高程测量的精度研究.
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高程测量技术中大地水准面的确定与精度评定导言:高程是地球表面上某一点相对于某一基准面的垂直高度。
而在高程测量技术中,大地水准面的确定与精度评定是非常重要的问题。
本文将从理论和实践两个方面进行探讨,旨在阐明大地水准面的确定方法以及如何对测量结果进行精度评定。
一、大地水准面的概念与意义大地水准面是指在地球上选择一条曲线,使其与地球引力场的力线相切,并且与地球表面上的任意一点垂直的平面。
它是确定高程的基准面,为各种测量工作提供了参考依据。
在实际工程中,大地水准面的确定对于地质调查、地形图制作、水利工程等都有很重要的意义。
二、大地水准面的确定方法1. 放样法放样法是通过仪器测量和标识一系列高程点,再通过连接这些点形成的曲线来确定大地水准面。
这种方法适用于小面积、简单地形的测量工作。
2. 重力法重力法是通过测量地球引力场的变化来确定大地水准面。
它利用了地球引力场的强度和方向的变化特点,因为在不同地点,引力场的强度和方向都会受到地球形状和地下物质分布的影响。
3. GNSS测量法GNSS测量法是利用全球导航卫星系统(GNSS)进行高程测量的一种方法。
通过在不同点上同时观测卫星信号,然后计算得到各个点的高程。
这种方法具有高精度、高效率的特点,在工程测量和地理测量中广泛应用。
三、精度评定方法与评定标准确定大地水准面的精度评定是保证高程测量结果准确性的重要手段。
以下介绍两种常用的精度评定方法和评定标准。
1. 内部精度评定内部精度评定是通过对同一测量点进行多次测量,然后进行数据处理和分析,得出高程测量的标准差、平均差等参数,从而评定测量结果的精度。
常用的评定方法有重复测量法和闭合路径法。
2. 外部精度评定外部精度评定是通过与已知高程点进行对比,验证测量结果的正确性。
方法包括通过水准面连接或三角测量等进行高程比对,以及通过参与国家高程网体系的校正进行精度评定。
在进行精度评定时,需要依据测量任务的要求和实际情况,在国家或行业标准的基础上确定评定标准。
测绘技术中的高程测量方法与精度评定高程测量是测绘技术中的重要内容,它在建筑工程、土地规划、航空航天等领域具有广泛的应用。
本文将从高程测量的方法和精度评定两个方面进行论述。
一、高程测量方法1.水准测量法水准测量法是一种基础而常用的高程测量方法。
它利用水平仪或水准仪测量地面上两点之间的高差,通过级差法确定参照点的高程,并逐一连接各点形成高程控制网。
水准测量法的优点是精度较高、可靠性强,缺点是工作量大、耗时长。
2.全站仪测量法全站仪测量法是现代化测绘技术的一种重要方法,它通过激光测距、角度测量等原理精确确定地面点的三维坐标。
全站仪测量法具有快速、高效的特点,能够在复杂环境下进行高程测量,适用于大规模、高精度的工程测绘。
3.差分GPS测量法差分GPS测量法是利用全球定位系统(GPS)进行高程测量的一种方法。
它通过比较基准站和测站接收到的GPS信号的差异,得出高程的测量结果。
尽管差分GPS测量法具有操作简便、快速定位的特点,但在山区和城市峡谷等遮挡物较多的地方,信号的接收可能受到干扰,导致精度下降。
二、精度评定高程测量的精度评定是衡量测量结果准确度的重要指标,它对于工程设计和测绘成果的可靠性起着决定性的作用。
1.闭合差法闭合差法是精度评定中常用的一种方法。
它通过比较高程测量的闭合差和控制点的实际高程,来评定测量结果的准确程度。
闭合差法要求在测量过程中至少有一个闭合回路,可以通过调整和平差来提高测量的精度。
2.误差理论方法误差理论方法是一种常用的精度评定方法。
它通过对测量中的各种误差进行分析和计算,得出测量结果的精度范围。
误差理论方法要求对测量设备和操作人员的精度进行要求,减小误差来源,提高测量结果的可信度。
3.比值法比值法是一种基于置信概率的精度评定方法。
它通过计算测量点的平均误差和标准差,来评估测量结果的准确度。
比值法适用于大量数据的测量和评定,能够反映测量结果的一致性和可靠性。
总结:高程测量是测绘技术中的重要内容,不同的方法可以根据实际需要选择。
南昌工程学院毕业论文测绘工程专业毕业论文题目全站仪三角高程测量的方法与误差分析学生姓名倪忠利班级07测绘工程学号2007101191指导教师陈伟完成日期 2010年 06月 17 日全站仪三角高程测量的方法与误差分析Total Station trigonometric leveling method and error analysis 总计毕业设计(论文) 25 页表格 2 个插图 3 幅摘要本文介绍了三角高程测量原理以及全站仪三角高程测量的不同方法,对于每种方法所能达到的精度进行分析。
