日照分析測量方法探討

邱靜華++錢松烽++李建勛

摘 要：本文探討了全站儀無棱鏡測量技術在日照測量中的應用。介紹了測量的方法及其步驟，并進行了精度分析，也驗證了其使用性。

關鍵詞：無棱鏡 日照測量 建筑立面

中圖分類號：TB22 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）01（a）-0025-01

1 測量方法介紹

建筑物平面位置的測量一般采用GPS-RTK技術。CORS技術的發展更是提高了平面控制測量的速度，其厘米級的精度能夠滿足日照測量的要求。由于平面位置的測量技術相對成熟[2]且完全能滿足日照測量的技術要求，故本文重點探討日照測量中立面圖的繪制。

1.1 立面圖各元素測量的一般方法

要繪出建筑立面圖必須測量以下數據：建筑物高度，門窗的位置、尺寸、數量，陽臺的位置、尺寸、數量等。測量之前首先要繪制建筑物立面的草圖。

建筑物的邊長、門窗寬度及其他附屬設施的尺寸可采用鋼尺直接測量，由于建筑本身的特點，正常建筑上每一層窗的平面位置尺寸都是相同的。建筑物高度、門窗高度的測量一般可用三角高程法或全站儀懸高測量的方法完成。通過測得以上幾個元素的數據，我們就可以根據這些數據繪制出建筑立面圖。

1.2 無棱鏡全站儀條件下的日照測量

無棱鏡全站儀條件下的日照測量方法是通過測量以上各要素相對的三維坐標來間接換算日照分析所需的各項數據。下文中所提到的全站儀均為帶無棱鏡功能的全站儀。具體方法如下：

（1）高程點的引測：為了測量的方便，用四等水準的方法將控制點引測至墻面，并做好標記“▼”，倒三角上方水平線位置的高程即為已知高程。

（2）立面測量：全站儀需架設在與待測立面通視良好的位置，整平，無需定向。將全站儀設置成無棱鏡的方法直接測量“▼”上方水平線，然后選擇待測立面上門窗、陽臺的上下左右四條邊上各選取一點測得其三維坐標。由于建筑物門窗排列的規律性，一般橫向和縱向上各選取一排門窗進行測量即可。繪制好草圖，并標出所測位置。如果遇到難以瞄準到的位置，可根據其排列規律間接測得其位置。建筑物立面的四角直接測得。建筑物的高度也可以直接瞄準測得一個三維坐標。

（3）內業處理：將外業所測數據展點至AUTOCAD，結合所測得的三維坐標，即可量出或者算出各門窗的寬度與位置。通過測得點高程與所測“▼”高程的比較可以得出各測量點與該點的高程即可計算出其絕對高程。建筑物高度計算同此法。

（4）一般情況下，所測得的分段邊長之和與建筑物總長會有差，這時可進行簡單平差處理。一般同一幢建筑門窗大小呈現出規律性，可在尊重實測數據的情況下調整至相同門窗大小相同。

2 精度分析

無反射棱鏡全站儀測距性能可靠，通常情況下，其測值精度和穩定性與儀器的標稱指標致[3]。因此，在下列精度分析中可以不考慮無棱鏡和有棱鏡測距間的誤差。

（1）全站儀測點相對點位中誤差。

A，B兩點的相對中誤差可表示為[4]：

（1）

其中為A，B兩點間的距離中誤差，D為A，B兩點間的距離，為方位角中誤差。

以一般全站儀儀器精度為例來計算其中誤差：無棱鏡下測程一般情況下都能達到300 m，我們在做日照測量時一般也不會超過300 m，測距精度選擇徠卡TS06全站儀無棱鏡標稱精度做參考，為±（2 mm+2 ppm），測角精度為，帶入（1）式可得約為4 mm，可以滿足日照測量所需精度。

（2）高差中誤差。

（2）

不考慮大氣折光高差計算可得（2）式，其中，與，分別為前、后視目標與全站儀之間的垂直角和距離。根據誤差傳播理論得到（3）式：

（3）

將（其中D為水平距離）代入（3）式，D1與D2都取大值，另一般，可得（4）：

（4）

將上文全站儀各參數代入（4）式，一般接近0，也不會超過60°，計算可得為4.3 mm，滿足精度要求。

以上分析了這種方法在測量中的系統誤差，其實在實際測量中還會產生一些誤差，比如瞄準位置產生的誤差等等。總的來說，這種方法能夠滿足日照測量精度要求。

參考文獻

[1] 北京市測繪設計研究院.城市規范測量CJ8-99修訂版征求意見稿[Z].

[2] 齊素霞，齊振浩.日照分析的測量方法及誤差分析[J].邢臺職業技術學院學報，2010（1）：89-91.

