全站仪的格网因子

神奇女侠 · 发表于 2018-2-12 15:56

一、格网因子的概念
大家知道，地形图（坐标格网）上两点之间的距离与地面上相应点之间的水平距离（测站高程面上）一般是不相同的，其比值就称为格网因子（GRID FACTOR）或格网比例因子（SCALE）。
为了将地面距离归算到地形图上，以便计算平面坐标，首先必须将地面上的水平距离投影到平均海水面（或参考椭球面）上，然后再将海水面（或椭球面）上的距离按照地图投影的规则投影到地形图平面上（我国地形图采用高斯－克吕格投影），关于格网因子的计算公式如下：
   高程因子＝HD0 ÷HD =  R ÷ (R+ELEV.)
   比例因子＝HDg ÷HD0 = 1 + Ym2 ÷ 2R2
   格网因子＝HDg ÷HD = 高程因子×比例因子

二、我国设置格网因子的情况（常规默认为1）
一般来讲，为了计算和施工方便，我国设计部门大都采用局部坐标系，即：视测区水准面为平面，或以测区平均高程面为投影面，以测区中央子午线为高斯投影带中央子午线的坐标系。
（例如：冶峡项目的设计导线网水平距离均为投影到2100高程的，和施工构造物所处高程面一致，所以不需要再进行设置格网因子，也就是说高程为0，比例因子为1，格网因子也是1）；这时的ELEV.=0 和 SCALE=1，于是格网因子(GRID FACTOR)=1.000000——就是不改正，所以仪器公司在提交全站仪的时候，习惯上通常将格网因子改正功能暂时关闭，避免了误输入ELEV.和SCALE值而造成格网因子改正带来的坐标与距离的不一致的可能。

三、需要输入格网因子的情况
当测量平面坐标系采用54北京坐标系或80西安坐标系，且测区海拔较高、测区离高斯投影带中央子午线较远时，则应在全站仪上输入实际高程（ELEV.）和比例因子（SCALE），正确顾及格网因子改正。
只有这样，在坐标测量时才能获得目标点的国家坐标系坐标；另一方面，对于施工单位，在根据放样点的设计坐标（国家坐标系）进行放样时就能给出实地标定的极角和极距。
但是需要注意的是，如果设计单位在提供坐标时是加入了格网因子改正的话，施工单位才可以将与设计时相同的参数输入全站仪，如果设计单位没有进行格网因子改正，施工方则不能随意输入高程和比例因子。

四、需要设置时，怎样设置格网因子？
一般情况下都是取测区平均高程，在格网因子设置里边你输入高程，仪器会自动计算出适合的格网因子，基本上在100米以下可以不用考虑，均可设成1，因为它等于1/63710，远超出了工程测量规定的1/40000.

五、特别注意的事项（调用仪器内的后方交会会改变格网因子）
目前使用的全站仪，其内置设置存在一个格网（比例）因子的问题，仪器出厂一般因子设置为1.000。但此格网因子是会变化的，特别是在进行后方交会（自由设站）的模式下他会自动改变。
我们知道在工程施工放样测量工作中，很多同志喜欢用后方交会（自由设站）的方法进行放样，因为后方交会可以自由设站，比较便利，在通视条件不太好的情况下很实用，而且会减少劳动强度。但是后方交会（自由设站）进行测量，由于先天性不足，会出现残差，这也就在过去一般不采用后方交会而大多采用前方交会的原因。
现代用全站仪采用后方交会（自由设站）的方法，全站仪系统会自动进行数据处理，以确保后方交会的准确性，它能够自动修改了格网（比例）因子，修改后的格网（比例）因子可能是1.00xxxxx或者是0.99xxxxx（x代表数字），并自动保留于机中。对于格网（比例）因子的变化，往往被我们忽视或者说我们不知道。我们会对测量出来的成果数据特别是施工放样定点不符，而感到迷茫和不解，甚至怀疑仪器操作者失误造成。过去我们在施工测量放样的实践中对此遇到过多次，今天借此宝地把这个问题提出来，有望共勉并研究探讨。
在工程施工测量放样中，采用后方交会（自由设站）的方法，是通过仪器坐标放样模式进行的，当我们退出放样模式恢复到正常（基本）模式下，再进行同一点的坐标测量的时候，会遇到意想不到的差别。其坐标值结果误差会有几毫米或2-3cm，甚至会达到5cm之大。遇到这样的情况后，往往百思而不得其解，刚才放样放的好好的为什么误差这么大？放样模式和正常（基本）模式下的坐标为什么不一样呢？其实，问题就出在格网（比例）因子的变化。在正常（基本）模式下，系统默认的格网因子是1.000，而放样模式下的格网（比例）因子可能是使用了前次后方交会（自由设站）而系统自动保留下来的格网因子1.0000xxxx或者是0.9999xxx(x代表数字）。这样你照准同样的点，在不同模式下所测量的数据就不一样了。因此，在测量中，要根据自己工作需要，经常对格网因子进行检验，特别是在采用后方交会（自由设站）放样后，以免影响了你的测量成果。默认状态应该是1.000，如果不是，务必改正回来，这样你在两种模式下测量的数据才能统一起来。
全站仪是否都是如此，不敢妄论，建议你最好检验一下自己使用的仪器为好，免得发生类是问题，而影响施工放样点的精度。