在相同条件下采用不同的方法, 对高差精度的影响是不同的, 所能达到的测量精度等级要求也是不一样的。
从而在实际生产应用中可针对不同的精度要求和具体的客观实际情况选择不同的测量方法。
关键词:三角高程测量单向观测对向观测中间自由设站精度分析AbstractThis paper introduces the measuring principle and triangular elevation of trigonal height measurement method for each different, the precision of the method can be analyzed.Under the same conditions used different methods, the influence of accuracy of elevation is different, can achieve the measurement precision level requirement is different.Thus in the actual production application can be in view of the different accuracy and the objective reality of specific select different measuring methodsKey word: trigonometric levelling ;One-way observation ;Two-way observation ;Free among set up observation;Precision analysi目录摘要 IAbstract II第一章绪论 11.1 前言 11.2 全站仪三角高程测量的研究发展与现状 21.3 研究的意义及其在工程上的应用 3第二章全站仪三角高程测量 42.1 全站仪的介绍与使用 42.2 三角高程测量的发展史 52.3 三角高程测量的基本原理 5第三章全站仪三角高程测量的方法 83.1 单向观测 83.2 双向观测 93.3 中间自由设站观测 10第四章误差分析 124.1 影响误差的因子 124.2 误差分析 134.2.1全站仪单向三角高程测量的中误差 134.2.2 全站仪对向三角高程测量的中误差 144.2.3 全站仪中点法高程测量的中误差 14 结论与展望 18参考文献 20致谢 21第一章绪论1.1 前言全站仪三角高程测量作为高程测量的一种有效手段, 已被广泛应用于生产实践中。
高程测量的关键技术与精度控制要点导语:高程测量是测量地表及其周围物体海拔、高度差以及地形起伏的一种测量技术。
在现代工程建设、地理勘测和自然资源管理等领域都扮演着重要的角色。
本文将介绍高程测量的关键技术和精度控制要点。
一、高程测量的基本原理高程测量是通过测量物体相对于地球椭球体的垂直高度来确定其高程。
其基本原理包括重力测量法、水准测量法和全球导航卫星系统。
1. 重力测量法重力测量法利用重力场的差异来计算物体的高程。
通过在地表上布置重力仪器,测量地表上不同地点的重力值,再根据地球重力场中的知名物体(如海拔已知的山峰)的重力值,计算待测物体的高程。
2. 水准测量法水准测量法是通过使用水准仪来测量物体的高度差。
在测量过程中,测量员在已知高程的起点和终点之间设置水准线,并在每个测站上使用水准仪来测量视线的水平线与天线基准点之间的高度差。
3. 全球导航卫星系统全球导航卫星系统(GNSS)是一种利用卫星信号进行测量的技术。
通过接收全球卫星导航系统(如GPS、GLONASS和BeiDou)的信号,测量员可以获得具有已知高程的基准站的坐标,然后通过与待测物体的接收器的距离差来计算其高程。
二、关键技术与精度控制要点1. 数据处理与分析技术数据处理与分析技术是高程测量的关键环节。
在高程测量中,数据的准确性和可靠性对结果的精度至关重要。
因此,在数据处理过程中,需要进行数据质量检查、异常值处理、数据平差以及误差传递分析等操作,以提高测量结果的精度。
2. 高程调整与网络设计高程调整是将测量得到的不同高程数据进行一致性调整的过程。
通过将不同水准线之间的高差进行校正,可以使得整个数据集在一个共同的基准上得到整合。
网络设计旨在优化测量方案,包括站点布设、观测次数和观测方式等的选择,以提高测量的效率和准确性。
3. 仪器与观测技术高程测量仪器的选择和观测技术的运用对测量结果的精度有着重要影响。
常用的测量仪器包括水准仪、全站仪和GNSS接收器等。
高程测量中常见误差分析与提高精度的方法研究高程测量是地理信息系统中非常重要的一项测量工作,它用来确定地面相对于参考平面的高度差。
然而,在高程测量过程中常常会出现各种误差,从而影响测量结果的精度和准确性。
