基于全站仪的三角高程测量分析
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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。
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。
摘要在工程建设的勘测、施工中常常涉及到高程测量,现场采用的测量方法主要是水准测量和三角高程测量。
水准测量精度高,但是速度比较慢,效率低。
此外,水准测量的转点多,而且标尺与仪器也存在下沉误差,如果在丘陵、山区等地使用水准测量进行高程传递是非常困难的,有时甚至是不可能的。
近些年来,由于全站仪的发展,使得测角、测距的精度不断提高。
三角高程测量传递高程比较灵活、方便、受地形条件限制较少等优点,因此全站仪三角高程测量补充了水准测量不能在山区等地形起伏较大的地区施测的不足,成为水准测量的重要方法。
本文对全站仪三角高程测量的原理、方法、精度等进行了分析,认为用全站仪代替水准仪进行高程测量,在一定范围内可达到三等水准测量要求。
关键词:全站仪三角高程精度分析等级水准AbstractIn the construction survey, construction often involve the height measurement, the scene is the leveling measurement method is mainly used and trigonometric leveling. Leveling precision, but at a slower speed, low efficiency. In addition, the turning point of leveling and gauge and instrument is also sinking error, if in the hills, mountains and other places using the leveling elevation transfer is very difficult, sometimes even impossible. In recent years, due to the development of the total station, the accuracy of Angle, distance to improve. Trigonometric leveling elevation is more flexible and convenient, and the advantages of less restricted by terrain conditions, so the triangle elevation surveying added leveling can't in mountainous terrain volatile regions such as measured by the insufficiency, has become an important method of leveling. In this paper, the principle and method of total station triangle elevation measurement, precision are analyzed, such as that using total station to replace the level height measurement, within a certain range can be up to three, the fourth level measurement requirements.Key Words:Total station, Triangle elevation, Accuracy analysis, Order leveling目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论 (1)1.1 前言 (1)1.1.1 研究目的与意义 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.2.1 国内研究现状 (2)1.2.2 国外研究现状 (2)1.3 本文研究内容 (3)第2章全站仪三角高程测量原理和观测方法 (4)2.1 全站仪三角高程的基本理论 (4)2.1.1 全站仪三角高程测量的原理 (4)2.1.2三角高程测量的基本公式 (5)2.2 全站仪三角高程测量的方法 (7)2.2.1对向观测法 (7)2.2.2中间测量法 (8)第3章三角高程与几何水准高程误差及精度的对比研究 (9)3.1 全站仪对向观测法的精度分析 (9)3.2 全站仪中间观测法的精度分析 (11)3.3 三角高程测量方法的比较 (13)第4章实例分析 (15)4.1 测量过程 (15)4.2 观测结果分析 (17)第5章结论与展望 (19)致谢 (20)参考文献 (21)第1章绪论1.1 前言测量地面待定点的高程,传统的方法是通过仪器测量待测点与已知点间的高差,然后计算出待测点的高程。
全站仪在井下三角高程测量中的应用摘要:本文探讨了全站仪在井下三角高程测量中的应用。
