淺析全站儀高程測量的新方法及其應(yīng)用

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1、本文轉(zhuǎn)自：論文發(fā)表http://www.zhjscn.com/lunwen/xueshu/186.html????????摘要：隨著全站儀的廣泛使用，使用跟蹤桿配合全站儀測量高的方法越來越普及，使用傳統(tǒng)的三角高程測量方法已經(jīng)顯示出了他的局限性。經(jīng)過長期摸索，總結(jié)出一種新的方法進行三角高程測量。這種方法既結(jié)合了水準測量的任一置站的特點，又減少了三角高程的誤差來源，同時每次測量時還不必量取儀器高、棱鏡高。使三角高程測量精度進一步提高，施測速度更快。??????關(guān)鍵詞：全站儀高程測量水準測量????????1、背景概況　　在工程的施工測量中，常常涉及到高程測量。

2、高程測量就是根據(jù)已知高程的一點與另一點之間的高差，然后按高差的定義，求出未知點的高程?，F(xiàn)階段高程測量按使用的儀器和測量方法分為水準測量、三角高程測量、GPS測高、氣壓計測高法等。水準測量是采用水準儀和水準尺依據(jù)水平視線測定兩點間的高差，用水準測量法在小區(qū)域范圍內(nèi)可得到較高精度的高程數(shù)據(jù)，但受視線短、高差小等限制，適用范圍較窄。GPS測高是直接測定地面點的地心三維坐標，通過坐標轉(zhuǎn)換為地面高程，它有兩點間不需通視，距離不受限制等優(yōu)點，但其觀測費用較高，測量時間較長，數(shù)據(jù)延后，所以它不太適用于小范圍的工程測量。氣壓計測高是根據(jù)高程面每上升11m，氣壓約下降1mm

3、來測定地面高程，該法適用性較窄，不太適用于工程測量?！　∪歉叱虦y量是采用經(jīng)緯儀和測距儀測定兩點間的豎直角和距離，按三角學(xué)原理，計算兩點間的高差，該方法是一種間接測高法，它不受地形起伏的限制，且施測速度較快，尤其是隨著全站儀的出現(xiàn)，及其測角、測距精度的不斷提高，該法更是被廣泛應(yīng)用于地形圖測繪、線型工程、管網(wǎng)工程等工程測量中，但它也有其缺點，就是精度較低，尤其每次測量時都需量取儀器高和棱鏡高，比較麻煩，且增加了誤差來源。?????????2、原理簡介　　為了能減少誤差來源，提高精度，充分發(fā)揮三角高程測量的優(yōu)勢，更好地為工程建設(shè)服務(wù)，我們通過大量的工作實踐，摸

4、索出一種新的三角高程測量的方法?！　≡谡劶霸摲椒ㄇ?，我們需要先了解全站儀的構(gòu)造及功能，以及傳統(tǒng)的三角高程的測量原理。全站儀的各部件名稱如圖1和圖2所示，它是集測距和測角于一身的儀器，隨著它的測角精度的不斷提高，現(xiàn)在它已完全可以取代經(jīng)緯儀測角了。圖3所示是傳統(tǒng)的三角高程測量的方法，設(shè)點A、B為不同高度的兩點，已知A點高程為HA，只要知道A、B兩點間的高差hAB，即可求出B點的高程HB=HA+hAB?！　　　　　　　　??首先，我們假設(shè)A、B兩點相距不太遠，此時可以將它們之間的大地水準面看成水準面，不考慮地球曲率影響，也不考慮大氣折光影響，由圖3各關(guān)系可得：　

5、　　　　　????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????（????DAB為A、B兩點間的水平距離，?i?為儀器高，v為棱鏡高??α為A點觀測B點的豎直角，HA為高程，HB為高程，D·tgα為全站儀與棱鏡間的高差，設(shè)為V）　??所以有??????HB=HA+D·tgα+i-v????????????（1）??????但當A、B兩點距離較遠時，就必須考慮地球曲率和大氣折光的影響了。這里

6、不涉及這兩項的改正，只就三角高程測量新方法進行闡述?！?由傳統(tǒng)的三角高程測量原理可知，儀器必須架在已知高程點上，必須量取儀器高和棱鏡高，這樣就增加了誤差的來源，如增加了儀器對中誤差，量取儀器高和棱鏡高的誤差，這樣是不利于我們提高量高程的精度的。?????????????????????????????????????如果我們能將全站儀好像水準儀一樣任意架設(shè)，又不用量取棱鏡高和儀器高，這樣就能大大提高觀測速度和觀測精度。如圖1所示，設(shè)B點高程為已知高程，A點高程為未知高程，通過在A點擺站，來測得其它待測點高程。由（1）式可得???????HA=HB-（D·t

7、gα+i-v）????????（2）?????上式除了D·tgα即V的值可以用全戰(zhàn)儀直接測得外，i、v值都是未知的，但只要儀器整平架好后，儀器高i值是固定不變的，在觀測過程采用同一跟蹤棱鏡桿，其高度v也是不變的，因此（2）式可化為???????HA+i-v=HB-D·tgα=H???????（3）　　由上面假設(shè)分析可知，HA+i-v的值在儀器擺好后是固定不變的，即H值不變，也是可以計算得出的。???????綜上所述，該方法的操作步驟如下：??????2.1全站儀在離已知高程點的任意合適位置架設(shè)，但必須與已知高程點和待測高程點通視；?????2.2用儀器照準

8、已知高程點，測出D·tgα的值即V的值，從而計算出H的值；????