本文将围绕高程测量中常见的误差进行分析,并探讨提高测量精度的方法。
一、大地水准面抬高误差在实际的高程测量中,由于测量点位于地球表面,地球并不是完全光滑的理想球体,而是存在地形起伏的。
因此,大地水准面并不是一个完全平坦的水平面,这就引起了测量的抬高误差。
为了解决这个问题,测量人员需要通过地球重力场的反映进行修正。
可以利用重力测量数据进行大地水准面抬高误差的补偿。
通过对测量点进行密集的重力测量,得到重力加速度的空间分布,从而进行水准面的校正。
二、大气折射误差高程测量中另一个常见的误差是大气折射误差。
大气折射是指由于大气层密度分布的不均匀性,导致从地面观测到的目标位置与实际位置存在差异。
这种误差对于高程测量的长距离观测尤为显著。
为了减小这种误差,测量人员可以采用多种方法。
例如,可以利用全站仪等仪器进行大气折射修正。
在实际测量中,测量人员可以同时进行目标的水平和垂直观测,从而确定大气折射系数,并进行相应的修正计算。
三、系统误差和仪器误差在高程测量中,仪器误差是不可避免的。
仪器误差包括仪器的尺度误差、仪器的漂移误差等。
此外,系统误差也是需要考虑的因素。
为了降低仪器误差和系统误差对高程测量结果的影响,可以采取一系列的措施。
首先,选择合适的高精度仪器进行测量,确保仪器的精度和稳定性。
其次,在实际测量过程中,进行仪器的定期校准和调试,及时发现和纠正仪器的偏差。
此外,对于系统误差,可以通过在不同时间、不同位置进行多次观测,并进行数据处理和分析,找出系统误差的规律和特征,从而进行修正。
四、数据处理误差在高程测量中,数据处理误差也是需要考虑的一项。
数据处理误差包括数据采集误差、数据录入误差等。
由于高程测量通常需要采集大量的数据,并进行复杂的计算和处理,因此这些误差可能会对测量结果产生较大的影响。
GPS高程测量的精度分析介绍了GPS在市政工程髙程测量中的应用,并揭示了造成实践应用不广泛的主要原因一测量精度。
进而从GPS卫星、卫星信号的传播过程和地面接收设备以及地面高程的转化四个方面分析了GPS高程测量的精度问题。
标签:市政工程高程测量GPS信号接收机测量精度一、引言在工程测量中,高程测量的精度问题一直被测绘学界的工作者们广泛关注。
水准测量的精度较高,但是测量工作量太大、测量速度较慢。
相较于水准测量而言,GPS测量高程在效率上有很大的提高。
理论与试验研究表明,如果在测量时加上一些特定的措施,GPS的高程测量精度可以达到三、四等水准测量的要求。
近年来,随着RTK技术的广泛应用,尤其是多基站连续运行卫星定位服务综合系统在各城市的相继建立,高程测量方法得到了有效扩展,作业效率大大提高,但山于高程异常变化复杂,所以,GPS高程的精度普遍不高,分析影响GPS测量精度的影响因素,提高GPS的测量精度有重要的实践意义。
二、GPS高程测量的影响因素分析1.与卫星相关的因素。
卫星是GPS测量的信息发出点,卫星的分布、数量、稳定性对GPS测量结果的稳定性和精确度影响很大。
(1)卫星的个数及稳定程度。
在解算整周模糊度时,至少需要有5颗公共卫星。
星数越多,解算模糊度的速度越快、越可鼎。
当周围高层建筑物密集且有大树时,公共卫星数如果少于5颗,就很难得到固定解。
当降低卫星的截止高度角时,公共卫星数将增加,但将使采集的数据含有较低的信噪比,使GPS接收机解算模糊度的时间延长,且观测精度较差,很难满足要求;当周围只是一侧或部分遮挡,此时的卫星个数需根据实际情况而定,如果卫星正好在遮挡物的一侧, 此时,可能导致卫星数少于5颗,或者卫星数时而增加,时而减少。
这样就会造成测回间的数据精度不稳定;当周圉较空矿时,一般都能达5颗或者5颗以上,且卫星个数固定,此时采集的数据精度也比较稳定,但不排除个例。
(2)卫星分布情况。
卫星分布用PDOP值(位置精度强弱度,为玮度、经度和高程等误差平方和的平方根)来衡量。
中点单觇法三角高程测量的误差及精度分析摘要:本文主要探讨了中点单觇法三角高程测量中可能出现的误差及其精度分析。
首先,介绍了中点单觇法三角高程测量的基本原理和方法,然后分析了误差来源及其影响因素,最后对精度进行了分析,并给出了精度计算公式和实例。
关键词:中点单觇法;三角高程测量;误差分析;精度分析正文:一、中点单觇法三角高程测量基本原理和方法中点单觇法是三角高程测量中常用的一种方法。
其基本原理是在一定水平距离上设置两个观测点(称为A点和B点),并以两个观测点及目标物(称为C点)形成的三角形为基础,通过测量三角形三个内角,计算出目标物的高程。
中点单觇法的测量方法如下:1. 在距离目标物一定距离的A、B两点上分别设置测距仪。
2. A、B两个测距仪同时测量目标物到各自测距仪的距离。
3. A、B两个测距仪同时记录目标物与A、B两点的连线在水平方向上的夹角。