通过分析和实验,本文介绍了全站仪的优势和其在井下三角高程测量的重要性,并指出了使用全站仪进行井下三角测量能够显著提高测量精度并节省采表成本。
此外,本文还阐述了全站仪可以实现条件复杂、坡度大等井下三角测量要求,以及全站仪在井下三角测量中减少事故隐患的作用。
关键词:全站仪;井下三角高程测量;精度;采表成本;条件复杂;坡度大正文:随着信息技术的发展,全站仪已经成为井下三角高程测量的必备设备。
全站仪可以同时测量高程、方位角和投影角,可以准确地采集测点的全部数据,大大提高了测量精度。
借助全站仪,可以节省采表成本,节约人力物力,极大地提高测绘效率。
全站仪还可以实现条件复杂、坡度大等井下三角测量要求。
全站仪根据必要的测量参数和俯仰角、旋转角、偏航角来测量点,可以满足三角角度测量要求,也可以满足远距离三角测量要求。
此外,全站仪对井下三角测量技术的应用不仅能够减少测量中的错误,还能够减少工作中的安全隐患。
首先,全站仪可以通过数据处理减少机械误差,从而大大提高测量精度;其次,全站仪可以做到非接触式的采样,可以避免操作者与沉陷危险的地带接触,确保测量人员的安全。
综上所述,全站仪对井下三角高程测量具有重要意义,它能够有效提高测量精度,节省采表成本,满足条件复杂,坡度大等要求,以及减少测量中的安全隐患。
此外,在井下三角高程测量中,全站仪还可以用来检测坐标位置变化,从而改进坐标系统。
由于仪器具有极好的稳定性,因此全站仪在坐标转换过程中可以提供准确的信息,可以防止误差的发生,从而确保数据的准确性。
全站仪也可以用于多物理信息的采集,如温度、湿度、气压等。
有了这些信息,利用全站仪可以控制井下环境的变化,有效地改善工作环境。
此外,人们还可以利用全站仪对振动状态进行监测,从而有效地预防井下事故的发生。
另外,全站仪也可以在井下三角测量时自动提取测量数据,从而节省时间并简化测量流程,极大地提高测绘效率。
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。
精密工程测量中全站仪三角高程精度分析摘要:在传统的精密工程测量中,主要使用方法是通过符合规定要求的配套水准尺或者精密水准仪完成测量工作。
在交通发达、地势相对平缓的区域,以往的测量方法不但测量结果准确而且操作便捷,但是如果在面积广阔的水域或者高度差差值较大的山区等区域,由于传统测量方法的操作时间长、工作效率低以及劳动量大等,测量工作难以顺利开展。
本文分析智能全站仪三角高程测量方法取代传统测量方法的可行性,从而对以往水准测量的不足进行改善,降低劳动量,增加工作效率,具有十分重要的现实意义。
关键词:精密工程测量;全站仪;三角高程;精度分析1 引言一直以来,三角高程测量作为测量控制点高程的重要措施,在各种工程中得到广泛使用。
但是,因为其测量的精确度极易受到垂直折射光的影响,所以,逐渐被更加全面的几何水准测量仪所代替。
分析目前全站仪在不同领域的实际应用、计算公式以及三角高程测量精度,三角高程逐渐取代三等以及四等水准测量是发展的必须趋势。
2 全站仪精密三角高程测量方法的工作原理2.1 对棱镜高度进行间接测量的新方法一般而言,通过传统方法对三角高程进行测量的过程中,首先要做的也是必须要做的就是测量出棱镜的高度以及仪器的高度,测量的精确度必须控制在1~2mm,如果超出此项范围,那么就无法满足精密三角高程测量对于精度的要求。
为了实现使用精密三角高程测量取代二等水准测量的目标,研究人员发现了一种全新的、能够精确测量出棱镜高度的方法。
通过特别定制的棱镜底座,使用全站仪对放置在转点或者水准点上方棱镜的高度进行测量,这种测量方法的精确度一般可以达到亚毫米级别,同时,操作十分便捷。
2.2 工作的原理如图1所示,A为三脚架上的棱镜,放置在已经知道的水准点S的上方,a是特别定制底座上的棱镜,同样放置在已经知道的水准点S的上方,其棱镜的高度HSa,也就是水准点S与棱镜点a之间的距离(高度)已知,将全站仪放置在自由测站点B处,距离保持为20~40m。
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 全站仪中点法三角高程测量的分析全站仪中点法三角高程测量的分析论文摘要:中点法即将全站仪架设于前后棱镜的中间,观测两点间的高程来进行高程传递的一种测量手段。
本文阐述中点法三角高程在工程测量应用的可靠性和可行性。
论文关键词:中点法,三角高程,精度分析,中误差 1、中点法三角高程测量的原理 1.1 高差计算公式如上图所示,为求得 1、 2 两点的高差,将全站仪设于大致在中间的 M 点,则有 1 点至 2 的高差为:h=h-h=S*cos-S*cos+(S*sin)-(S*sin)+v-v(3) 其中:S 为经气象改正后的斜距;为天顶距的观测值; v 为觇标高; R 为地球平均曲率半径,一般地区取 6371000; k 为大气折光系数。
由于观测条件基本相同,可认为其折光系数 kk,令 k=k=k,代入(3)得:h=S*cos-S*cos+{(S*sin)-(S*sin)}+v-v(4) 根据以上推导(4)可知,用中点法三角高差测量时,不需对中,也不必量仪器高。
