全站仪中间法三角高程测量代替三、四等水准测量方法研究
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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。
三角高程测量代替四等水准测量在实际工程中的应用目前,在实际工程中,三角高程测量已经开始代替四等水准测量,成为常用的测量方法之一。
以下是三角高程测量代替四等水准测量在实际工程中的应用的相关内容。
1. 精度要求高:相比起四等水准测量,三角高程测量的精度更高。
尤其是在大型工程项目中,如高速公路、铁路、桥梁等的建设中,对高程的精度和稳定性要求非常高。
三角高程测量在这些工程中广泛应用,可以提供更准确的高程数据,确保工程的施工质量。
2. 测量效率高:相比起四等水准测量,在实际工程中,三角高程测量的测量效率更高。
这是由于三角高程测量通常采用全站仪等现代化仪器,可以快速测量多个站点的高程,而不需要像四等水准测量那样每次只能测量一个站点。
三角高程测量可以在短时间内获得大量的高程数据,提高工程的测量效率。
3. 数据处理方便:在三角高程测量中,高程数据可以直接通过仪器进行记录和存储,然后通过计算机软件进行数据处理和分析。
与四等水准测量相比,三角高程测量的数据处理更为方便快捷,可以自动化处理大量的数据,从而减少了人工处理的工作量,并提高了数据处理的准确性。
4. 测量范围广:三角高程测量的测量范围更广。
四等水准测量通常只适用于相对较小的范围,而且需要进行大量的平差工作。
相反,三角高程测量可以在较大范围内进行测量,不需要进行大量的平差工作,节省了时间和人力资源。
在大范围的工程项目中,三角高程测量更加适用。
5. 前期准备工作较少:相比起四等水准测量,三角高程测量在前期准备工作上较少。
四等水准测量需要进行控制点的选择、等高线的描绘等作业,而在三角高程测量中,只需要选择测量站点和测量角度即可,减少了前期准备工作的工作量。
三角高程测量在实际工程中逐渐代替四等水准测量的应用越来越广泛。
它具有高精度、高效率、方便的数据处理、适应大范围的测量和少量的前期准备工作等优点。
随着技术的不断发展,相信三角高程测量在实际工程中的应用将会越来越广泛。
全站仪高程导线测量精度分析摘要:针对全站仪三角高程导线测量代替三等水准测量问题,采用精密测量技术施测了全站仪高程导线。
以每千米高差偶然中误差和全中误差作为精度衡量指标,分析全站仪高程导线测量精度。
实验结果表明,全站仪高程导线测量每千米高差偶然中误差达到2.959 mm,每千米高差全中误差达到5.762 mm,符合三等水准测量精度要求。
基于精密施测的全站仪高程导线测量代替三等水准测量是可行的,且全站仪高程导线测量效率高,地形普适性强,具有三、四等水准测量无可比拟的优势。
关键词:全站仪;水准测量;观测误差;三角高程导线测量0引言传统水准测量是高程测量的最可靠方法,按精度划分可分为一、二、三、四等水准测量[1]。
等级水准测量虽然测量精度高,但也有诸多不足,如外业工作量大,视距差不能过大,速度相对较慢,而且受视野等因素的局限,有时部分测段水准测量难以进行[2]。
随着测绘技术的不断发展,传统的水准测量出现了替代方法,目前,电磁波三角高程测量正逐渐替代四等水准测量[3],替代三等水准测量也在讨论之中,如柴华、姜启鹏等人采用电磁波三角高程测量代替三等水准测量,并推证了三等水准测量可以被三角高程替代[4,5],近年来,甚至出现了二等水准测量的替代方法,如孔宁等人利用精密三角高程测量代替二等水准测量,取得了近似替代精度[6],张恒等人利用精密三角高程代替二等水跨河准测量,得到了令人满意的成果[7]。
本文利用高精度全站仪布设高程导线,分析全站仪三角高程导线测量代替三等水准测量的可行性。
