TCA2003 智能全站仪三角高程测量精度分析

全站仪三角高程测量精度分析作者修涛容摘要全站仪三角高程测量具有效率高，实施灵活等优点。

全站仪三角高程测量可以代替水准测量进行高程控制，主要有对向观测法和中间观测法。

在这两种方法中，前者将大气折光系数作为常数考虑，认为各个方向的折光系数相同，这与实际的情况有出入。

而中间观测法则将大气折光系数作为变量处理，并加以改正。

经研究并通过实践验证，在观测结果进行修正的条件下，全站仪三角高程测量完全能达到三、四等水准测量的精度要求，同时可借助Excel强大的数据处理能力，使观测数据的处理更为方便快捷[1]。

文章根据三角高程测量原理及误差传播定律，对全站仪三角高程测量在测量中的应用及精度进行了探讨。

对三角高程测量的不同方法进行了对比、分析总结。

通过试验，对全站仪水准法三角高程测量进行了精度分析。

关键词全站仪；三角高程测量；精度分析Total Station trigonometric leveling accuracy analysisAbstract Total Station trigonometric leveling with high efficiency, the implementation of the advantages of flexible. Total Station trigonometric leveling can replace the standard of measurement for elevation control, mainly on the observation method to the observational method and intermediate. In both methods, the former take into account atmospheric refraction coefficient as a constant, that the refraction coefficient in each direction, this discrepancy with the actual situation. While the rule of the middle observation of atmospheric refraction coefficient as a variable processing and correction. Research and verify through practice, Total Station trigonometric leveling observations amendment can fully meet the accuracy requirements of the third and fourth level measurement, Can take advantage of Excel's powerful data processing capabilities, more convenient to make the processing of observational data.Article based on trigonometric leveling principle and law of error propagation, Total Station trigonometric leveling application and accuracy in the measurement are discussed. Different methods of measurement for triangulation were compared, analyzed and summarized. Trigonometric leveling Total Station Standards test, measurement accuracy analysis.Key words Electronic Total Station;trigonometric leveling;accuracy analysis目录摘要 ..................................................... 错误!未定义书签。

三角高程自动监测系统精度分析摘要：介绍了三角高程自动监测系统功能，对其工作原理中间法三角高程测量进行了数学模型的建立和精度分析，并对已采用三角高程自动监测系统的穿越工程作了简单介绍，从而得出三角高程自动监测系统可以代替静力水准仪自动监测系统的结论。

关键词：测量机器人；中间法三角高程测量；沉降观测；精度分析前言北京市南水北调东干渠工程为重力流输水隧道工程，第三方监测第一标段起始于五环路上清桥，沿北五环向东，至广顺桥向南折向东五环平房桥总长22.7km。

全线采用盾构法施工，隧道外径为φ6.0m，双层衬砌结构。

本工程需在穿越的16处桥梁安装静力水准仪对墩柱沉降进行高精度实时监测。

但在实际安装过程中，部分桥梁并不适合安装静力水准仪，主要有以下两方面原因：1.桥墩之间落差太大（约1m~8m），安装静力水准仪会因为转点过多而降低监测精度，且距地表3m以内静力水准仪容易被人为破坏。

2.静力水准仪之间的水管及数据线横跨高速公路容易被超高货车拉断，导致系统故障，且妨碍交通。

本文介绍了三角高程自动监测系统的功能、技术原理，并对系统进行了精度分析，为实际工程中采用该系统提供了技术依据。

一、三角高程自动监测系统简介三角高程自动监测系统是利用CDMA网络实现远程控制TCA2003全站仪，使其对监测点进行自动实时监测。

TCA2003 全站仪是瑞士Leica 公司生产的，具有自动目标识别（ATR）功能，该仪器是智能型全站仪的开拓者，被誉为测量机器人，也是当今世界上测量精度最高的全站仪之一，测角精度±0．5″，测距精度±(1mm+1ppm)。

三角高程自动监测系统软件是基于Vsiual Basic 6.0开发的，用于控制Leica TCA2003全站仪进行自动变形监测以及对监测过程中所采集的数据进行管理与处理。

该系统将自动测量、实时显示测量成果、实时显示变形趋势等智能化的功能合为一体，是进行各类建筑物自动变形监测、滑坡监测及大坝监测等的理想系统。

全站仪三角高程测量的精度分析及其应用摘要：测绘技术在建筑工程、交通运输以及水利水电等领域都有着广泛的应用，特别是随着我国测绘工程行业以及科学技术的不断发展，出现了越来越多的先进测量技术，并得以实践应用，测量技术的精确度也在不断提升。

加强对测绘工程测量技术的分析研究工作，对工程行业以及工程企业的持续发展有着重要意义，应当受到有关部门、相关企业以及从业人员的高度关注与重视。

基于此，本文章对全站仪三角高程测量的精度分析及其应用进行探讨，以供相关从业人员参考。

关键词：全站仪三角高程测量；精度分析；应用引言对于一项工程来说，测量为整个工程的质量保证等提供了重要的技术支持，而且测量结果也是整个工程项目开展与实施的重要依据。

