谈全站仪的高程测量精度

谈全站仪的高程测量精度
本人在从事工程技术管理的工作中，经常听到有测量工程师抱怨说某某全站仪不好用，测高程测不准。

于是我问他：测距离准不准？得到回答是，测距离没问题！于是我就奇怪了，为什么测距离准，测高程不准呢？全站仪工作时测得夹角a和距离L，如下图：
s H
L
a
H=L*sina
S=L*cosa
既然S准确，相应的H也应该准确，因为他们的计算变量都是一样的。

但经过本人实际操作，全站仪测高程精度确实比较差。

到底是什么原因使得同样的参数，计算出来的结果一个精确，另一个却不精确呢？进过详细分析，本人发现其实并不是仪器的问题，而是误差给大家带来的麻烦：
90sinx
cosx Y
Y1
Y2
上图是正弦曲线和余弦曲线示意图，我们可以发现在全站仪镜头水平x=0°—竖直x=90°期间y值的变化，当我们在接近0°附近测量时f（x）=cosx相对于g（x）=sinx对x的增量来说不敏感，也就是说，当我们在仪器测量a角时，一个增量Δa引起的S的变化比H的变化小的多，而实际操作中，各位测量工程师也会发现，由于仪器的构造限制，很少有机会在测量的时候使全站仪仰俯超过45°，而真正当仰俯角超过45°，（例如在近距离测量盖梁或者墩顶高程）时，全站仪的高程测量精度并不比水平坐标的测量精度低。

例如：sin10.1-sin10=0.00171855，cos10.1-cos10=-0.0003045，这表明在角度误差0.1°的情况下，瞄准接近100米的目标，高程会差17cm，而距离只差3cm，这就是为什么大家都抱怨全站仪测高程不精确的原因。

全站仪三角高程测量方法及精度分析摘要：通过结合全站仪和跟踪杆，我们可以大大提升测量高程的准确性，并且随着应用频率的增加，这种方法也会受到越来越多的重视。

相比于传统的三角测量方法，新型的三角测量技术不仅可以克服其局限性，还能够大大降低误差，提升测量精度。

通过采用无需重复测量仪器和棱镜高度的方式，可以大大减轻外部作业的负担，并且提高测量的效率，这种方法在实际应用中表现出色。

关键词：全站仪；三角高程测量；测量方法；精度分析引言通过使用全站仪测量三角高程，我们可以建立一个三维坐标控制网。

这种方法包括对向观测法和中间观测法。

在进行对向观测时，我们通常会将大气折射系数视为一个常数，但是如果我们忽略了不同方向折射系数的差异性，那么我们就无法准确地评估整个系统的精度。

通过中间观测法，我们可以将折光系数作为一个方向变量来考虑大气折射误差对三角高程测量的影响。

因此，本文将详细介绍三角高程测量方法，并对它们的准确性进行比较分析。

1研究背景和现状高程测量是测量工作的重要组成部分，现代高程测量技术包括水准测量、三角测量和GPS高程测量。

然而，GPS 高程测量技术存在测量精度较低的问题，无法满足日常测量的需求。

此外，传统的三角测量技术，如全站仪测量，也存在一定的局限性，无法满足高程测量的需求。

通过使用全站仪进行三角测量，可以获得两点之间的垂直高度差，这种方法比传统的水平测量更加精确，而且由于没有受到地形的影响，可以更加迅速、准确地完成测量任务。

2全站仪的基本测量原理测量是一项重要的技术，它的主要目的是测量物体的位置、倾斜角、高差。

与传统的测量方式不同，全站仪可以快速、准确地完成测量，大大提高了测量效率，并有效地减少了测量结果的偏差。

全站仪望远镜具有独特的优势，它的核心技术就是其精准的视准轴、高精度的测距光波发射与接收光轴的同轴化，以及可靠的双轴自动倾斜补偿，使得它可以一次性完成所有的测量要素，并确保测量结果的准确性。

3全站仪三角高程测量方法特征分析以及研究进程3.1单向观测法使用全站仪三角高程测量单向观测法可以获得较高的水准测量精度，但是在进行测量之前，必须充分考虑地球曲率和大气折射带来的可能影响，这将会对测量结果产生重大影响。

全站仪在铁路测量中的精度控制摘要：探讨了全站仪在铁路测量中的应用和精度分析，阐述全站仪在铁路测量中的误差精度控制，进一步强化全站仪在铁路测量作业中的运作效率，提高测量的精准度，旨在为相关研究提供参考资料。