1全站仪高程导线测量原理1.1代替三等水准测量可行性测定地面待测点的高程的常用方法是水准测量、经纬仪三角高程测量和全站仪高程测量,这些方法中水准测量的精度最高,但是它施测时受限较多,适用于平坦区域高程测量,经纬仪三角高程测量虽然适用于山区,但是由于测距精度较低,导致高程测量精度相对较低,全站仪具有较高的测距测角精度,且测量速度快,适宜于各类复杂地形,所以研究全站仪高程导线测量精度能否达到等级水准测量精度十分必要。
三角高程测量代替四等水准测量在实际工程中的应用四等水准测量是现代测量学中一项基本的高程测量方法。
这种方法通过在地面上设立多个基准点,然后使用水准仪和水准杆对这些点进行测量,从而确定地面上不同点的高程。
虽然四等水准测量可以获得高精度的测量结果,但是该方法需要耗费大量时间和人力,并且在地形复杂的区域比较困难。
因此,为了在短时间内获得准确的高程数据,工程领域之中逐渐推广了三角高程测量方法。
三角高程测量是一种基于三角形相似性原理的高程测量方法,其基本思想是通过测量地面上不同点之间的水平距离和高度差,然后利用三角形相似的关系进行计算。
这种方法主要利用了全站仪、GPS技术以及计算机辅助技术,可以大大提高高程测量的效率和准确度,并且适用于各种地形条件。
下面是三角高程测量代替四等水准测量在实际工程中的应用:1.道路工程在道路设计和建设过程中,需要确定不同地点的高程和坡度,以确保道路铺设的平坦度和通行的安全性。
由于道路通常穿过山区或沿着河谷铺设,采用传统的四等水准测量方法需要耗费很多时间和人力,而采用三角高程测量方法可以在较短时间内获得高质量的测量结果,提高了生产效率。
2.建筑工程在建筑工程中,需要确定建筑物的高度和地面的高程差,以确保建筑物的基础深度和稳定性。
三角高程测量方法可以帮助工程师在设计和施工阶段快速获得精准的高程数据,减少了测量错误和重复工作。
3.治理水利在水资源管理和治理水利工程中,需要测量河流、水库和水道等水体的高程变化和体积。
采用四等水准测量方法需要花费大量的人力来完成,而采用三角高程测量方法可以更快地获得准确的测量结果,从而更好地保护水资源和管理水利设施。
4.地质勘探在矿产勘探和地质调查中,需要对地形进行详细的测量和分析。
采用传统的四等水准测量方法可能会导致错误的高程测量数据,而三角高程测量方法可以更好地应对地形变化和跨越不同区域的坡度变化。
综上所述,三角高程测量方法已经成为现代高程测量的重要方法之一,可以帮助工程师和科学家快速、准确地获得高质量的高程测量数据,从而在建设和环境保护等领域中发挥重要作用。
中间法测距三角高程测量精度分析研究摘要:在工程的施工过程中,常常涉及到高程测量。
传统的测量方法是水准测量、三角高程测量。
水准测量是一种直接测高法,测定高差的精度是较高的,但水准测量受到地形起伏的限制,外业工作量大,施测速度较慢。
因此,研究了全站仪中间法三角高程测量,推导了全站仪中间法高程测量的计算公式,并运用误差传播定律导出了高程测量精度的计算公式,分析了有关误差来源对高程测量精度的影响,从而达到提高高程测量效率的目的。
关键词:三角高程测量全站仪中间法精度分析实验研究中图分类号:P221.1 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2016)01(c)-0146-02在高精度的高程测量中,主要用水准仪采用传统的测量方法进行。
水准测量具有较高的测量精度,但会受到地形起伏的限制,在坡度较大和地形比较复杂的地区,因测站增多,精度降低,外业工作量和测量成本增大,施测速度较慢。
随着测量技术的发展与测量仪器的更新进步,三角高程测量的应用变得越来越广泛,三角高程测量以其简便灵活、受地形条件限制较少的优势,正在逐步代替一定范围内的水准测量工作。
但是三角高程的精度与多种因素有关,要想让三角高程测量在一定程度上代替水准测量,如何提高其测量精度成为当前研究的主要任务。
1 全站仪中间法三角高程测量的原理可见:采用中间法三角高程测定高差可以消除量取棱镜高、仪器高的影响,其精度只与测定距离、垂直角的误差以及球气差有关。