1.2 中误差的推导对(4)进行全微分,令 D1=S*cos、D2=S*cos,则 dh=cosdS-cosdS+d+d+dk+dv-dv(5) 根据误差传1/ 4播定律,各观测量之间相互独立,而且观测的距离较短,则可近似认为m=m=m,天顶距的 m=m=m,镜高的 m=m=m,由(5)可推得三角高程的中误差为:m=(6) 上式中:m 为测边中误差; m 为天顶距观测中误差; m 为大气折光系数中误差; m 为镜高量取中误差; D 为水平距离 D=S*cos;为弧度常数 =206265。
中点法三角高程应进行两次观测,则高差平均值的中误差为:m==(7) 2、中点法三角高程测量的精度分析对于一般的 2级全站仪, m=4mm、 m=2、 m=0.05、 m=1mm,取不同的平距D,D=D+D,以及不同的天顶距,分别取 75、 80、 85。
全站仪三角高程测量的方法与误差分析本科毕业论文全站仪通过发射一束可见光束,测量激光束从仪器到目标反射点的时间,并通过时间差计算出仪器与目标点之间的距离。
三角高程测量是利用全站仪的水平角和垂直角的测量结果,结合已知的基线长度,通过三角形计算出目标点的高程。
1.设置仪器:将全站仪放置在测站点上,确保仪器的水平和垂直准星位于同一平面上。
2.瞄准目标点:通过望远镜瞄准需要测量高程的目标点。
3.测量水平角:通过全站仪记录目标点与两个已知点的水平角。
4.测量垂直角:通过全站仪记录目标点与水平面的垂直角。
5.计算高程:根据测量的水平角和垂直角以及已知基线长度,通过三角形计算出目标点的高程。
6.数据处理:根据多次测量的结果,进行数据平差处理,获得更准确的测量结果。
在全站仪三角高程测量中,需要考虑的误差主要包括仪器误差、自然因素和操作误差。
仪器误差包括仪器刻度误差、指向误差和折射误差等,可以通过定期校准仪器和使用精确的仪器控制误差。
自然因素包括大气折射、大地水准曲率和大地水准面偏差等,可以通过校正和补偿来减小误差。
操作误差主要包括读数误差、瞄准误差和放样误差等,可以通过培训和规范操作来减小误差。
为了进一步分析误差,可以采用误差理论进行误差分析。
误差理论可以通过误差传播法则计算最终测量结果的误差范围。
同时,可以通过实验和模拟等方法验证误差分析的有效性,并提出改进测量方法和减小误差的措施。
综上所述,全站仪三角高程测量是一种常用的测量方法,能够提供准确的高程数据。
在实际测量中,需要注意仪器的校准和控制、自然因素的校正和补偿,以及规范的操作。
通过误差分析,可以评估测量结果的准确性,并提出改进测量方法和减小误差的建议,从而提高测量的可靠性和准确性。
随着全站仪在工程测量中的普及,使用既可任意置站,又可减少误差来源,同时还无需每次量取仪器高及棱镜高度的棱镜跟踪杆配合全站仪测量高程方法,已愈发受到广大测量人员青睐。
通过已有工程实例证明,无量高全站仪三角高程测量法可使测量精度进一步提高、施测速度更快,特别适合于复杂环境下工程的应用。
1 无量高全站仪三角高程测量法1.1 测点高程H测高法(1)公式推导图1为传统三角高程测量示意。
设HB为B点高程,已知;H A为A点高程,未知;现通过全站仪测定其他待测点的标高图1中,D为A、B两点间的水平距离,即高斯投影平面上两点的距离;i为测站点的仪器高。
图1 传统三角高程测量示意H A=H B-D tanα-i+t式中:D tanα即V值可用仪器直接测出,i、t均未知,但因仪器置好后,i 值将随之不变,同时选取棱镜跟踪杆作为反射棱镜,棱镜高度值t也将不变。
故待测点的高程为:HA+i-t=H B-D tanα=H0。
H A+i-t在任意测站上固定不变,且可以计算出其测站点高程H0。
故有H求= H0+D'tanα'+i-t。
式中:H求为待测点高程;D'为测站点到待测点的水平距离;α'为测站点到待测点的观测垂直角。
当i=0、t=0时,H求= H0+D'tanα'。
(2)操作过程1)选择与已知高程点通视的位置将仪器任意置点。
2)测出V值,计算出H0。
3)重新设定仪器测站点高程为H0,且设置仪器高及棱镜高为0。
4)照准待测点,测出其高程。
1.2 借高三维Z坐标测高法(1)公式推导借高三维Z坐标值测高法测量如图2所示,B=BM为后视点B的高程代号。
假设B点的高程H;已知,C点的高程HC未知,A点为任意置站点,通过全站仪测定C点的高程HC。
图2 借高三维Z坐标值测高法测量示意由Z坐标测量原理可知:Z B=Z A+D tanα+i-t式中:D tanα即V值可以用仪器直接测出,测出V值后将仪器中仪高值i改设为(t-D tanα)值、将测站点ZA坐标设置为基准点高点H B。
全站仪三角高程测量方法
首先,确定测量点和参考点的位置。
在进行高程测量之前,需要确定好测量点
和参考点的位置。
测量点是需要测量高程的点,而参考点是已知高程的点。
在确定位置时,需要考虑到地形的起伏和可见性,以确保测量的准确性和可靠性。
其次,设置全站仪。
在确定好测量点和参考点的位置后,需要设置全站仪。
首先,将全站仪放置在水平地面上,并通过调节仪器的水平仪使其水平。
然后,通过调节仪器的望远镜使其指向参考点,并记录下参考点的水平角和垂直角。
接着,测量目标点的水平角和垂直角。
将全站仪指向测量点,并记录下测量点
的水平角和垂直角。
在记录角度时,需要确保仪器的稳定和准确,以避免误差的产生。
然后,计算高程。
通过测量得到的水平角和垂直角,可以利用三角函数的关系
计算出测量点的高程。
在计算高程时,需要考虑到地球的曲率和大地水准面的影响,以确保计算结果的准确性。
最后,校核和修正。
在完成高程测量后,需要对测量结果进行校核和修正。
校