[3] 岳建平，高永剛，謝波.無反射棱鏡測距性能測試[J].測繪工程，2005，14（2）：35-37.endprint

摘 要：本文探討了全站儀無棱鏡測量技術在日照測量中的應用。介紹了測量的方法及其步驟，并進行了精度分析，也驗證了其使用性。

關鍵詞：無棱鏡 日照測量 建筑立面

中圖分類號：TB22 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）01（a）-0025-01

1 測量方法介紹

建筑物平面位置的測量一般采用GPS-RTK技術。CORS技術的發展更是提高了平面控制測量的速度，其厘米級的精度能夠滿足日照測量的要求。由于平面位置的測量技術相對成熟[2]且完全能滿足日照測量的技術要求，故本文重點探討日照測量中立面圖的繪制。

1.1 立面圖各元素測量的一般方法

要繪出建筑立面圖必須測量以下數據：建筑物高度，門窗的位置、尺寸、數量，陽臺的位置、尺寸、數量等。測量之前首先要繪制建筑物立面的草圖。

建筑物的邊長、門窗寬度及其他附屬設施的尺寸可采用鋼尺直接測量，由于建筑本身的特點，正常建筑上每一層窗的平面位置尺寸都是相同的。建筑物高度、門窗高度的測量一般可用三角高程法或全站儀懸高測量的方法完成。通過測得以上幾個元素的數據，我們就可以根據這些數據繪制出建筑立面圖。

1.2 無棱鏡全站儀條件下的日照測量

無棱鏡全站儀條件下的日照測量方法是通過測量以上各要素相對的三維坐標來間接換算日照分析所需的各項數據。下文中所提到的全站儀均為帶無棱鏡功能的全站儀。具體方法如下：

（1）高程點的引測：為了測量的方便，用四等水準的方法將控制點引測至墻面，并做好標記“▼”，倒三角上方水平線位置的高程即為已知高程。

（2）立面測量：全站儀需架設在與待測立面通視良好的位置，整平，無需定向。將全站儀設置成無棱鏡的方法直接測量“▼”上方水平線，然后選擇待測立面上門窗、陽臺的上下左右四條邊上各選取一點測得其三維坐標。由于建筑物門窗排列的規律性，一般橫向和縱向上各選取一排門窗進行測量即可。繪制好草圖，并標出所測位置。如果遇到難以瞄準到的位置，可根據其排列規律間接測得其位置。建筑物立面的四角直接測得。建筑物的高度也可以直接瞄準測得一個三維坐標。

（3）內業處理：將外業所測數據展點至AUTOCAD，結合所測得的三維坐標，即可量出或者算出各門窗的寬度與位置。通過測得點高程與所測“▼”高程的比較可以得出各測量點與該點的高程即可計算出其絕對高程。建筑物高度計算同此法。

（4）一般情況下，所測得的分段邊長之和與建筑物總長會有差，這時可進行簡單平差處理。一般同一幢建筑門窗大小呈現出規律性，可在尊重實測數據的情況下調整至相同門窗大小相同。

2 精度分析

無反射棱鏡全站儀測距性能可靠，通常情況下，其測值精度和穩定性與儀器的標稱指標致[3]。因此，在下列精度分析中可以不考慮無棱鏡和有棱鏡測距間的誤差。

（1）全站儀測點相對點位中誤差。

A，B兩點的相對中誤差可表示為[4]：

（1）

其中為A，B兩點間的距離中誤差，D為A，B兩點間的距離，為方位角中誤差。

以一般全站儀儀器精度為例來計算其中誤差：無棱鏡下測程一般情況下都能達到300 m，我們在做日照測量時一般也不會超過300 m，測距精度選擇徠卡TS06全站儀無棱鏡標稱精度做參考，為±（2 mm+2 ppm），測角精度為，帶入（1）式可得約為4 mm，可以滿足日照測量所需精度。

（2）高差中誤差。

（2）

不考慮大氣折光高差計算可得（2）式，其中，與，分別為前、后視目標與全站儀之間的垂直角和距離。根據誤差傳播理論得到（3）式：

（3）

將（其中D為水平距離）代入（3）式，D1與D2都取大值，另一般，可得（4）：

（4）

將上文全站儀各參數代入（4）式，一般接近0，也不會超過60°，計算可得為4.3 mm，滿足精度要求。

以上分析了這種方法在測量中的系統誤差，其實在實際測量中還會產生一些誤差，比如瞄準位置產生的誤差等等。總的來說，這種方法能夠滿足日照測量精度要求。

參考文獻

[1] 北京市測繪設計研究院.城市規范測量CJ8-99修訂版征求意見稿[Z].

[2] 齊素霞，齊振浩.日照分析的測量方法及誤差分析[J].邢臺職業技術學院學報，2010（1）：89-91.