4. 利用三角函数和测量数据计算出目标物的高程。
二、误差来源及其影响因素中点单觇法三角高程测量中可能存在的误差主要包括观测误差、仪器误差、环境误差和计算误差等。
其中观测误差是指由于人为或自然因素造成的误差;仪器误差是指由于仪器本身的精度、灵敏度等因素引起的误差;环境误差是指由于气象、地形、天气等环境因素引起的误差;计算误差是指由于计算方法和步骤引起的误差。
影响中点单觇法三角高程测量精度的因素主要包括:1. 测量设备的精度和灵敏度2. 测量人员的水平和经验3. 环境因素的影响4. 测量方法选择的科学性和合理性三、精度分析及计算公式为了提高中点单觇法三角高程测量的精度,需要针对误差来源和影响因素进行分析,并采取相应的措施加以消减。
一般情况下,中点单觇法的精度可以通过以下公式进行计算:(式中,K为系数,a为目标物与A点的距离,b为目标物与B点的距离,α、β、γ分别为A、B、C三角形三个内角)具体的精度计算实例如下:假设A、B两点距离为100米,目标物离A、B两点的距离分别为70米和50米,并且测量误差为±1毫米,则根据上述公式计算得到中点单觇法的测量精度为:K=0.00179α=54.44°β=35.56°γ=90.00°a=70mb=50m∆H=2.0303×10^-4m四、结论中点单觇法三角高程测量是一种简单、直观、可靠的高程测量方法,但其精度受到多种因素的影响。
高程测量中的常见技巧与注意事项高程测量是地理、土木、建筑等领域中不可或缺的一项技术,其主要目的是测量地面上的高度差异。
在实际应用中,高程测量可能遇到各种各样的挑战与问题,本文将对一些常见的技巧与注意事项进行探讨和总结。
一、高程测量的基本原理高程测量可以通过直接测量或间接测量两种方式进行。
直接测量是指通过水平仪、水准仪等设备直接对待测点进行测量。
间接测量则是通过测量地面的倾斜角度再结合其他数据进行计算得出高程。
无论是直接测量还是间接测量,都需要注意以下几个基本原理:1. 高程基准:高程测量的结果必须以某一个基准面为参照,常见的基准面包括平均海平面、局部基准面等。
在使用测量仪器前,必须确认使用的基准面并进行适当校正。
2. 观测精度:高程测量需要保证一定的观测精度,以保证测量结果的可靠性。
观测精度受多种因素影响,包括仪器的稳定性、环境因素、操作人员技术水平等。
在进行测量时,应尽量消除或减小这些误差。
3. 线性高程:高程测量通常是在线性路径上进行的,因此,路径选择的合理性对于测量结果的准确性至关重要。
在选择线性路径时,需要避免遇到大的高差变化,以确保测量结果的连续性。
二、高程测量的常见技巧1. 三角高程测量三角高程测量是一种间接测量的方法,适用于需要长距离测量的情况。
该方法通过测量待测点与已知点之间的夹角以及距离来计算高程。
尽管三角高程测量相对简便,但在实际应用中需要注意以下几个技巧:- 选择合适的观测点,确保观测点能够看到待测点与已知点。
- 测量时需注意仪器的稳定性,避免人为引入误差。
- 三角高程测量需要考虑地球曲率的影响,因此必要时需要使用修正公式进行修正。
2. 高差测量高差测量是一种直接测量的方法,常用于测量相对较短距离的高程差。
在进行高差测量时,需注意以下技巧:- 使用水准仪等仪器测量高差时,要确保仪器的准确性和稳定性。
- 需要进行高差测量的两个点之间应尽量保持水平或近似水平,以减小测量误差。
- 避免仪器积水或受到温度影响,这些因素会对测量结果产生较大的影响。
第47卷第4期6|J送拥Vol.47,No.4 2021年4月Sichuan Building Materials April,2021精密三角高程测量方法及其精度探讨蒋德兴(四川建筑职业技术学院,四川成都610300)摘要:在高程测量中,平坦地区通常使用水准测量的方法测量控制点的高程,但在一些高差起伏较大、路线状况较差的地区,水准测量实施将很困难,而随着全站仪的普及,使得电磁波测距三角高程的应用更加广泛,若三角高程测量的精度能够达到水准测量的精度,那么用三角高程测量代替水准测量则可大大降低工作强度,提高作业效率。
本文就精密三角高程测量的几种方法及其精度进行探讨。
关键词:三角高程测量;单向观测;对向观测;中间观测;观测方法;精度探讨中图分类号:P224.2文献标志码:B文章编号:1672-4011(2021)04-0057-02D01:10.3969/j.issn.1672-4011.2021.04.0280前言在高程测量中,平坦地区通常使用水准测量的方法测量控制点的高程,但在一些高差起伏较大、路线状况较差的地区,水准测量实施将很困难,而随着全站仪的普及,使得电磁波测距三角高程的应用更加广泛,若三角高程测量的精度能够达到水准测量的精度,那么用三角高程测量代替水准测量则可大大降低工作强度,提高作业效率。