核的目的是检验测量结果的准确性,而修正则是对可能存在的误差进行修正,以提高测量结果的可靠性和准确性。
通过以上的全站仪三角高程测量方法,可以实现对地面高程的准确测量。
在实
际的测量工作中,需要严格按照方法进行操作,并注意仪器的校准和调整,以确保测量结果的准确性和可靠性。
同时,需要根据实际情况对测量结果进行校核和修正,以提高测量的准确性和可靠性。
全站仪三角高程测量方法全站仪是一种先进的测量仪器,具有测量水平角、垂直角和斜距的功能,因此在进行三角高程测量时,可以采用以下方法:1. 三角高程测量原理:三角高程测量是利用三角学原理进行测量的方法。
当我们在地面上选择三个测站,并测量出它们之间的水平角、垂直角和斜距时,根据三角关系可以计算出这些测站的高程。
2. 选择测站:在进行三角高程测量时,首先需要选择三个测站,并保证这三个测站之间形成一个合理的三角形。
测站的选择要考虑到其位置相对固定和稳定,同时要满足仪器观测范围的要求。
3. 测量水平角:使用全站仪测量水平角的方法有两种:反射测量和直接测量。
反射测量是将反光棱镜放置在测站上,然后使用全站仪对反射棱镜进行测量,得到水平角的数据。
直接测量是将全站仪直接对准目标,通过全站仪内置的水平角读数装置进行测量。
4. 测量垂直角:全站仪可以通过照准测量和激光测量两种方法来测量垂直角。
照准测量是将全站仪对准目标,然后通过全站仪内置的图像传感器来读取目标的中轴线,从而获得垂直角的数据。
激光测量是利用全站仪内置的激光器向目标发射激光束,然后通过在目标接收到光线的位置上读取垂直角的数据。
5. 测量斜距:通过使用全站仪的测距仪,可以实时测量出目标与测站之间的水平距离或斜距。
全站仪的测距仪可以通过使用红外线或激光技术来测量距离,并将测得的数据显示在仪器的屏幕上。
6. 计算高程:当我们完成三个测站的水平角、垂直角和斜距的测量后,可以利用三角关系计算出测站的高程。
常用的计算方法有正算法和反算法。
正算法是已知两个测站的高程和一个介于它们之间的斜距,通过三角关系计算出第三个测站的高程。
反算法是已知两个测站的高程和一个测站的高程,通过三角关系计算出这个测站到其他两个测站的斜距。
总结:全站仪的三角高程测量方法包括选择测站、测量水平角、测量垂直角、测量斜距和计算高程。
通过合理的测站选择和准确的观测操作,可以获得高精度的三角高程测量数据,从而为工程测量和地形测量提供可靠的高程数据支持。
全站仪三角高程测量的方法及对其精度分析目录第一章、引言 (3)第二章、正文 (4)一、三角高程测量的原理及基本公式 (4)1.1 三角高程测量的原理 (4)1.2 三角高程测量的基本公式 (5)1.2.1基本公式 (5)1.2.2 距离的归算 (6)1.2.3 用椭球面上的边长计算单向观测高差的公式 (7)1.2.4 用高斯平面上的边长计算单向观测高差的公式 (7)1.2.5 对向观测计算高差的公式 (8)二、全站仪三角高程测量的方法 (9)2.1 传统方法 (9)2.2 使用跟踪杆配合全站仪测量高程 (10)三、三角高程测量的误差来源 (12)3.1 竖角的测角误差 (12)3.2 边长误差 (12)3.3 折射系数的误差 (12)3.4 仪器高i和目标高v的测定误差 (13)四、三角高程测量的精度分析 (13)4.1 观测高差中误差 (13)4.2 对向观测的高差中误差 (14)4.3 使用跟踪杆配合全站仪高程测量的高差中误差 (15)五、三角高程测量的应用 (15)5.1 三角高程路线 (15)5.2 独立高程点 (16)5.3 高程导线 (16)第六章、结论 (17)参考文献 (18)致谢 .................................................................................................. 错误!未定义书签。
附表1 (19)摘要:在工程施工过程中,常常涉及到高程测量。
普遍高程测量方法有水准测量和三角高程测量。
三角高程测量与水准测量相比,它施测速度快,不受地形起伏的限制,但是三角高程测量由于测量距离远,误差来源多,其精度受到影响,达不到高精度测量的要求。
随着高精度测距仪器的应用,三角高程测量的精度得到提高。
本文从三角高程测量的原理开始,探讨了全站仪三角高程测量的方法,以及对其进行精度分析。
因为快捷、简便,利用全站仪进行三角高程测量越来越受到施工测量人员的青睐。
全站仪三角高程测量精度分析
一、仪器原理
全站仪三角高程测量基于三角测量原理,通过测量物体与测站以及目标之间的角度,根据三角关系计算出物体的高程。
测量过程中,全站仪会通过发射红外线或激光束,自动测量和记录目标物与测站之间的水平角和垂直角。
同时,全站仪也会通过内置的距离仪来测量测站与目标物之间的距离。
通过融合这些数据,全站仪能够计算出目标物的高程。
1.环境因素:如温度、大气压力、湿度、气流等因素会对全站仪的测量精度产生影响。
特别是大气折射效应会导致测量结果产生偏差。
2.仪器本身的误差:全站仪的测量系统包括角度测量系统和距离测量系统,这两个系统本身都存在精度限制和系统误差,如仪器的仰角误差、仪器的定位误差等。
3.人为误差:操作人员在使用全站仪进行测量过程中,可能由于技术水平、操作不当或者主观判断等原因导致误差的产生。
比如未能正确对准目标、未能保持仪器的水平或垂直等。
4.目标物本身的误差:目标物的安装质量、目标物的高程变化等因素都会对三角高程测量结果产生影响。