随着测距技术的快速发展和测角精度的提高，全站仪三角高程测量以其简单、方便、测量效率高、累积误差小等优点在工程建设和数据采集中得到广泛应用。

一、全站仪的概念全站仪是全站仪电子测速仪的简称，可同时进行测角、测距、测高差等各种测量。

就此而言，高精度主轴得到广泛应用，并在高精度设备的建造和安装中发挥着重要作用。

全站仪的高程测量精度仍不确定，因为全站仪的电子测量对天气环境敏感，较纯光学原理的比例还不确定，通常采用高程测量法进行高精度测量。

但是，高程测量效率较低，通常适用于较平的测量环境，如果存在较大差异(例如高山和高层建筑)，则高程测量通常需要使用钢带进行高程转移，但随着差异的增大因此，将高程测量改为全桩号三角形高程将提高高程测量的效率。

二、全站仪的基本测量原理众所周知，测量的基本任务包括水平距离测量、水平角测量、竖直角测量、高差测量。

与传统测量方法相比，全站仪可以实现一次安置仪器完成测站上全部的测量工作，使距离测量、角度测量操作简单化和便捷化，且能够在一定程度上避免读数误差的产生。

这是全站仪独树一帜的强大特点，而这一特点的支撑在于仪器本身特殊的部件结构。

为了做到一次瞄准实现全部基本测量要素的测定功能，且保证测定结果的准确性，全站仪望远镜实现了视准轴、测距光波发射和接收光轴的同轴化，以及全站仪双轴自动倾斜补偿，即全站仪的基本测量原理。

基于TCA2003的精密三角高程测量研究【摘要】文章分析了三角高程测量的原理和误差来源，进一步分析了对向观测的误差源，得出了减弱各项误差和提高精度的一些结论。

结合目前的TCA2003测量机器人，探讨了实现精密三角高程测量的可行性和便利性。

【关键词】精密三角高程测量；过河水准；测量机器人；精度估计由于受到仪器精度、大气折光、垂线偏差、地球曲率等因素的限制，三角高程测量的精度一直没有得到突破性的提高。

三角高程测量作为一种灵活的高程测量方法，在很多时候仅能应用于低等级水准测量、较低精度要求的施工控制等测量中。

三角高程测量是测量高程的传统方法，以其快速、简便且能保证一定精度而深受测绘工作者喜爱。

特别是近年来全站仪的发展提高了测角和测距的精度，目前TCA2003测量机器人测角精度达到±0.5″，测距精度达到MD＝±（0.5mm +10-6×D），同时自动化程度越来越高。

自动全站仪能自动识别、跟踪和精确照准目标，大大提高了工作效率。

因此，以测量机器人代替水准仪进行高程测量，无疑具有明显的经济效益和社会效益。

目前，三角高程测量已可以代替三四等跨河水准测量，但用于代替更高等级的精密过河水准测量仍处在研究阶段。

1 三角高程测量原理及误差分析三角高程测量的基本思想是利用测站对照准点所观测的竖角（天顶距）和距离，计算测站点与照准点之间的高差。

在不考虑大气折射、地球曲率等因素的影响下，可得(1)（1)即为利用三角高程计算A、B两点高差的基本公式。

三角高程测量误差主要可分为三个方面，即测距误差、测角误差和外界环境的影响，详细可分为仪器高、觇标高、垂线偏差、地球曲率影响等误差。

考虑这些误差影响后，三角高程测量单向观测的高差计算为(2)其中，为平距；为垂直角；为仪高；为标高，为大气垂直折光系数；为地球半径。

令，一般称为球气差系数。

由此可以看出，三角高程测量的精度受测距中误差、垂直角观测中误差、仪器标量高误差外，大气折光和地球曲率的共同影响。

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。

徕卡 TCA2003系列全站仪徕卡 TCA2003简易操作手册徕卡 TCA2003系列全站仪TCA2003全站仪简易操作手册一、根本操作1、仪器根本性能、仪器保养性能：TCA2003系列全站仪的特点是精度高，主要应用于高精度的变形观测、大地控制测量等精细工程测量领域。

TC(A)2003角度测量精度为0.5秒，距离测量精度为1mm+1ppmTC(A)1800角度测量精度为 1.0秒，距离测量精度为 1mm+2ppm 仪器的保养和使用：仪器必须装箱运输，防止受剧烈振动；仪器不宜受潮；防止在强磁场内作业，影响精度；放置温度在-40℃~+70℃枯燥环境中；保持目镜和物镜的清洁；充电器不能在潮湿环境中使用；雷雨天气不能进展野外测量，可能遭受雷击；不能使用望远镜对准太阳，会损坏眼睛；操作人员不能离开仪器，随时注意周围环境，防止意外事故发生；定期对仪器进展调试和检校；激光不能直接照射眼睛；电磁干扰可能降低测量精度；2、徕卡 GSI数据格式简介：徕卡 GSI数据记录格式是徕卡仪器的专用记录格式，它是由字索引+测量数据构成一个测量数据块，一行记录由一个或多个数据块组成。