关键词：全站仪;误差分析;精度控制;铁路测量;引言：随着铁路建设规模的扩大和列车运行速度的提升，对铁路轨道的测量工作提出了更加严格的要求。

在铁路测量中应用全站仪能够有效保证测量效率和精度，为铁路线路的养护维修提供更为准确的依据。

另外，全站仪采用的X、Y、H三维坐标可以直观反映线路实际情况，同时可利用计算机对数据和图形进行灵活处理。

因此，为确保铁路工程整体施工质量，达到规范要求精度的控制，对于铁路测量中全站仪的精度控制研究至关重要。

1.全站仪的概念及原理全站仪是集光、机、电为一体集合了垂直角、水平角、距离、高差测量功能的测绘仪器。

对于一次测量工作可以一次性完成因此称为全站仪一般应用于公路、铁路隧道的测量或者监控。

全站仪具有自动记录和显示的功能用自动代替了人工光学微读数简化操作步骤避免误差产生因其自动化的功能使得测量时间缩短节约了人力、物力。

全站仪利用了电子经纬仪其竖直度盘和水平度盘及其读数设置采用了两个编码盘和读数传感器进行角度测量根据测角精度的不同可以为0.5”、1”、2 ”、3 ”、5”、10”等几个等级[1]。

2.全站仪在使用中的误差分析2.1 轴系误差经纬仪在光学原理上更加突出，具有全站仪不能具备的优势，而全站仪在轴系方面存在更多的误差。

为控制轴系误差，就要正确认识轴系误差产生的原因。

具体来说，全站仪产生轴系误差的原因主要包括以下3个方面：（1）环境温度和气压的变化。

当测量环境的温度和气压变化较大时，尤其是测点间温度和气压差距较大时，全站仪视准轴位置会出现明显波动，视准轴的变动会直接引发轴系误差[2]。

（2）镜头安装调整不当。

在测量时，如果出现全站仪镜头安装与调整不当的情况，就会直接导致全站仪镜头中的望远镜十字丝中心偏离正确位置，进而导致视准轴偏离正确的仪器水平方向，产生轴系误差。

如何进行高程测量及精度提升高程测量是地理测量学中的一个重要分支，用于测量地表或物体在垂直方向上的高度、深度或海拔。

在城市规划、土地开发、建筑设计等领域中，高程测量的准确性对于确保工程质量和空间数据的可靠性至关重要。

本文将探讨如何进行高程测量并提升其精度，以确保数据的准确性和可靠性。

一、高程测量方法1.大地水准测量：大地水准测量是最常用的高程测量方法之一。

通过使用水准仪测量不同点之间的视线高差和水平距离，可以推导出地表的高度差。

这种方法的准确性较高，适用于较大范围的地理测量。

2.全站仪测量：全站仪是一种集观测测角、测距、测高等功能于一体的仪器。

通过精确测量仪器的仰角和水平角度，以及到目标点的距离，全站仪可以计算出目标点的高度。

这种方法适用于小范围的测量，并且具有较高的测量精度。

3.差分GPS测量：差分GPS测量是利用全球定位系统（GPS）进行高程测量的一种方法。

通过使用至少两个接收器接收卫星信号并进行差分计算，可以获得目标点相对于基准点的高度信息。

这种方法的优势是可以实现实时测量，并且可以在较大范围内进行高程测量。

二、精度提升方法1.使用更先进的测量仪器：随着技术的进步，新一代的高精度测量仪器不断问世。

使用这些新仪器可以提高测量的准确性和精度。

例如，采用高精度的全站仪或差分GPS仪器，可以消除仪器本身的误差，提高数据的可靠性。

2.选择适当的天气和环境条件：天气和环境条件对高程测量的精度也有很大的影响。

例如，风力大、气温变化大的天气条件下，测量仪器的准确性会受到影响。

因此，在选择测量时间和地点时，需要考虑天气和环境条件的稳定性，以确保数据的精度。

3.数据处理和纠正：对于高程测量数据，正确的数据处理和纠正方法也是提高精度的关键。

在数据处理过程中，需要考虑仪器常数、大地水准面等因素的影响，并进行相应的校正。

使用专业的测量软件和算法，可以更准确地处理和纠正数据，提高高程测量的精度。

4.重复测量和验证：高程测量是一个复杂而精细的过程，测量误差难以完全避免。

全站仪测量技术要求规范全站仪是一种用于地质测量和工程测量的高精度测量仪器。