1.仪器选择:选择高精度、稳定性好的全站仪,以减小仪器本身的误差对测量结果的影响。
2.仪器校准:定期对全站仪进行校准,以确保仪器的测量精度符合要求。
3.仪器使用规范:操作人员需要按照全站仪的使用说明进行操作,保持仪器的水平和垂直,正确对准目标,避免人为误差的产生。
4.环境条件控制:在测量过程中,应尽可能控制环境条件,如避开大气折射效应较大的时段进行测量,保持测量场地稳定。
5.数据处理方法:在数据处理过程中,采用合适的数学模型和算法进行计算,降低误差的传递和累积。
全站仪中间法三角高程测量精度分析及应用1龚军 2、王敏昆明子午环测绘咨询服务有限公司云南昆明 650000摘要:利用三角高程测量,建设高程控制网,可以显著提升野外测量效率。
三角高程测量原理,可以消除仪器高、目标高量取误差,确保测量准确度。
在本文研究中,注重分析三角高程测量原理,按照误差传播定律,推导误差传播公式,同时分析高差测量影响因素,仅供参考。
关键词:全站仪中间法;三角高程测量;精度分析现代科学技术支持下,测绘技术可以显著提升测量距离准确度,保证测量角度准确性。
通过全站仪装置,科学测量三角测量高程,技术可靠性非常高,被广泛应用到各测绘作业中。
视觉阻碍多、高差大山区,开展三角高程测量时,测量效果显著高于传统水准测量法。
在三角高程测量时,因受到空间地域影响,照准方向少,无法全面应用到全站仪的固化程序。
通过长期测绘实践可知,全站仪技术可以实现角度测量、边长测量、坐标测量、高程测量。
本文重点分析三角高程测量精度,合理应用全站仪中间法,验证高程测量效果。
1、基本原理Ⅰ、Ⅱ为地面两点,通过全站仪中间法,测量两点间高差。
在Ⅰ、Ⅱ两点间,放置棱镜,高度为vⅠ、vⅡ,O为全站仪设站位置,到两点间的距离相等,且两点间实现通视效果。
按照三角高程原理,O-Ⅰ距离高差为hOⅠ,即: (1)在(1)式中,表示视线斜距;表示竖直角;表示曲率改正数;表示折光改正数;i表示仪器高度;表示棱镜高。
地球曲率、大气折光影响表示如下:……(2)在(2)式中,R表示曲率半径,K表示折光系数。
按照分析可知,Ⅰ、Ⅱ两点间高差为:……(3)。
在(3)式中,通过全站仪中间法,测量三角高程,无需对仪器高度进行量测。
在测量操作时,Ⅰ、Ⅱ两点使用相同中杆、棱镜,无需变换高度,规避仪器高,目标高量取误差。
测量误差来源,涉及到大气折光误差、竖直角测量、距离测量等。
2、精度分析按照误差传播定律可知,对(3)公式进行全微分处理,推导Ⅰ、Ⅱ两点间高差误差传播计算公式。
中文摘要示例摘要本论文概括地介绍了三角高程测量的原理,一般的作业方法以及与此有关的作业方法的基本步骤。
本论文重点在于详细讨论影响三角高程测量精度的各项因素,以及为改善精度所采取的措施;特别是深入地论述了消弱大气折射和垂线偏差影响的各种方法、原理和不同的观点。
本课题根据全站仪的功能和技术特点,研究单向三角高程测量、对向三角高程测量、间隔法三角高程测量建立精密高程控制网的理论、方法和措施,分析全站仪进行精密三角高程测量各种方法的精度和可靠性,在过程中,发现问题,努力解决问题,并加以总结,为全站仪在日后测量生产中的广泛应用提供技术支持和理论指导。
关键词:高程测量;垂线偏差改正;大气折射;正高高差;全站仪;单向观测ABSTRACTIn this paper, a traditional triangel elevation measuring on the principle of general practices and related practices of the basic steps. This paper focuses on detailed discussions affected triangular elevation measurement accuracy of various factors, as well as to improve the accuracy of the measures taken in particular in-depth discussion of the weakening atmospheric refraction and vertical deviation of various methods, principles and different points of view .Total Station this issue in accordance with the functional and technical characteristics, on a one-way triangle elevation measurement, the height measurement to 1.30, the height measurement interval of 1.30 to establish the precise elevation control network theory, methods and measures of precise trigonometric leveling Total Station Ways of measuring the accuracy and reliability in the process, identify problems and