全站仪三角高程的精度分析及应用
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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。
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。
中点单觇法三角高程测量及其精度分析0 前言目前,随着测距技术的发展,精度的提高,以及测距仪、全站仪的普及,三角高程测量作为高程控制测量的一种有效手段,正逐步受到广大测绘工作者的青睐。
在三角高程测量方法中,现阶段主要采用的是直返觇法——用往返观测测定相邻点的高差的方法;而应用中点单觇法(在两置觇点中间安置仪器测定觇点间高差的方法)的人却较少。
虽然直返觇法在建立平面控制网的同时,为求这些待定平面点的高程而建立三角高程控制网时较为方便,但由于平面控制点大多建在制高点上,用其作为高程控制点,使用较为不便,一般平面控制网与高程控制网均分开布设,高程点布设在利于保存、使用的地方,此时运用中点单觇法来进行三角高程测量,较之直返觇法有较强的灵活性与实用性。
中点单觇法三角高程测量有以下几个特点:a 测站不需对中,不需量取仪器高;b 采用适当方法,可不量取觇标高;c 测站选在中部时,可减弱大气折光的影响;d 减少劳动强度、提高作业速度等。
1 中点单觇法三角高程测量原理及精度分析1.1 高差计算公式的推导如图1所示,为求A、B两点间的高差,将全站仪置于A、B两点大致中间位置的D点处,则图1故A点至B点的高差为:式中:s——经气象改正后的斜距;z——天顶距的观测值;V——觇标高;R——测区地球平均曲率半径;K——大气折光系数。
由于前、后视高差观测是在相近条件下进行的,可认为其折光系数,kA≈kB,令kA=kB=k,代入式(3)得:中点单觇法三角高差测量时,每一测站均应独立施测两次,满足要求后,取其平均值作为最后成果,即式中:h′AB——第一次观测高差;h″AB——第二次观测高差。
由上述可知,中点单觇法三角高差测量时,不需对中和量取仪器高。
1.2 中误差计算式对式(4)进行全微分,得:由于式(6)等号右边前四项括号中的第二项较小、相对于第一项而言,可忽略不计,并顾及DA=sAsinzA、DB=sBsinzB,则得:运用误差传播定律,考虑到观测量之间相互独立,得:由于采用中点单觇法进行三角高程测量时,仪器大致在两置觇点的中部且一般距离较短,则可近似认为m2sA=m2sB=m2s;并顾及m2zA=m2zB=m2z,m2vA=m2vB=m2v,由上式可得:式中:mh——中点单觇法三角高差的中误差;ms——测边中误差;mz——天顶距观测中误差;mk——大气折光系数测定中误差;mv——觇标高量取中误差;Z——天顶距的观测值;D——水平距离,D=s·cosz;R——测区地球平均曲率半径;ρ——取206265″.则,高差平均值的中误差为:1.3 精度分析及结论设ms=±10 mm、mz=±1.8″、mk=±0.05、mv=±1 mm,取不同的平距D和天顶距Z,按式(10)计算高差平均值的中误差,结果列于表1中。
三角高程测量原理误差分析及应用三角高程测量是一种常用的地理测量方法,用于测量地球表面上任意两点之间的高差。
它的原理基于三角形的几何性质,通过测量三角形的边长和角度来计算出高程差。
误差分析是对测量结果进行评估和分析,以确定测量结果的可靠性和精度。
三角高程测量在工程测量、地形测量和地理信息系统等领域有广泛的应用。
三角高程测量的原理是基于几何三角形的性质。
在三角形中,已知两边长度和夹角时,可以通过正弦定理求得第三边的长度。
在实际应用中,使用测量仪器(如全站仪、水准仪)测量两个点的水平距离和夹角,然后根据几何关系计算出两点之间的高差。
对于三角高程测量的误差分析,需要对各种误差进行综合评估和处理。
首先要进行误差源的分析和估计,确定各个误差源对测量结果的影响程度。
然后通过合适的数理统计方法对误差进行处理,例如最小二乘法、平差方法等,以提高测量结果的准确性和可靠性。
最后,通过误差传递的计算,评估最终测量结果的误差范围和可信度。
三角高程测量在地理测量和工程测量中有广泛的应用。
地理测量方面,可以通过三角高程测量来测量地球表面的高程特征,生成数字高程模型,用于地形分析和地图制作。
在工程测量方面,三角高程测量被用于测量任意两点间的高差,如建筑物、道路和管道等的高程差,以支持工程设计和建设。
另外,在地理信息系统中,三角高程测量可以用于数据融合和质量控制,提高地理数据的精度和准确性。
总结而言,三角高程测量是一种常用的地理测量方法,利用三角形的几何性质来测量地表上任意两点的高差。
在测量过程中会存在各种误差,需要进行误差分析和处理,以提高测量结果的准确性和可靠性。
三角高程测量在地理测量和工程测量中有广泛应用,可以用于生成数字高程模型、工程设计和数据质量控制等领域。