[3] 岳建平，高永剛，謝波.無反射棱鏡測距性能測試[J].測繪工程，2005，14（2）：35-37.endprint

摘 要：本文探討了全站儀無棱鏡測量技術在日照測量中的應用。介紹了測量的方法及其步驟，并進行了精度分析，也驗證了其使用性。

關鍵詞：無棱鏡 日照測量 建筑立面

中圖分類號：TB22 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）01（a）-0025-01

1 測量方法介紹

建筑物平面位置的測量一般采用GPS-RTK技術。CORS技術的發展更是提高了平面控制測量的速度，其厘米級的精度能夠滿足日照測量的要求。由于平面位置的測量技術相對成熟[2]且完全能滿足日照測量的技術要求，故本文重點探討日照測量中立面圖的繪制。

1.1 立面圖各元素測量的一般方法

要繪出建筑立面圖必須測量以下數據：建筑物高度，門窗的位置、尺寸、數量，陽臺的位置、尺寸、數量等。測量之前首先要繪制建筑物立面的草圖。

建筑物的邊長、門窗寬度及其他附屬設施的尺寸可采用鋼尺直接測量，由于建筑本身的特點，正常建筑上每一層窗的平面位置尺寸都是相同的。建筑物高度、門窗高度的測量一般可用三角高程法或全站儀懸高測量的方法完成。通過測得以上幾個元素的數據，我們就可以根據這些數據繪制出建筑立面圖。

1.2 無棱鏡全站儀條件下的日照測量

無棱鏡全站儀條件下的日照測量方法是通過測量以上各要素相對的三維坐標來間接換算日照分析所需的各項數據。下文中所提到的全站儀均為帶無棱鏡功能的全站儀。具體方法如下：

（1）高程點的引測：為了測量的方便，用四等水準的方法將控制點引測至墻面，并做好標記“▼”，倒三角上方水平線位置的高程即為已知高程。

（2）立面測量：全站儀需架設在與待測立面通視良好的位置，整平，無需定向。將全站儀設置成無棱鏡的方法直接測量“▼”上方水平線，然后選擇待測立面上門窗、陽臺的上下左右四條邊上各選取一點測得其三維坐標。由于建筑物門窗排列的規律性，一般橫向和縱向上各選取一排門窗進行測量即可。繪制好草圖，并標出所測位置。如果遇到難以瞄準到的位置，可根據其排列規律間接測得其位置。建筑物立面的四角直接測得。建筑物的高度也可以直接瞄準測得一個三維坐標。

（3）內業處理：將外業所測數據展點至AUTOCAD，結合所測得的三維坐標，即可量出或者算出各門窗的寬度與位置。通過測得點高程與所測“▼”高程的比較可以得出各測量點與該點的高程即可計算出其絕對高程。建筑物高度計算同此法。

（4）一般情況下，所測得的分段邊長之和與建筑物總長會有差，這時可進行簡單平差處理。一般同一幢建筑門窗大小呈現出規律性，可在尊重實測數據的情況下調整至相同門窗大小相同。

2 精度分析

無反射棱鏡全站儀測距性能可靠，通常情況下，其測值精度和穩定性與儀器的標稱指標致[3]。因此，在下列精度分析中可以不考慮無棱鏡和有棱鏡測距間的誤差。

（1）全站儀測點相對點位中誤差。

A，B兩點的相對中誤差可表示為[4]：

（1）

其中為A，B兩點間的距離中誤差，D為A，B兩點間的距離，為方位角中誤差。

以一般全站儀儀器精度為例來計算其中誤差：無棱鏡下測程一般情況下都能達到300 m，我們在做日照測量時一般也不會超過300 m，測距精度選擇徠卡TS06全站儀無棱鏡標稱精度做參考，為±（2 mm+2 ppm），測角精度為，帶入（1）式可得約為4 mm，可以滿足日照測量所需精度。

（2）高差中誤差。

（2）

不考慮大氣折光高差計算可得（2）式，其中，與，分別為前、后視目標與全站儀之間的垂直角和距離。根據誤差傳播理論得到（3）式：

（3）

將（其中D為水平距離）代入（3）式，D1與D2都取大值，另一般，可得（4）：

（4）

將上文全站儀各參數代入（4）式，一般接近0，也不會超過60°，計算可得為4.3 mm，滿足精度要求。

以上分析了這種方法在測量中的系統誤差，其實在實際測量中還會產生一些誤差，比如瞄準位置產生的誤差等等。總的來說，這種方法能夠滿足日照測量精度要求。

參考文獻

[1] 北京市測繪設計研究院.城市規范測量CJ8-99修訂版征求意見稿[Z].

[2] 齊素霞，齊振浩.日照分析的測量方法及誤差分析[J].邢臺職業技術學院學報，2010（1）：89-91.

[3] 岳建平，高永剛，謝波.無反射棱鏡測距性能測試[J].測繪工程，2005，14（2）：35-37.endprint