三角高程测量的方法有单向观测、对向观测和中间观测三种,本文就精密三角高程测量的三种方法及其精度计算公式进行探讨。
1单向观测的方法及其精度单向观测的方法是将全站仪安置在一个已知的高程点上,观测已知高程点到未知高程点的水平距离、竖直角、仪器高、目标高,然后计算出已知高程点到未知高程点的高差。
精密三角高程测量时要顾及大气折光差的影响,垂线偏差对高差的影响虽随距离的增大而增大,但在平坦地区边长较短时,垂线偏差的影响极小,通常可以忽略不计。
如图1所示。
h AB ab tana AB+i-v+(1-K)D:b/2R(1)式中,hAB为已知点(测站点)A至未知点(目标点)B的高差;D ab为A、B两点间的水平距离;o^b为A点观测B点时视线的竖直角;i为测站点上的仪器高;v为目标点上的目标高;K为大气折光系数;R为地球半径(6371km)o收稿日期:2020-08-26作者简介:蒋德兴(1966—),男,四川广安人,本科,副教授,主要研究方向:工程测量、控制测量与测量平差。
三角高程测量的方法与精度分析报告
三角高程测量法是一种计算求解点位置高程的方法,是利用两个或多个测站间所测得
的距离和站高,计算出目标点的高程值。
它是地球大地测量学中研究服务不同地点之间的
空间位置与高度关系的基础理论,又称为不连续的高程测量法。
三角高程测量的基本原理是:对某一高程测查点,从两个以上已知高程的测查点观测
到它的视距和视垂,通过求解其向量的方式,可以求得待测点的高程。
三角高程测量法一般在开端求解中一般选择一个被称为顶点的点作为参考基准高程,
通过测量两个顶点之间的视距与视垂,利用三角不等式求解,互相指向求得其他点的测量
高程,最终实现点高程数据的空间关系建立。
三角高程测量法由于人工定视点、推算高程、求解工序耗时多,容易产生大量误差,
比单独使用水准仪进行定点高程测量的精度低。
一般结果的准确度取决于水准仪使用的准
确度,而水准仪使用的仪器误差主要是站高误差、距离误差和视距视垂误差。
为了保证三角高程测量的准确性,需要应用一定的技术手段,尽可能控制误差的产生,并采取措施进行误差改正。
具体而言,可以利用技术手段,对站高、距离、视距视垂误差
进行改正,即对改正系数进行计算。
根据改正系数计算出的高程值才是最终的准确结果。
总之,三角高程测量能够满足大地测量的基础工作,是提供改正高程的一种重要方法。
三角法测量的精度和准确性取决于观测者的观测水准、仪器使用技能及记录情况,同时也
需要密切关注导致误差的影响因素,进行补救措施,以保证测量结果的准确性。
测绘技术中的高程测量精度控制测绘技术是一门关于地理空间信息的获取、处理和表示的学科,广泛应用于地质勘探、建筑设计、城市规划等领域。
其中,高程测量是测绘技术中的重要内容之一,其精度控制对于工程设计和工程施工都至关重要。
本文将从高程测量的方法、影响精度的因素以及精度控制的方法等方面来进行探讨。
首先,高程测量可以通过不同的方法来进行。
其中最常见的方法是水准测量法和全球卫星导航系统(GNSS)测量法。
水准测量法是通过使用水准仪测量垂直角,再经过一系列计算得到高程差的方法。
它具有精度高、测量结果相对可靠的特点,但其测量速度较慢,适用于对低程度地形进行测量。
而GNSS测量法则是通过卫星定位系统来获取高程信息的方法。
它具有测量速度快、适用范围广的优点,但其精度相对较低,受大气条件、多路径效应等因素的影响较大。
其次,高程测量的精度受多种因素的影响。
首先,设备的精度和稳定性会对测量结果产生重要影响。
例如,水准仪的刻度精度和稳定性会直接影响到测量结果的精度。
其次,大气条件和大气压力的变化也会对高程测量的精度产生影响。
在水准测量中,大气压力的变化会导致水准仪中的气压替代仪产生误差,从而影响到测量结果的准确性。
此外,多路径效应也是影响GNSS测量精度的重要因素之一。
多路径效应是指卫星信号经过反射、散射等途径到达接收机,导致接收机接收到多个信号,从而产生干扰。
在面对这些影响测量精度的因素时,我们可以采取一些措施进行精度控制。
首先,在进行高程测量之前,对测量设备进行校准和调试,保证其精度和稳定性。
例如,使用检定设备对水准仪的刻度进行检测,修正刻度误差。
其次,对大气条件的变化进行监测并进行修正。
例如,可以采取大气压力补偿的方法,根据气压的变化对测量结果进行修正。
针对GNSS测量中的多路径效应,可以采取信号过滤、反射体剔除等方法进行处理,提高测量精度。
此外,为了进一步确保高程测量的精度,我们还可以采用差值GPS测量法和无人机测量法等新兴技术。
高程测量中的空间差值方法与精度分析高程测量是地理信息系统中重要的一项工作,它可以帮助我们了解地球表面的地形变化,对于土地利用规划、环境保护和灾害监测等方面具有重要意义。