但对现在的大多数全站仪而言,仪器已经对距离自动进行了气象、基准面以及加常数的改正,且仪器性能可靠,精度稳定。
所以,测距误差对高差的影响已经降到次要地位。
其中影响最大的还是垂直角的测定误差,主要包括照准误差、读数误差和全站仪本身的误差,而照准误差的影响最大,全站仪读数均为电子自动显示,读数误差则没有人为影响,全站仪本身的误差为全站仪竖盘指标差,竖盘指标差在仪器使用说明书中已经给定。
球气差对高差观测结果也有一定的影响,k值的确定是否准确是影响球气差计算的关键,而k值受地区、季节、气候、地面覆盖物和实物超出地面高度等因素的影响,但其在一天内的变化是有规律的,中午前后稳定,日出日落变化较大,因此应该选择在合适的时间进行观测。
精密工程测量中全站仪三角高程测量精度研讨摘要: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。
近些年来,随着科学技术的不断发展,各种先进的技术被广泛应用于全站仪中,使得其测量的精度有了大幅的提升。
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。
关键词:精密工程测量;全站仪;三角高程测量;精度一、测量原理如图1所示,A为置于水准已知点S上方三角架上的棱镜,a为置于水准已知点S上的特制基座上的棱镜,其棱镜高HSa(棱镜点a到水准点S的高度)已知,在自由测站点B处架设全站仪,距离为20~40m,首先在起始水准点上,利用间接量取棱镜高的新方法,测量得到棱镜点A与水准点S的高差,将水准点S的高程传递到棱镜点A。
然后利用三角高程测量软件控制全站仪,在测站点B、C分别观测棱镜点A、D,测量时两台仪器同时对向观测,即先测量近距离棱镜,再测量远距离棱镜;测站点B与棱镜点A,测站点C与棱镜点D的距离一般为20~40m,要求尽量等高。
在不能一次测量完成时,可以在线路走向中选择一个稳定可靠的点作为临时水准点,使用测量棱镜高新方法将高程传递到该点上,下次测量时从该点接着开始测量。
经过试验研究,精密三角高程测量过程中前后视置镜点D、F的位置可根据测量环境灵活选取,最大距离不应超过1000m,竖直角不宜过10°,最大不应超过15°。
二、实际精密工程验证2.1试验位置试验隧道的长度为14570m,入口路肩设计高程为1044.7m,出口设计高程为1084.47m,为了最大程度上加快施工的进度,在隧道中增设了4座斜井,必须将各个洞口的高程子网设计成一个功能全面的二等水准网。
测量区域范围之内地线十分复杂,各种沟壑纵横交错,不同水准点之间的测量工作难度较大,必须通过间接测量的方式,极大提高了额外施工的工作量,测量效率低且时间长。
全站仪三角高程测量方法全站仪三角高程测量是一种常见的测量方法,它是利用全站仪的功能完成的。
全站仪是一种先进的测量仪器,可以同时测量水平角、垂直角和斜距,具有高精度和高效率的特点。
三角高程测量是通过测量三角形的角度和边长来计算出待测点的高程。
全站仪三角高程测量的步骤如下:1. 建立三角测量网:首先,需要在待测区域内建立起一定数量的控制点,这些控制点要能够互相看见,形成一个闭合的三角形控制网。
控制点的位置可以根据地形和实际需求来选择,一般要选取在地势较高且不易遮挡的地方。
2. 选择目标点:选择待测点,即需要测量高程的点。
目标点的选择要考虑到测量的准确性和可行性,一般要选择在可观测的控制点旁边,以保证测量的精度。
3. 进行观测:使用全站仪观测待测点与控制点之间的角度和斜距。
观测时,首先要对控制点进行测量,测量控制点的位置和高程,以确定其空间坐标。
然后,将全站仪转至待测点,观测待测点与控制点之间的角度和斜距。
观测时,要注意保持仪器的水平和垂直,控制观测的时间和操作使其尽量减小。
4. 数据处理:观测完成后,需要对观测数据进行处理。