strive to solve the problem, and sum up for the Total Station in the future production of measuring the broad application of the provision of technical support and theoretical guidance.Key words: elevation measurement; vertical error correction; atmospheric refraction; poor are high; Total Station; one-way observation目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第1章绪论 (1)1.1概述 (2)1.2 国外精密三角高程测量的研究现状………………………………………………1.3 我国三角高程测量的研究概况…………………………………………………1.4 三角高程测量的发展……………………………………………………………第 2 章全站仪三角高程测量的原理及精度分析2.1全站仪单向观测2.2全站仪对向观测2.3全站仪中间法高程测量2.4 三角高程的精度估算公式2.4.1 全站仪对向观测法三角高程测量的精度分析2.4.2 全站仪中间法高程测量及其精度探讨2.5 本章小结第 3 章大气层折射系数的计算及消弱其影响的方法3.1近地大气层的大气折光系数特征的分析3.2根据气温变化率进行三角高程测量的折光改正3.3 大气折光对短边三角高程测量精度影响3.4本章小结第 4 章基于全站仪的精密三角高程测量研究4.1 观测方案的研究4.2 外业观测方案的布设4.3 外业数据的处理4.4 本章小结结论 (33)参考文献 (36)致谢 (38)附录 (40)第1章绪论1.1 概述在现代工程测量中,全站仪已经普遍应用于生产实践当中,如利用全站仪进行地形图测绘,施工放样,因此基于全站仪的精密三角高程测量研究,就有着很重要的现实意义。
全站仪三角高程测量在道路施工中的应用摘要道路施工中的高程测量是非常重要的一项工作,它关系到道路的坡度和路面平整度。
全站仪三角高程测量是现代化的高精度测量工具,具有高精度、高效、自动化程度高等特点,在道路施工中得到了广泛的应用。
本文就全站仪三角高程测量在道路施工中的应用进行了详细的介绍和分析,包括全站仪三角高程测量原理、在道路施工过程中的具体应用及其效果分析等。
一、全站仪三角高程测量原理全站仪三角高程测量,其基本原理是通过测量出三角形的三个内角和一个边长,从而计算出三角形的各边长度和高程。
全站仪三角高程测量有两种方法:1. 直接测量法(通过直接对三角形的三个内角和一个边长进行测量); 2.间接测量法(通过测量出三角形的一边长度和一个内角度数以及另一个角度对边的长度进行计算)。
二、全站仪三角高程测量在道路施工中的具体应用全站仪三角高程测量在道路施工中的应用十分广泛,其主要应用如下:2.1 道路纵坡控制道路纵坡是指道路横截面沿纵向的坡度变化。
在道路施工中,纵坡的控制是非常重要的,它涉及到道路的排水和车辆行驶的舒适度。
通过使用全站仪三角高程测量,可以对道路的纵向坡度进行精确测量和控制。
2.2 道路横坡控制道路横坡是指道路横截面沿横向的坡度变化,它主要用于排水和通行的考虑。
通过使用全站仪三角高程测量,可以对道路的横向坡度进行精确测量和控制。
2.3 道路曲线控制道路在走行过程中,通常会出现曲线段的情况,为确保道路的安全、舒适、流畅等,施工中需要控制曲线的线形和坡线。
通过使用全站仪三角高程测量,可以对道路曲线的线形和坡线进行精确测量和控制。
2.4 路基及路面平整度控制道路施工中,路基和路面的平整度也是非常重要的一项指标。
通过使用全站仪三角高程测量,可以对路基和路面的平整度进行精确测量和控制,保证道路的平整度。
三、效果分析在道路施工中,全站仪三角高程测量的应用,能够大大提高道路工程质量,提高道路使用安全性。
通过全站仪三角高程的测量,能够实现高精度的测量和控制,提高施工的准确性,节省施工时间,降低施工成本。
全站仪三角高程测量方法及精度分析摘要:测量高程的过程当中可以将全站仪与跟踪杆配合使用,从而获得更加好的效果,保障应用的频率越来越高。
传统的三角高程测量方法有一定的局限性,新的三角高程测量方法能够突破这种局限性,减少误差的来源、提高精度。
每次进行测量的过程当中,不需要反复对仪器的高度进行测量,也不需要对棱镜的高度进行反复测量,在外作业的工作任务量有效减少,同时进行测量的速度也有所提升,在实际工作过程当中,有非常出色的应用价值。
关键词:全站仪;三角高程测量;测量方法;精度分析引言:很多不同的测量工作当中,高度测量都是必不可少的一个步骤,在利用一些经常使用的高程测量方法的过程当中,我们可以明显的发现水准测量方法可以获得非常高的精度,但与此同时它的局限性也很明显。
水准测量非常容易受到外界地形因素的影响,测速很难得到有效地提升。
但是三角高程测量方法测量速度非常快,但是却容易产生较大误差,同时也会对测量工作产生不利影响。
但是随着全站仪的投入使用,帮助选取更加合理的选择测量方法,不但可以提高测量效率还能确保精度。
一、三角高程测量方法的基本概念和发展前景(一)三角高程测量方法的基本概念分析三角高程测量方法实际上是通过确定观测点之间的水平距离以及竖直角,利用特定高效的公式运算,从而经过严密的计算得出需要等待测量高程差的一种测量方法[1]。