在高程测量过程中,空间差值方法被广泛应用以获得精确的高程信息,并通过精度分析来评估测量结果的可靠性。
空间差值方法是指通过利用已知高程点的信息,通过一定的插值算法来推断未知位置的高程值。
常用的空间差值方法包括反距离权重法、克里金法和三角网法等。
反距离权重法是一种常用的空间差值方法,它假设距离近的点之间具有较高的相关性。
根据这个原理,该方法通过对距离未知点最近的已知高程点进行加权平均来估计未知点的高程值。
然而,反距离权重法在处理密集数据时容易产生过拟合问题,导致插值结果过于平滑。
因此,在应用反距离权重法时需要合理选择加权函数和参数,进行适当的平滑处理。
克里金法是一种统计插值方法,它在估计未知点的高程值时考虑了空间相关性和变异性。
克里金法通过对已知点进行半方差函数拟合,并根据半方差函数的特性来进行高程值估计。
与反距离权重法相比,克里金法能够更好地处理空间变异性,并且具有可控的拟合优度。
然而,克里金法的计算量较大,需要对样本点进行多次重复操作,因此在处理大规模数据时可能存在一定的困难。
三角网法是一种常用的高程插值方法,它利用已知高程点构建不规则三角网,并以三角网的性质推断未知点的高程值。
通过计算未知点与周围已知点之间高程的平均值或加权平均值来估计未知点的高程值。
三角网法在处理不规则地形数据时表现出良好的适应性,并且可以通过增加网格的稠密程度来提高插值精度。
然而,三角网法对于大规模数据的处理效率较低,且在边界处可能存在插值误差。
在对高程测量结果进行精度分析时,常用的方法包括均方根误差(RMSE)和平均绝对误差(MAE)等。
均方根误差衡量了测量结果与真实值之间的平均偏差,其值越小表示测量结果越准确。
平均绝对误差衡量了测量结果的平均偏差程度,其值越小表示测量结果越精确。
三角高程测量技术与精度控制方法引言:在测量工程中,高程是一个非常重要的参数。
而三角高程测量技术则是一种常用的测量方法。
本文将介绍三角高程测量的原理和方法,并探讨如何控制测量精度。
一、三角高程测量技术的原理三角高程测量是利用三角形的几何关系来测量点的高程。
测量过程中,测量人员会在三角形的两个顶点上设置测站,使用经纬仪等仪器进行观测和测量。
1. 观测角度测量人员需要利用经纬仪观测两个顶点之间的水平角和垂直角,以确定三角形的大小和形状。
在观测水平角时,经纬仪会通过水平圆盘来确定测量的水平角度。
而测量垂直角时,需要使用直角仪来测量相对高程。
2. 计算高程通过观测的角度和已知的边长,可以计算出点的高程。
计算方法通常采用三角函数的运算,根据正弦定理和余弦定理等几何原理,将观测角度和边长代入计算公式中,得出点的高程。
二、三角高程测量的方法三角高程测量有多种方法,常见的包括非整式测量法、正割平差法和整式测量法。
1. 非整式测量法非整式测量法是利用两条边与一个角度进行测量的方法。
在测量过程中,仅需测量两条边和一个角度,通过计算可以得出目标点的高程。
该方法适用于地形起伏较大、测量范围较小的场景。
2. 正割平差法正割平差法是一种对三角形进行平差的方法。
该方法通过对测量结果进行逐次校正,减小测量误差,提高测量精度。
根据正割平差法的原理,通过初始测量值进行迭代计算,不断接近真实值,从而得到更准确的高程值。
3. 整式测量法整式测量法是一种通过整数倍的边进行测量的方法。
该方法中,边的长度是整数倍关系,并且可以构成等边或等腰三角形。
通过观测边的长度和角度,利用整式测量法的公式计算,可以得到目标点的高程。
三、测量精度的控制方法为了保证测量结果的准确性,需要采取一系列的控制方法来控制测量精度。
1. 观测仪器的选择观测仪器的精度和稳定性直接影响测量结果的准确性。
在选择仪器时,应考虑其精度和稳定性,选择适合实际测量需求的仪器。
2. 观测条件的控制观测条件的控制对测量精度有重要影响。
高程测量的精度研究摘要由于其高效方便,得到了迅猛发展,成为了现在地形测量、变形监测、低等级高程控制测量的首选。
近年来在理论和技术高速发展的带动下在平面测量精度和高程测量精度方面都得到了很大的提高。
硬件方面,扼流圈天线使得的多路径效应得到了有效的消除;理论方面,各种对流层、电离层延迟改正模型的提出及其应用,以及许多研究表明有效的消除误差理论的应用,使得的诸多与卫星及接收机之间的误差得到了很好的改正,所以在平面位置和高程的测量精度也进一步提高。
由于测量的大地高应用于实际时需要经过高程转换为正常高,中间转换过程中需要解算高程异常,一系列的计算使得在高程控制测量方面误差偏大,影响了高程控制测量在许多方面的应用。
本文在双频观测的基础上,通过解算原始的观测数据,建立一种区域的电离层延迟改正模型,取代现在最常用的克罗布歇模型来消除电离层对测量的影响,更好的消除电离层延迟的影响,以提高的解算数据的精度。