处理的主要内容包括角度观测值的平差、斜距观测值的平差和高程计算。
角度观测值的平差可以使用三角闭合平差法或最小二乘法进行,斜距观测值的平差可以使用杆长观测法或三边观测法进行平差。
在计算高程时,需要使用三角形的高程计算公式,结合已知的控制点高程和测得的控制点与待测点之间的高差,来计算待测点的高程值。
5. 矫正高程:为了提高测量的精度,需要对观测到的高程进行矫正。
主要的矫正方式有大地水准面、大地水准面高差改正、六参数高差改正等。
根据实际情况,选择合适的矫正方法进行矫正。
全站仪三角高程测量方法具有测量精度高、操作简便、测量效率高的特点,因此被广泛应用于各种测量工程中。
但是,在实际测量中,还需要注意一些技术要点,如全站仪的校准、观测时的操作规范、数据处理的准确性等,以确保测量结果的准确性和可靠性。
2012年第29期(总第44期)科技视界Science &Technology VisionSCIENCE &TECHNOLOGY VISION 科技视界0引言确定地面点高程的测量工作,称为高程测量,按所使用的仪器和施测方法不同,高程测量方法主要有水准测量、三角高程测量、GPS 高程测量。
水准测量精度高,可用于任何等级的高程测量,但劳动强度大、进度慢。
全站仪三角高程测量受地形条件的限制少,具有测距精度高、测量速度快、适用范围广等特点,采用全站仪中间法三角高程测量,既可以避免量取仪器高和棱镜高所产生的误差,减少三角高程的误差来源,又有水准测量的任意设站的特点,灵活自由设站且不用对中,极大地提高了作业效率,在一定范围内可替代三四等水准测量。
1三角高程测量的传统方法如图所示,设A,B 为地面上高度不同的两点。
已知A 点高程H A ,只要知道A 点对B 点的高差H AB 即可由H B =H A +H AB 得到B 点的高程H B 。
图1三角高程测量示意图图中:D 为A、B 两点间的水平距离,а为在A 点观测B 点时的垂直角,i 为测站点的仪器高,t 为棱镜高,H A 为A 点高程,H B 为B 点高程,V 为全站仪望远镜和棱镜之间的高差(V=Dtanа)首先我们假设A,B 两点相距不太远,可以将水准面看成水平面,也不考虑大气折光的影响。
为了确定高差hAB,可在A 点架设全站仪,在B 点竖立对中杆,观测垂直角а,并直接量取仪器高i 和棱镜高t,若A,B 两点间的水平距离为D,则hAB=V+i-t故H B =H A +Dtanа+I-t (1)或H B =H A +i+S sin α-t这就是三角高程测量的基本公式,但它是以水平面为基准面和视线成直线为前提的。
因此,只有当A,B 两点间的距离很短时,才比较准确。
当A,B 两点距离较远时,就必须考虑地球曲率和大气折光的影响(当两点距离大于300m 时,须加球气差改正数,或采用对向观测后取平均高差的方法,抵消球气差的影响)。
全站仪代替四等水准仪测量摘要:当面对崎岖的山路,或者复杂的地形条件时,很难通过普通的设备以及手法实施水平测量,而为了追求测量效果的良好,能够以全站仪三角高程测量充当水准仪进行四等水准测量的替代品,加以偏差的消除。
如此一来,地理的因素将不再约束测量的效果,这一手法表现出偏差范围小,精密水平突出还有效率高等优势,能够可靠地替换四等水准测量,同时,大量的应用实践证实了这一设备的优越功能。
关键词:四等水准;全站仪;误差;测量1 前言通过实践能够明显看出,全站仪三角高程能够实现四等水准测量具备的精准水平,但是目前在多种测量规范中,均要求全站仪三角高程测量在替换四等水准手法的过程里,各站点需要具备超过两个测回,同时属于往返测,而涉及到的全站仪等仪器均需要投设于控制点位置,诸如此类的全部操作旨在保障三角高程测量与水准高程手法实现的精准能力保持一致。
然而这个过程暴露出庞大的工作量以及繁杂的流程,一旦工程落实地点设置于地形崎岖的山区,就不可能落实任务,有时候这一替换还会起到画蛇添足的效果。