这种测量方法比较简单,同时不会受到测量现场的一些独特的地形因素的影响,在应用过程当中以出色的表现在诸多工程施工当中广泛地得到了应用,因此三角高程测量方法也就成为了测量高程的一种基本的测量方法。
(二)三角高程测量方法的发展前景分析全站仪三角高程测量代替了水准测量,并且在很多实际的测量工程当中,被许多技术人员所赞同并且运用到实际当中,还取得了非常亮眼的应用效果[2],这也表明了,在考虑到很多方面的因素之后,在固定的条件之下,三角高程测量方法应用过程中所能达到的精度并不会很低,所以才会发展势态良好。
建材发展导向2019年第1期4基于全站仪的三角高程测量分析柯敦达(浙江华东测绘地理信息有限公司,浙江 杭州 310014)摘 要:传统的水准测量精度很高,但是在地形复杂的地区测量比较困难,有的地方甚至无法测量,在这样的情况之下就需要使用全站仪进行三角高程测量。
通过对实例分析极限误差,提出了利用全站仪进行三角高程测量的三种方法的使用条件。
关键词:三角高程测量;全站仪;测量精度;极限误差高程测量的精度与测量区域的地形条件、测量方法的选择密切相关。
三角高程测量分一般为三种测量方法:单向三角高程测量、对向三角高程测量、中点法三角高程测量。
本文通过实地进行全站仪三种测量来获取研究所需数据,而后通过三角函数对测量得到的数据计算得出结果。
利用误差传播定律进行分析计算所得到的数据,分别求出三种高程测量方法的中误差。
最后用三、四等水准限差与分析得到的全站仪三角高程测量的极限误差做比较,对精度做出准确的评定。
1 实例分析1.1 实地三角高程测量为了分别对全站仪三角高程测量的三种不同测量方法进行验证,分析三种测量方法所得到的数据精度,使用的是m α=±2”的全站仪进行测量,此类全站仪的测距精度ms=±(2+2×10-6D)毫米,在计算数据时取一个中间值ms=±4毫米。
那么在测量中当全站仪至测点的测量距离是1000米的时候,有过实验证明得到大气折光系数的误差是±0.03~0.05毫米[1-3],在论文所需数据处理时取一个中间值±0.04毫米,此外,测量时仪器高的量取误差取±2毫米,棱镜的量取误差取和仪器高度量取误差一样,即±2毫米。
在本论文中使用两倍中误差当成极限误差。
在上述的条件之下,对某地进行高程测量,分别使用三种不同的方法,其中单向三角高程测量是利用已知高程点直接观测未知点高程的一种简单快捷的利用全站仪进行高程差测量的方法,是最为简单最为基本的三角高程测量方法。
对向三角高程测量的具体方法与单向三角高程测量一样,都是在已知高程点上架设仪器。
不同的是,此方法还需在未知点架设仪器观测已知点。
而后再将两次观测所得到的数据进行求平均值,从而得到两点间的高差。
中点法三角高程测量与传统水准测量相似。
1.2 单向三角高程测量的极限误差在进行测量时,分别选择测角为1°、2°、5°、10°、15°、20°、30°,测量距离分别为100米、195米、315米、500米、606米、810米、1000米、1190米。
然后将全站仪单向三角高程测量得到的数据进行计算,得出极限误差。
结果如下图:表1 单向高程测量的极限误差测量角度测量距离/m 100195315500606810100011901° 5.98 6.868.1311.3313.1316.9921.1525.592° 5.99 6.878.1411.3313.1316.9921.1425.585° 6.02 6.898.1511.3213.1116.9521.0825.510° 6.13 6.978.1911.2913.0416.8120.8725.2215° 6.317.18.2511.2312.9216.5820.5324.7520° 6.547.278.3411.1512.7716.2720.0624.1130°7.137.78.5810.9512.3515.4118.7722.36关于全站仪单向三角高程测量的精度,其影响因素有测量时竖直角的观测误差和距离观测误差。
1.3 对向三角高程测量的极限误差对象三角高程测量所选用的测角与测距与全站仪单向三角高程测量一样。
然后计算出极限误差如下表:表2 对向三角高程测量的极限误差测量角度测量距离/m 100195315500606810100011951° 4.23 4.85 5.747.949.1511.6814.2816.932° 4.23 4.85 5.747.949.1511.6714.2816.935° 4.26 4.87 5.757.939.1311.6514.2416.8810° 4.33 4.93 5.787.919.0911.5614.1216.7215° 4.46 5.02 5.837.879.0211.4213.9116.4620° 4.63 5.14 5.897.838.9211.2313.6316.0930°5.045.446.067.78.6510.6912.8515.07通过表2可以看出,影响全站仪对象三角高程测量的因素有观测的时候竖直角测量的误差与距离的观测误差。
1.4 中点法三角高程测量的极限误差中点法三角高程测量的测角与测距与以上两种方法一样。