本文在阐述高程系统和高程测量原理的基础上,首先分析并总结了影响测高的各种因素及大地高的测定精度;其次对现有的高程转换方法进行了全面分析,结合工程算例,深入探讨了各种拟合模型的适合范围及精度情况;同时针对高程测量中几何方法转换的不足,本文研究了基于人工神经元网络转换高程的新方法,通过实例分析证明了该方法转换高程的可行性与可靠,对神经网络模型转换高程的BP网络结构中隐层单元数量的确定、隐含层数的确定、学习速率的选择、初始权值的选择、训练样本对网络泛化能力的影响等问题进行了较为深入的探讨。
为避免应用单一模型进行高程拟合方法的局限性,在吸收和学习己有研究成果的基础上,将不同的拟合模型进行迭加,提高高程异常的逼近精度和可靠性。
关键词:1、三角高程;2、测量精度;3、井下三角;4、GPS高程测量目录一、绪论 (4)二、基本概念概述 (6)(一)三角高程测量定义 (6)(二)三角高程测量基本原理 (6)(三)全站仪三角高程测量的技术指标 (6)三、测量精度分析 (9)(一)测量精度分析 (9)(二)误差方法的共同点 (9)(三)提高精度的措施 (10)四、井下三角高程测量的精度分析 (11)五、GPS高程测量精度 (13)(一)GPS高程测量概述 (13)(二)影响GPS测高的各种因素 (13)1、卫星分布不对称 (13)2、对流层延迟改正残差的影响 (14)3、基线起算点的坐标误差解算基线 (14)(三)GPS高程测量精度研究 (14)1、利用重力测量方法 (14)2、转换参数法 (14)3、GPS三角高程法 (14)4、联合平差法 (14)5、GPS水准法 (15)六、结论 (16)致谢 ................................................................................................ 错误!未定义书签。
参考文献 .. (17)一、绪论全站仪,即全站型电子速测仪(Electronic Total Station)。
是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器,是集水平角、垂直角、距离(斜距、平距)、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。
因其一次安置仪器就可完成该测站上全部测量工作,所以称之为全站仪。
全站仪是一种集光、机、电为一体的新型测角仪器,与光学经纬仪比较电子经纬仪将光学度盘换为光电扫描度盘,将人工光学测微读数代之以自动记录和显示读数,使测角操作简单化,且可避免读数误差的产生。
电子经纬仪的自动记录、储存、计算功能,以及数据通讯功能,进一步提高了测量作业的自动化程度。
全站仪采用了光电扫描测角系统,其类型主要有:编码盘测角系统、光栅盘测角系统及动态(光栅盘)测角系统等三种。
全站仪按其外观结构可分为两类:(1)积木型(Modular,又称组合型)早期的全站仪,大都是积木型结构,即电子速测仪、电子经纬仪、电子记录器各是一个整体,可以分离使用,也可以通过电缆或接口把它们组合起来,形成完整的全站仪。
(2)整体性(Integral)随着电子测距仪进一步的轻巧化,现代的全站仪大都把测距,测角和记录单元在光学、机械等方面设计成一个不可分割的整体,其中测距仪的发射轴、接收轴和望远镜视准轴为同轴结构。
全站仪几乎可以用在所有的测量领域。
电子全站仪由电源部分、测角系统、测距系统、数据处理部分、通讯接口、及显示屏、键盘等组成。
全站仪的主要特点如下:(1)电脑操作系统:全站仪具有像通常PC级一样的DOS操作系统。
(2)大屏幕显示:可显示数字、文字、图像,也可显示电子气泡居中情况,以提高仪器安置的速度与精度,并采用人机对话式控制面板。
(3)大容量内存:一般内存在1M以上,其中主内存有640K,数据内存320K,程序内存512K,扩展内存512K。
(4)采用国际计算机通用磁卡:所有测量信息都以文件形式记入磁卡或电子记录簿,磁卡优先采用无触点感应式,可以长期保留数据。
(5)自动补偿功能:补偿器装有双轴倾斜传感器,能直接检测出仪器的垂直轴,在视准轴方向和横轴方向上的倾斜量,经仪器处理计算出改正值并对垂直方向和水平方向值加以改正,提高测角精度。
(6)测距时间短,耗电量低。
全站仪具有角度测量、距离(斜距、平距、高差)测量、三维坐标测量、导线测量、交会定点测量和放样测量等多种用途。
内置专用软件后,功能还可进一步拓展。
全站仪的基本操作与使用方法: 1、水平角测量(1)按角度测量键,使全站仪处于角度测量模式,照准第一个目标A 。
(2)设置A 方向的水平度盘读数为00000'''︒。
(3)照准第二个目标B ,此时显示的水平度盘读数即为两方向间的水平夹角。
2、距离测量 (1)设置棱镜常数。