2 现实原因在具体施工中,诸如目标修建一条新的公路时,由于所处的地点为山区或者低山丘陵聚集的地区等,路面起伏不定给施工带来了棘手的问题,与此同时,南方雨水丰富而且水田贯穿施工范围,植被繁茂,这些地貌特征都是进行以往水准测量的阻碍。
由于设备庞大易损坏,精度缺乏保障,最后导致工作落实进度缓慢。
经过多方实践,总结得到全站仪替换水准仪进行测量的一系列手法。
3 可行性s3.1 全站仪简介全站仪的构造决定其要更加先进,在精准水平、保护效果还有多种性能上优于以往的水准仪。
其中,全站仪具备的自动双轴补偿系统是基于以往水准仪的问题加以改进而形成的。
以往水准仪设置的塔尺不具备准符合气泡,突出表现为倾斜误差显著。
除此以外,全站仪属于电子产品的范畴,无需人力的观测,直接消灭了主观因素带来的误差。
3.2 误差分析三角高程涉及的误差包括:仪高、棱镜高量误差,照准误差、斜距测量误差还有大气折光等。
三角高程测量代替四等水准测量在实际工程中的应用
三角高程测量是一种通过测量三角形边长和角度,进而计算出三角形高程的测量方法。
相比于传统的四等水准测量,三角高程测量具有操作简单、测量速度快、成本低等优点,
因此在实际工程中广泛应用。
三角高程测量广泛应用于地形勘测和地形图制作。
地形图是研究地表特征、地理环境
和地形变化等的重要工具,三角高程测量可以快速获取大范围的地形高程信息,并且测量
结果准确可靠。
在高速公路建设中,需要进行地势测量和地形图制作,以确定道路的最佳
布局和坡度设计,采用三角高程测量可以在较短的时间内快速获得所需的高度数据,为规
划设计提供参考。
三角高程测量在工程测量中具有重要应用。
在建筑设计和施工过程中,需要对地形、
建筑物和道路进行高程测量,以确定施工基准面和地面高度。
传统的四等水准测量需要设
置多个测量点,并且需要进行大量的观测和计算工作,而使用三角高程测量可以通过少量
的测量点快速获取高程信息。
在城市道路建设中,采用三角高程测量可以在不影响交通的
情况下,快速测量出道路的高程信息,为道路设计和施工提供支持。
三角高程测量还可以应用于地质勘查和矿产资源调查。
地质勘查需要获取地质构造、
地质断层和矿产资源等的高程信息,以确定地质断层的走向和倾角,通过三角高程测量可
以快速获取这些高程信息。
在矿产资源调查中,可以通过三角高程测量来确定矿床的高度
和坡度,为矿产开采提供参考。
三⾓⾼程测量⼯作中中点全站仪法实施讨论三⾓⾼程测量⼯作中中点全站仪法实施讨论摘要:结合中点全站仪法三⾓⾼程测量的原理,在测量⼯作中加以应⽤,不需要量取仪器⾼,便可以有效消除球⽓差和量取误差对⾼程测量的影响,⼀般⽐三、四等⽔准测量更为精确。
本⽂说明了中点全站仪法⾼程测量的原理,结合某个实际的测量例⼦,阐述了中点全站仪法测⾼程的应⽤。
0 引⾔随着我国经济的不断增长,施⼯建设项⽬越来越多,相应地测量⼯作也随之增加,对测量精度的要求提⾼。
但是由于⾃⾝和外部的原因,测量误差问题经常发⽣,影响了施⼯⼯程质量的提⾼,如何合理运⽤合适的测量⽅法来降低测量⼯作的误差成为了⼯作⼈员需要解决的问题。
下⾯就此进⾏讨论分析。
1 中点全站仪法⾼程测量的原理利⽤全站仪来测量三⾓⾼程过程中,前和后的视距通常是不⼀样的,测量时需量取觇标和仪器⾼,并且把数据输⼊仪器⽤以计算⾼差。
2 应⽤中点全站仪法测⾼程某省特⼤型桥梁项⽬,分六段进⾏施⼯,前期已进⾏⼆等⽔准导线测量,后期施⼯到上构箱梁。
为了确保整座桥梁贯通误差在规范要求之内,要对箱梁顶⾯进⾏贯通⾼程测量。
由于是箱梁是分段施⼯,段落距离达200~400m,段落⾼差超过3m,箱梁顶⾯⾼程传递采⽤常规⽔准测量不可⾏,每段采⽤分段吊钢尺向上传递⾼程也不能保证贯通后⾼程⼀致。
在相关参建单位见证下项⽬部做了实测试验对⽐:在已连续施⼯6×50⼀联箱梁⾯进⾏中点全站仪法与⽔准测量进⾏实测⽐对。
选取场地在已完成施⼯段6×50⼀联(37#~43#)箱梁⾯,先按三等⽔准要求采⽤DS3⽔准仪配套双⾯板尺进⾏⽔准测量。