它具有方位角测量、仰角测量和距离测量的功能，能够同时测量目标点的坐标和高程信息。

全站仪测量的准确性和可靠性对工程建设和地质勘探具有重要意义，因此有必要制定全站仪测量技术要求的规范。

首先，全站仪测量技术要求应包括仪器的精度要求。

全站仪的方位角测量精度应达到0.5秒，仰角测量精度应达到1秒，距离测量精度应达到±(2mm+2ppm)，其中ppm为目标点距离的百万分之一、仪器的准确性对于测量结果的可靠性至关重要，在工程设计和施工中，只有达到一定的精度要求才能够保证工程质量。

其次，全站仪测量技术要求应包括仪器的稳定性要求。

全站仪应具有良好的抗震能力和抗干扰能力。

对于固定点测量和持续监测应用来说，仪器在震动或外界干扰下应能保持测量稳定。

在大型工程建设和地质灾害监测中，仪器的稳定性是保证数据准确性和持续性的基础。

其次，全站仪测量技术要求应包括仪器的操作规范。

由于全站仪是一种高精度仪器，不正确的操作可能导致测量误差的增加。

操作规范应包括正确使用和校准仪器、正确设置测量参数、正确操作测量程序等方面的要求。

操作规范的制定可以通过培训和技术指导进行，确保测量人员具备正确的操作技巧和知识。

最后，全站仪测量技术要求应包括数据处理和报告编制的要求。

全站仪测量产生的测量数据是工程设计和施工的重要依据，因此数据处理的准确性和报告编制的规范性对于工程质量和项目管理具有重要影响。

数据处理应包括对测量数据的质量控制、误差分析和精度评定等方面的要求，报告编制应包括对测量结果的描述、图表的绘制和结论的总结等方面的要求。

总之，全站仪测量技术要求规范需要包括仪器的精度要求、稳定性要求、操作规范和数据处理要求等方面的内容。

通过制定和遵守规范，可以确保全站仪测量的准确性和可靠性，提高工程质量和工程管理水平。

同时，对测量人员的培训和技术指导也是规范实施的重要环节，只有人与仪器相结合，才能达到最好的测量结果。

全站仪中间法高程测量及其精度探讨作者：龙爱杰王中文来源：《商品与质量·房地产研究》2014年第03期【摘要】随着全站仪的更新换代，全站仪三角高程的测量精度不断提高，其应用领域在不断地扩大和深化。

本文着重对单向观测法、对向观测法、中间设站法等三种三角高程测量观测方法进行论述和精度分析，对主要误差来源进行综述，并对其应用领域进行了总结，得到了一些有益的结论。

【关键词】三角高程测量；单向观测法；对向观测法；中间设站法一、前言三角高程测量的基本思想是根据测站向照准点所观测的垂直角和斜距，计算测站点与照准点之间的高差。

三角高程测量相比水准测量受地形限制少、效率高，已全面应用于工程测量实践中，发挥着重要的作用。

但受竖直角误差、测边误差、折光误差等因素的影响，三角高程测量的精度很难有显著的提高，限制了三角高程测量的应用范围。

随着全站仪的更新换代，测角精度达到0.5s，测距精度达到1mm+1ppmD，大大提高了全站仪三角高程测量精度。

当前很多测绘工作者从观测方法、精度分析和应用领域等方面对全站仪三角高程测量进行了分析和实践，认为三角高程测量在一定的条件下可以达到等级水准测量的精度。

二、全站仪三角高程测量观测方法和精度分析1、单向观测法及精度分析单向观测三角高程法没有顾及地球曲率和大气折光的影响，仅适用于距离较短、精度要求不高的情况。

如图1所示，D和S为地面A，B两点间实测的水平距离和斜距，弧线PE和AF 分别为过仪器高P点和地面A点的水准面。

观测竖直角时，水平线PG与B点的铅垂线交于G 点，GE就是由于地球曲率而产生的高程误差（球差），用p表示。

由于大气折光的影响，自目标N的光弧线NP进入仪器的望远镜，而望远镜的视准轴却位于弧线PN的切线PM上，MN 即为大气折光对三角高程的影响（气差），用r表示。

顾及球差和气差改正（两差改正），得到单向觀测三角高程的精度公式为：从（2）式中可以看出，单向观测法三角高程测量的主要影响因素为竖直角的误差，水平距离D的误差，折光系数K的误差，仪器高和目标高的量取误差。