测距前须将棱镜常数输入仪器中,仪器会自动对所测距离进行改正。
(2)设置大气改正值或气温、气压值。
光在大气中的传播速度会随大气的温度和气压而变化,15℃和760mmHg 是仪器设置的一个标准值,此时的大气改正为0ppm 。
实测时,可输入温度和气压值,全站仪会自动计算大气改正值(也可直接输入大气改正值),并对测距结果进行改正。
(3)量仪器高、棱镜高并输入全站仪。
(4)距离测量。
照准目标棱镜中心,按测距键,距离测量开始,测距完成时显示斜距、平距、高差。
3、坐标测量(1)设定测站点的三维坐标。
(2)设定后视点的坐标或设定后视方向的水平度盘读数为其方位角。
当设定后视点的坐标时,全站仪会自动计算后视方向的方位角,并设定后视方向的水平度盘读数为其方位角。
(3)设置棱镜常数。
(4)设置大气改正值或气温、气压值。
(5)量仪器高、棱镜高并输入全站仪。
(6)照准目标棱镜,按坐标测量键,全站仪开始测距并计算显示测点的三维坐标。
二、基本概念概述(一)三角高程测量定义三角高程测量(trigonometric leveling ),通过观测两点间的水平距离和天顶距(或高度角)求定两点间高差的方法。
它观测方法简单,不受地形条件限制,是测定大地控制点高程的基本方法。
(二)三角高程测量基本原理随着科学技术的高速发展,测量设备也不断换代更新。
全站仪现已普遍用于控制测量、地形测量及工程测量中,并以其简捷的测量手段,高速的电脑计算和精确的边长测量,被广大测绘人员所钟爱。
图2.1三角高程测量原理图三角高程测量的基本原理如图2.1,A 、B 为地面上两点,自A 点观测B 点的竖直角为α2.1,S 0为两点间水平距离,i 1为A 点仪器高,i 2为B 点觇标高,则A 、B 两点间高差为212.102.1tan h i i S -+=α,上式是假设地球表面为一平面,观测视线为直线条件推导出来的。
在大地测量中,因边长较长,必须顾及地球弯曲差和大气垂直折光的影响。
为了提高三角高程测量的精度,通常采取对向观测竖直角,推求两点间高差,以减弱大气垂直折光的影响。
(三)全站仪三角高程测量的技术指标随着全站仪在工程测量中的广泛使用,全站仪三角高程测量也得到广泛的应用。
新颁布的《工程测量规范》对其主要技术要求作了具体规定,见下表2.1。
表2.1全站仪三角高程测量的技术指标 等级仪器测回数指标差较差(″)竖直角较差(″)对向观测高差较差(mm)附合或环形闭合差(mm )三丝法中丝法四等2DJ 3 7±≤ 7±≤D 40±D ∑±20五等2DJ 1 2 10±≤ 10±≤ D 60± D ∑±30传统的几何水准测量在坡度较大的地区难以实施,由于测站太多,精度很难保证。
利用三角高程测量时,由于大气折光误差、垂直角观测误差以及丈量仪器仪器高和目标高的误差影像,精度很难有显著的提高。
理论和实践表明,当距离小于400m 时,大气折光的影像不是主要的。
因此只要采取一定的观测措施,达到毫米级的精度是可能的。
三、测量精度分析(一)测量精度分析根据三角高程测量中误差计算公式,可计算每测段高差中误差及归算为每千米路线的高差中误差。
如果垂直作业按平地、丘陵和山地的平均值,取为︒=5α;垂直角观测采用2DJ 级全站仪观测;取5.3m ''=α;边长测量中误差按全站仪测距精度s ppm mm s *22m +=计算;大气垂直折光系数中误差取5.0m ±=k ,i m 、v m 均按±8mm 计算。
可以看出仪器高与觇标高的量取误差较大,影响了整个三角高程的测量精度,若加大测段边长,可相对减小仪器高与觇标高的量取误差。
因此,全站仪三角高程测量,测段边长在500~800米间,其高差测量精度较好,可代替精度较低的水准测量。
如城市工程水准测量、线路水准测量等。
表4.1 全站仪三角高程精度表α1° 10° 20° 三等水准限差 四等水准限差项目m (mm )S(m)2mh 2mh 2mh 12D mm 20D mm 502.913.48 3.86 2.684.47 100 3.15 3.41 4.09 3.79 6.32 300 4.995.19 5.736.57 10.95 5007.42 7.55 7.928.49 14.14 700 10.01 10.09 10.31 10.04 16.73 1000 14.00 14.01 14.05 12.00 20.00 200027.5727.4026.9216.9728.28标称精度通常是指仪器核心部件的设计加工精度和标准观测精度,只有在理想的环境条件下才有可能实现。
(二)误差方法的共同点在上述介绍的两种全站仪三角高程测量方法中,无论是对向观测法还是中间法观测,观测高差中误差均随着竖直角和观测距离的增大而增大。
这说明在三角高程的高差测量中,应尽量控制竖直角和观测距离在一定范围内。