为了避免梁⾯扰动对测量的影响,将⽔准仪测站点以及测量⽔准转点均设置在墩顶对应位置,按每站前后视距均为50布设⽔准路线,并进⾏往返⽔准测量。
通过实测对⽐中点全站仪法测⾼程完全满⾜施⼯需要。
再同相关参建单位商讨后决定箱梁⾯⾼程采⽤⽔准仪进⾏测量,箱梁段落间采⽤中点全站仪法测量。
三角高程测量代替四等水准测量在实际工程中的应用三角高程测量是一种通过测量三角形的边长和角度来确定高程差的方法,它可以在实际工程中替代四等水准测量,其应用主要表现在以下几个方面。
三角高程测量具有测量范围大、速度快的优势。
在进行四等水准测量时,需要在测区各点之间依次设置测站,测量时间较长。
而三角高程测量只需在测区的两个固定点处设置测站,测量时间较短。
对于测区面积较大的工程,如城市道路的高程测量,三角高程测量比四等水准测量更为适合,可以提高测量效率。
三角高程测量可以减少测量误差的影响。
在四等水准测量中,由于测站点数量较多,测量过程中存在许多不确定因素,如天气、测量仪器精度等。
测量误差的累积导致高程差的计算结果不够准确。
而三角高程测量仅需测量两个固定点间的高度差及角度,可以减少不必要的误差源,提高了测量的精度。
三角高程测量还可以适用于不便进行直接测量或存在障碍物的情况。
在实际工程中,有些测区域域条件恶劣,例如地形复杂、交通条件不便利,如山区、河流、湖泊等。
此时,如果使用四等水准测量,测量的成本和难度较大。
而采用三角高程测量,可以通过测量可见固定点与待测高程点的角度和距离,进而得到高程差,更加适应这种复杂地区的测量需求。
三角高程测量还可以在一些独立小区域内进行应用。
对于一些特定的工程,如建筑物内部的高程测量,四等水准测量无法直接获得高程差,而使用三角高程测量可以通过测量建筑物内部的角度和距离来间接计算高程差。
三角高程测量可以在实际工程中替代四等水准测量,具有测量范围大、速度快、减少测量误差、适用于复杂地区等优势。
在工程实践中,根据具体情况选择合适的测量方法,可以提高测量效率和准确性。
348全站仪三角高程代替四等水准在水利水电工程中的应用The Application of Total Station Triangle Elevation Replaces the Fourth Level in Water Resources and Hydropower Engineering■ 颜旭贤 吴自金 张继宇 ■ Yan Xuxian Wu Zijin Zhang Jiyu[摘 要] 在水利水电工程测量中,很多时候需要使用三角高程测距代替水准测量。
本文从三角高程基本原理和误差来源出发,讨论了三角高程测量应进行的误差改正和注意事项,论述了全站仪三角高程测量在水利水电测量工程中代替四等水准的可靠性。
[关键词] 水利水电 三角高程 水准测量[Abstract] In the water conservancy and hydropower engine- eering survey, most of the time people need to use trigo- nometric elevation range instead of leveling. This article embarks from the basic principle of triangular elevation and error sources and discusses the trigonometric leveling error correction and announcements, and discusses the reliability of triangle elevation surveying instead of the fourth level in the water resources and hydroelectric power measurement project.[Keywords] water conservancy and hydropower, triangle ele- vation, leveling西藏错那县娘江曲流域规划测量工程测区位于藏南山原湖盆谷地中的喜马拉雅山区,气候属于喜马拉雅山南麓亚热带山地半湿润、湿润气候区,气候特点是降水多、气候湿润,日照时间短,旱雨季不分明。
