全站儀的格網因子
2013-06-30 13:29:30 來源: 測繪論壇
一、格網因子的概念
大家知道，地形圖（坐標格網）上兩點之間的距離與地面上相應點之間的水平距離（測站高程面上）一般是不相同的，其比值就稱為格網因子（GRID FACTOR）或格網比例因子（SCALE）。
為了將地面距離歸算到地形圖上，以便計算平面坐標，首先必須將地面上的水平距離投影到平均海水面（或參考橢球面）上，然后再將海水面（或橢球面）上的距離按照地圖投影的規則投影到地形圖平面上（我國地形圖采用高斯－克呂格投影），關于格網因子的計算公式如下：
高程因子＝HD0 ÷HD = R ÷ (R+ELEV.)
比例因子＝HDg ÷HD0 = 1 + Ym2 ÷ 2R2
格網因子＝HDg ÷HD = 高程因子×比例因子
二、我國設置格網因子的情況（常規默認為1）
一般來講，為了計算和施工方便，我國設計部門大都采用局部坐標系，即：視測區水準面為平面，或以測區平均高程面為投影面，以測區中央子午線為高斯投影帶中央子午線的坐標系。
（例如：冶峽項目的設計導線網水平距離均為投影到2100高程的，和施工構造物所處高程面一致，所以不需要再進行設置格網因子，也就是說高程為0，比例因子為1，格網因子也是1）；這時的ELEV.=0 和 SCALE=1，于是格網因子(GRID FACTOR)=1.000000——就是不改正，所以儀器公司在提交全站儀的時候，習慣上通常將格網因子改正功能暫時關閉，避免了誤輸入ELEV.和SCALE值而造成格網因子改正帶來的坐標與距離的不一致的可能。
三、需要輸入格網因子的情況
當測量平面坐標系采用54北京坐標系或80西安坐標系，且測區海拔較高、測區離高斯投影帶中央子午線較遠時，則應在全站儀上輸入實際高程（ELEV.）和比例因子（SCALE），正確顧及格網因子改正。
只有這樣，在坐標測量時才能獲得目標點的國家坐標系坐標；另一方面，對于施工單位，在根據放樣點的設計坐標（國家坐標系）進行放樣時就能給出實地標定的極角和極距。
但是需要注意的是，如果設計單位在提供坐標時是加入了格網因子改正的話，施工單位才可以將與設計時相同的參數輸入全站儀，如果設計單位沒有進行格網因子改正，施工方則不能隨意輸入高程和比例因子。
四、需要設置時，怎樣設置格網因子？
一般情況下都是取測區平均高程，在格網因子設置里邊你輸入高程，儀器會自動計算出適合的格網因子，基本上在100米以下可以不用考慮，均可設成1，因為它等于1/63710，遠超出了工程測量規定的1/40000.
五、特別注意的事項（調用儀器內的后方交會會改變格網因子）
目前使用的全站儀，其內置設置存在一個格網（比例）因子的問題，儀器出廠一般因子設置為1.000。但此格網因子是會變化的，特別是在進行后方交會（自由設站）的模式下他會自動改變。
我們知道在工程施工放樣測量工作中，很多同志喜歡用后方交會（自由設站）的方法進行放樣，因為后方交會可以自由設站，比較便利，在通視條件不太好的情況下很實用，而且會減少勞動強度。但是后方交會（自由設站）進行測量，由于先天性不足，會出現殘差，這也就在過去一般不采用后方交會而大多采用前方交會的原因。
現代用全站儀采用后方交會（自由設站）的方法，全站儀系統會自動進行數據處理，以確保后方交會的準確性，它能夠自動修改了格網（比例）因子，修改后的格網（比例）因子可能是1.00xxxxx或者是0.99xxxxx（x代表數字），并自動保留于機中。對于格網（比例）因子的變化，往往被我們忽視或者說我們不知道。我們會對測量出來的成果數據特別是施工放樣定點不符，而感到迷茫和不解，甚至懷疑儀器操作者失誤造成。過去我們在施工測量放樣的實踐中對此遇到過多次，今天借此寶地把這個問題提出來，有望共勉并研究探討。
在工程施工測量放樣中，采用后方交會（自由設站）的方法，是通過儀器坐標放樣模式進行的，當我們退出放樣模式恢復到正常（基本）模式下，再進行同一點的坐標測量的時候，會遇到意想不到的差別。其坐標值結果誤差會有幾毫米或2-3cm，甚至會達到5cm之大。遇到這樣的情況后，往往百思而不得其解，剛才放樣放的好好的為什么誤差這么大？放樣模式和正常（基本）模式下的坐標為什么不一樣呢？其實，問題就出在格網（比例）因子的變化。在正常（基本）模式下，系統默認的格網因子是1.000，而放樣模式下的格網（比例）因子可能是使用了前次后方交會（自由設站）而系統自動保留下來的格網因子1.0000xxxx或者是0.9999xxx(x代表數字）。這樣你照準同樣的點，在不同模式下所測量的數據就不一樣了。因此，在測量中，要根據自己工作需要，經常對格網因子進行檢驗，特別是在采用后方交會（自由設站）放樣后，以免影響了你的測量成果。默認狀態應該是1.000，如果不是，務必改正回來，這樣你在兩種模式下測量的數據才能統一起來。
全站儀是否都是如此，不敢妄論，建議你最好檢驗一下自己使用的儀器為好，免得發生類是問題，而影響施工放樣點的精度。
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