例子：110001+00000005 21.324+00000004 22.324+08545254 31..06+00044207110002+00000007 21.324+00020034 22.324+09019410 31..06+00033750110003+00000009 21.324+18019579 22.324+26942383 31..06+00033751以上数据中，110001+00000005中 11表示测量点号的字索引，用于标识该数据块，“+〞之后为测量点号，21.324+00000004中的 21表示水平角的字索引，00000004 是水平角 0癨ul000′00.4″；22.324+08545254中的 22表示垂直角的字索引，08545254 是天顶距 85癨ul045′25.4″；31..06+00044207中的 31表示斜距的字索引，00044207 是斜距 4.4207m。

TCA2003几种测角方法的比较及精度分析摘要：文中给出了tca2003三种水平角测量的方法，并分析了各种方法的优缺点。

结合实例比较了短边和长边导线测量时，各种测角方法对应的测角精度和点位中误差，实例计算表明短边导线测量时，三种测角方法对应的测量精度显著差异。

关键词：tca2003；测角方法；精度分析中文分类号：p 221 文献标识码：a一、引言角度观测作为一项大地测量的基本任务，长期以来实现高精度的角度观测是测量工作者一直追求的目标。

随着科学技术的进步，光学经纬仪和电子经纬仪的测角精度也有很大的提高。

目前，tca2003型测量机器人是测绘领域公认的测角高精度最高的仪器之一，其标称测角精度±0.5″，测距精度。

仪器所具备的atr（automatic target recognition）功能是基于全站仪发射的红外光束，通过光学部件被同轴投影在望远镜轴上，从物镜口发出，经棱镜反射回来的光束形成光点，被仪器内置ccd相机判别接受后，马达驱动全站仪自动瞄准棱镜，实现目标的自动搜索、识别和观测[1]。

atr模式能够自动识别目标，操作人员不再需要精确照准和调焦，一旦粗略照准棱镜后，全站仪就可搜寻到目标，并自动精确照准。

tca2003的自动照准功能也是很多常规仪器所不具备的，然而，自动照准时要求棱镜面正对着仪器望远镜视线，在实际测量时往往很难满足该项要求，势必存在测量误差。

因此本文比较了几种常用的测角方法，并给出了精度分析，以便尽可能地提高测角精度。

二、几种测角方法及比较2.1 几种测角方法顾及tca2003的特有功能，提出如下三种测角方法：1）自动照准法，在角度观测时，先粗略地照准棱镜，然后启动atr模式自动目标识别，当仪器发送的红外光被反射棱镜返回并经内置的ccd相机判别接受后，马达就驱动仪器自动转向棱镜，并自动精确测定；2）瞄棱镜中心法，就是测角时人工精确照准棱镜十字中心，该方法也是常规经纬仪最常用的方法；3）瞄底部法，如图1所示，在点的标志中心立上测钎，测量人员精确地瞄准测钎的底部。

三角高程测量精度分析摘要：通常我们主要通过水准与三角高程测量两种主要方法来测量高程。

我们在测量高程的时候一般都是优先选择水准测量的方法来测量。

但是我们都知道，进行水准测量时候的步骤十分繁琐，而且有时候的任务量很大。

地形起伏较大的地区可能不适合水准测量，在这种情况下，我们通常选择三角高程测量来进行高程测量。

本文在阐述一些三角高程测量理论知识的同时，主要研究的内容是三角高程测量精度方面的问题。

然后在案例分析部分着重通过球气差这一主要影响因素分析，其他因素进行辅助分析。

关键词：三角高程测量；精度；球气差；水准测量；影响因素1 绪论我们都知道，测量高程除了水准测量之外，三角高程测量也是一种很好的高程测量方法。

随着测绘行业的不断发展，我们对三角高程测量的研究也越来越重要。

三角高程测量作为一种测量方法，以其简单便捷，受地形条件等影响较小等优势越来越得到普遍运用，在不便于水准测量的山地丘陵地区，三角高程测量就显得比水准测量更加的有优势，也更加被人们所运用。

通过研究分析其精度问题，可以使其适用于不同的施工测量之中。

2 全站仪三角高程测量原理根据如下三角高程测量原理图，根据已知点的高程，求算出未知点的高程。

首先通过量测两点间的高差，步骤为：在A、B两点分别安置全站仪与棱镜，量取仪器高与战舰高i、v。

用全站仪瞄准棱镜中心，点角度测量，测出竖直角α。

又因为A、B水平距离已知，根据三角函数得出倾斜距离D，然后根据如下公式算出A、B两点之间的高差，进而求得两点的高程：（2-1）若A点的高程已知为，则B点高程为：（2-2）图2-1 三角高程测量原理图3 三角高程测量精度实例分析3.1 研究区背景本次研究区选择在山东农业工程学院济北校区内进行，学院内测区整体地势平坦，测量难度较小。

测区内多为水泥路，少植被，通视情况良好，天气干燥少雨，观测条件良好。

3.2影响误差的因子在研究三角高程测量精度的时候，我们首先应该知道有哪些影响三角高程测量精度的因子。