zc=YA+△HCA
四、作业过程
进行自由设站测量作业时，在便于观测的C点安置全站仪并量取仪器高，观测C点到已知控制点A、B的平距和高差S1、S2、△HCA、
△HCB，观测A、B点宜采用正、倒镜观测（视测图精度而定），若全站仪支持自编程序，那么可编写全站仪的内置程序，在外业完成C点的坐标计算和测站的定修向，这样从全站仪倒到测图系统的数据不必做任何处理，否则需将外业观测的数据通讯至计算机，利用编制好的计算程序进行C点坐标的计算和定向，同时对本站碎部点数据进行处理。
五、 精度分析
与正常情况下的碎部测量相比较，自由设站法测量的精度增加了C点点位误差的影响因素。以测站A为例分析如下：
Xc=xA+S1COSaAC
Yc=YA+S1SINaAC
Zc=YA+△HCA
由以上公式可知C点的误差由已知点误差、边长观测误差、坐标方位角aAC误差、棱镜对中误差等影响，与正常情况下的碎部测量相比较，自由设站法仅增加了边长观测和由此引起的aAC坐标方位角误差。
aAC=aAB–a
在不考虑已知点误差的情况下坐标方位角aAC的误差由计算角（a）的精度决定的，角度a与边长观测值的关系为
设S1，S2的测量中误差分别为m1、m2，不考虑已知点误差，则S0真值。角度（a）的中误差ma为
由上式可知，c角的大小与c点的点位中误差存在以下对应关系，见表1。
表1
表1中的数值虽然是取用部分特殊角值计算出来的，但也可看出c角的大小与点位中误差的变化规律，即当c角为90°时，点位误差最小，c角大于150°或小于30°时，点位误差的精度急局下降。因此作业过程中尽量使c角在30°～150°之间。
当c角为30°或150°时，取测距长度为500m，那么按全站仪测距精度（2+2ppm）则m=32.83=8.5mm
从以上分析可知自由设站点的点位中误差取决于c角值和测距精度，而测距精度中主要是固定误差，因此提高点位精度主要是注意提高ma的值。
六、注意事项
1.选择设站点时应优先选用成像清晰、便于瞄准的定向点以减小仪器照准误差的影响，提高精度
2.理论证明，在测距精度一定的条件下，当C角趋于90度时为最佳精度。因此在条件允许时应尽量使C点与A、B点构成的图形中C角接近直角以最大限度的提高设站点的点位精度，特别注意避免使C角小于30度或大于150度。
七、结语
由于城市道路的破坏、修补较为频繁以及北方的冬季铲车清雪等原因，城市中的控制点的破坏较为严重形成了大量的“孤点”。本文提出的自由设站法能有效的解决待测小区域无控制点的数据采集问题，这对提高了野外工作效率，保证了测绘成果的质量都具有一定的积极作用。
参考文献；
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[2]武汉大学测绘学院测量平差学科组.误差理论与测量平差基础[M].武汉：:武汉大学出版社，2003
[3]吕长广.提高无定向导线可靠性的一种方法.测绘通报，1998，（4）
FreedomstationinMappingApplication
LiuYuJiang
(HeilongjiangAgriculturalVocationalandTechnicalInstitute，Jiamusi154007,China)
Abstract:Thispaperpresentsanon-directionalpointmappingusingtotalstationoperatingmethods,themethodofoperatingtheprocess,accuracyandattentiontomatters.
Keywords:Freedomstation；controlpoint；precisionanalysis