最后计算得到的极限误差如下图:表3 中点法三角高程测量的极限误差测量角度测量距离/m 100195315500606810100011951° 5.82 6.2978.9110.0212.431517.692° 5.83 6.37.018.9110.0212.431517.75° 5.9 6.367.078.9610.0612.4615.0317.7210° 6.14 6.597.279.1210.2112.5815.1317.815° 6.52 6.947.599.3810.4412.7615.2817.9320° 6.997.3889.7110.7413.0115.4918.1130°8.128.46910.5511.513.6516.0318.57全站仪中点法三角高程测量的精度受棱镜高度测量误差及竖直角的观测误差与距离的观测误差影响。
1.5 三种方法的极限误差与三、四等水准限差对比将以上三种方法的极限误差与三、四等水准限差比较得到结果如下表:表4 三种的极限误差与三四等水准限差比较工作探索2019年第1期5通过表4得出,全站仪对向三角高程测量的精度是三种方法中最高的,精度最低的是全站仪单向三角高程测量。
全站仪对向三角高程测量和全站仪中点法三角高程测量来说,在测距小于1195米,测角小于30°的时候,两种方法的测量结果精度能达到四等水准限差的要求,但是全站仪单向三角高程测量只有在测距小于810米的时候才能满足四等水准限差的要求。
三种方法的极限误差都跟随着测角和测距的增大而变大,那么也就是说,在测角与测距较小的情况下三种方法都是可以使用的。
2 总结使用全站仪进行高程测量比传统的水准测量方便快捷,在山区受地形条件限制小,同时能够降低劳动强度,节省了测量时间。
在一定范围内三种三角高程测量的方法所得到的数据都达到四等水准限差的要求,所以在一定程度上能够代替传统的水准测量。
三种方法的误差都随着测距与测角的增大而变大,而且和距离测量精度、竖直角测量精度相关。
通过增加测回数提高距离测量精度和竖直角测量精度,从而减小误差。
全站仪单向三角高程测量适合在测距较短,测角不大的测量中使用。
全站仪中点法三角高程测量测站点的位置选择及架站都比较灵活,在测量距离小于1195米、测角小于30°是能达到四等水准限差的要求,通过使前后的观测距离相等提高精度,所以适用的地区也比较广泛。
参考文献:[1]冯显堂.大气折光系数的取值[J].鞍钢技术,1996(2):48~50.[2]蒋利龙.近地层大气折光系数变化特征分析[J ].东北测绘, 1999,22(1):3~12.[3]王凤艳,陶元洲.测区垂直大气折光系数的变化及因地选择大 气折光系数的意义[J].测绘通报,1955(4):14~17.建筑设计与建筑材料宋晓航(中海地产(青岛)投资开发有限公司,山东 青岛 266000)摘 要:随着社会的发展,人们对建筑工程(住宅、公建)的要求日益提高,人们需求更完善的建筑空间与建筑环境,而决定建筑空间、环境是否宜人的重要因素就是建筑设计与选材。
建筑设计是建筑工程的灵魂,建筑材料是建筑工程的骨骼和血肉。
建筑设计与建筑材料相辅相成,融为一体,不可分割。
以下本文就对建筑设计与选材进行探讨和分析,以寻求有效的方法促进建筑设计与建筑材料的共同有机发展,改善建筑工程。
关键词:建筑设计;建筑材料;选材;因地制宜建筑设计要实现坚固、适用、美观的要求,需要有机的组织各种建筑材料来营造空间;选择恰当的建筑材料能够有效的延长建筑工程的使用寿命,提高建筑工程的安全性;不同地域采用的建筑材料可能有所区别,选择施工材料需要因地制宜,有赖于建筑设计。
1 建筑材料按设计功能分类建筑材料按照建筑设计上的功能和用途进行分类,一般可以分为结构材料、围护材料、功能材料三大类。
结构材料,主要指构成建筑物受力构件和结构所用的材料,如梁、板、柱、基础、框架等构件或结构所使用的材料。
其主要技术性能要求是具有强度和耐久性。
常用的结构材料有混凝土、钢材、石材等。
围护材料,是用于建筑物围护结构的材料,如墙体、门窗、屋面等部位使用的材料。
常用的围护材料有砖、砌块、板材等。
围护材料不仅要求具有一定的强度和耐久性,而且更重要的是应具有良好的绝热性,符合节能要求。
功能材料,主要是指担负某些建筑功能的非承重用材料,如防水材料、装饰材料、绝热材料、吸声材料、密封材料等。
2 建筑材料和设计的发展原始社会,那时的建筑材料有泥、土、草、竹、木、石头、土坯等。
人们只能依靠天然洞穴或者“以树为巢”,一切能利用的只有现成的天然材料。
建筑设计严重受到建筑材料的限制。
古代社会,逐渐掌握了对火的使用,由最原创的土坯晒干后垒墙,慢慢发展为将土坯置于高温烧制成耐水的黏土砖和瓦。
建筑材料的提升,促进了着建筑设计的萌芽和发展,出现了城池、宫殿、庙宇、民居。
(黏土砖持续发展,一直持续到21世纪,部分地区仍在使用黏土砖,但大量烧制黏土砖,消耗了大量黏土,导致土地资源问题凸显,黏土砖已经被新材料逐步替代,慢慢退出历史舞台。
)近代社会,1824年英国人阿斯谱丁将石灰石和黏土置于石灰窑中高温煅烧,制成水泥,主要成分是硅酸盐。
与石灰胶凝材料相比,水泥强度极高,同时水泥同于石灰属于气硬性材料,水泥属于水硬性材料,在水中硬化并达到强度。
水泥与砂石和水拌和以后形成的混凝土为大规模建设房屋、道路、桥梁等基础设计建设奠定了坚实的基础。
钢筋属于受拉能力强的材料,混凝土属于受压能力强的材料,两者在建筑设计的组织下有机结合,成为当今建筑结构的最主要材料钢筋混凝土。
近代的建筑材料有钢铁、水泥、混凝土、钢筋混凝土、平板玻璃、粘结剂、人造板材。