全站仪三角高程代替四等水准测量的可行性分析作者:喻方建来源:《中国科技纵横》2013年第13期·【摘要】根据全站仪三角高程测量原理,把全站仪视为水准仪测定两点间的高差,不用量取仪器高、棱镜高,经过精度分析和实践运用,可以代替四等水准测量。
【关键词】三角高程测量一测站水准多测站水准1 引言随着高速公路、铁路事业的蓬勃发展,需要进行大量的水准复测工作,全站仪代替水准测量是广大测量工作者备所关心的问题。
由于水准仪自身的局限性,适用于平坦地区,在地形条件复杂地区做水准复测,测站数增多,不仅工作速度慢,而且精度也难满足施工要求。
而全站仪操作简便快捷、误差小、精度高等优点逐渐取代水准测量工作。
2 全站仪三角高程测量原理如图1所示,A为已知点,B为待测高程点,将全站仪整平、对中于已知点A,并量取仪器高i;将棱镜置于待测点B上,量取的棱镜高为l。
则AB两点间的高差为(1)(2)(3)式中:S为斜距;a为竖直角;c为地球曲率改正值;r为大气折光改正值;K为大气折光系数;R为地球半径(取6371km)。
将(2)式、(3)式代入(1)式可得高差计算公式(4)3 全站仪代替水准测量方法3.1 一测站水准测量如图2所示,将全站仪置于AB两点的中间,已知A点的标高为Ha,求待测点B的标高Hb。
设仪器高为i,棱镜高分别为La、Lb。
将仪器置于AB的中间可不用考虑地球曲率影响,同时在同一时间内可不用考虑大气折光的影响,则可得如下表达式(5)若:、(6)若前、后视棱镜高相等,即:则(7)3.2 多测站水准测量如图3所式,AB是一条水准复测的符合路线,同时要在其间加密部分水准点以满足施工放样的要求。
由(6)式可得如下表达式第一测站高差(8)第二测站高差(9)第三测站高差(10)……………………………(1)当测站为偶数站时,由(8)式和(9)式可得(11)(2)当测站为奇数站时,由(8)、(9)式和(10)式可得(12)4 精度分析4.1 三角高程测量高差的中误差根据误差传播定律,由(4)式可得(13)4.2 两点间高差的中误差根据误差传播定律,由(5)和(7)式可得(14)假设(15)根据全站仪测量精度,ma=2″,ms=±(3+2*10-6S)mm为例子,对不同的测距和不同的竖直角,计算出一系列每千米观测高差中误差mh,以mh为纵坐标,s为横坐标,可得mk的误差曲线图。
全站仪中间法三角高程测量代替三、四等水准测量方法研究
为了提高三角高程测量的测量精度,采用理论分析和实验结合的方法,分析了全站仪三角高程的测量方法--中间法,同时推导出了该方法的高差计算公式,以误差传播定律为基础推导出了该方法的中误差计算公式,并对理论精度进行了分析。
研究结论表明:在一定条件下,经过多种改正,采用高精度全站仪施测三角高程的结果精度可以取代三、四等水准测量。
标签:三角高程测量全站仪中间法测量精度
1引言
用水准仪进行高程测量的精度虽然很高,但在地势起伏比较大的地区,用水准仪进行测量则会增加大量的测站数,这样增大了工作量,降低了测量效率,在一些地势过于陡峭的地区,用水准仪测量高程几乎是不可能做到的。
随着测量技术与测量仪器的发展,三角高程测量的精度越来越高,这使得在一些对精度要求不高的地形陡峭的地区,使用三角高程的方法对高程进行测量成为可能。
而三角高程测量以其灵活简便、省时省力、受地形条件限制小的优势,逐渐的在一定条件下代替了水准测量工作[1]。
全站仪的测量精度已经越来越高,通过使用先进的仪器和合理科学的计算方法,只要按照规范操作和采取一定措施,如增加测回数,施测的斜距精度和垂直角精度都可以达到要求[2]。
三角高程测量在一定范围内可以代替三、四等水准及等外水准的精度要求,尤其在一些极特殊的环境下,可以完成水准仪不能完成的任务。
2全站仪中间法三角高程测量
由此可见,中间法在三角高程测量,可消除仪器高和觇标高测量误差对测量高差的影响,使高差的测量误差只与距离、竖直角测量精度及大气折光系数大小有关[3]。
棱镜杆微倾带来的误差微小,其影响可忽略不计。
3全站仪中间法三角高程测量的理论精度
由于地球曲率、大气折光、温度等的影响,全站仪在进行三角高程测量时要进行多项改正,包括:球气差改正、距离误差改正、垂线偏差改正等。
在此不再一一介绍,重点阐述全站仪中间法三角高程的理论精度分析。
由误差传播定律,把全站仪三角高程的精度计算公式(4)式取全微分,并化成中误差公式为
(5)式中,mh为用中间法测得的AB两点间高差的中误差,mSA、mαA、mKA和mνA 分别为后视(O-A)测量时斜距、竖直角、大气折光和棱镜高量取的中误差,mSB、mαB、mKB和mνB分别为前视(O-B)测量时斜距、竖直角、大气折光和棱镜高量取的中误差,K为大气垂直折射系数,R为地球半径。
当K取0.14时,若前后视距均小于1km,则上式中的
这四项的值均小于0.01mm,故可以忽略不计,再设仪器中心O至AB两点的平距分别为DA、DB,即DA=SA*sinαA;DB=SB*sinαB所以中误差计算公式可简化为
上式中,大气折光系数的中误差mKA和mKB 一般是不相等的,但是要想精确测量出某地某一时间段的大气折光系数变化时不可能的,但是在同一地点的短时间内,K值的变化时非常小的,所以我们可以近似认为KA=KB,即mKA=mKB=mK,由于全站仪的测角与测距精度不变,并且仪器高的量取精度也不变,所以可得
所以上式即可写为
上式中mS取±4mm、mα取±2″,mν取±2mm,由此可计算出中间法三角高程测量的中误差。
在这里将2倍中误差作为极限误差,并与三、四等水准的限差比较,分析其精度情况,经计算得出下列表格[4]。
由表1可知:
(1)全站仪中间法三角高程在测程1km以内,竖直角在30°以内时,其理论精度均不能达到三等水准的限差要求。
(2)全站仪中间法三角高程在测程1km以内,竖直角在10°以内时,其理论精度可达到四等水准的限差要求。
(3)全站仪中间法三角高程测量的误差随边长和竖直角的增加而明显增大,所以在实际生产测量中,应该尽量缩小观测边的长度和竖直角的大小。
(4)在观测中应采取适当的措施以提高竖直角观测精度,如采用觇牌代替棱镜作为照准目标,适当增加测回次数[5]。
全站仪三角高程测量方法能否代替水准测量方法还有一个重要的影响因素就是全站仪的精度。
不同精度的全站仪,测量结果也有较大区别。
将仪器精度值带入(7)式得出:
(1)5″全站仪不宜进行中间法三角高程测量,虽然采用竖直角观测2测回的方法能使理论精度达到四等水准的精度,但由于工作效率低,故不宜采用。
(2)2″的全站仪进行中间法三角高程测量可在一定条件下取代水准仪进行四等水准测量。
(3)0.5″的全站仪进行中间法三角高程测量可在一定条件下取代水准仪进
行三等水准测量。
4算例
某测区内进行水准点加密测量,观测数据如表2所示。
实验仪器采用0.5〞全站仪,测距精度2+2ppm。
5结论
本文结论如下:
(1)全站仪中间法三角高程测量可灵活选取测站点位置,测站不需对中,与传统法三角高程比,不需量取仪器高与棱镜高,增加了测量的效率。
(2)若使用标称精度较低的全站仪,可适当调节棱镜高度或仪器位置,使竖直角变小,以提高测距精度。
(3)实验数据表明,使用高精度全站仪,在特定条件下,中间法三角高程测量可以达到三等水准测量精度。
参考文献
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