資源描述：
《智能全站儀精密三角高程測量替代二等水準(zhǔn)測量》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第31卷第4期Vol.31No.42007年8月20日Aug.20,200743智能全站儀精密三角高程測量替代二等水準(zhǔn)測量晏紅波,黃騰,鄧標(biāo)(河海大學(xué)土木工程學(xué)院,江蘇省南京市210098)摘要:鑒于用傳統(tǒng)幾何水準(zhǔn)的方法進(jìn)行垂直位移監(jiān)測存在效率低、受環(huán)境和地形因素影響大等問題,探討了用智能全站儀進(jìn)行精密三角高程測量來監(jiān)測垂直位移。簡述了TCA2003全站儀的自動目標(biāo)識別(ATR)功能和使用方法,研究了ATR精密三角高程測量的誤差來源及精度;結(jié)合在某大壩的實(shí)踐,分析了TCA2003全站儀ATR三角高程測量的實(shí)測精度及其替代二等水準(zhǔn)測量的可行性和可靠性,給出了智能全
2、站儀精密三角高程測量替代二等幾何水準(zhǔn)測量的條件、減弱誤差的方法及提高精度的措施等。關(guān)鍵詞:TCA2003全站儀;自動目標(biāo)識別;三角高程測量;精度;可靠性中圖分類號:TV698.10引言差并采取相應(yīng)的措施,完成多目標(biāo)邊角數(shù)據(jù)采集。作業(yè)過程中自動生成數(shù)據(jù)庫,并將觀測成果存儲于一直以來,大壩垂直位移監(jiān)測均采用幾何水準(zhǔn)儀器的PCMCIA卡中。的方法,該方法不僅作業(yè)效率低下,而且受地形和環(huán)境條件的制約較大。但隨著具有自動目標(biāo)識別2ATR三角高程測量誤差來源及精度分析(ATRautomatictargetrecognition)功能全站常見的三角高程測量有單向觀測法、中間法和儀的問世,測量
3、手段及方法發(fā)生了革命性變化。目對向觀測法,對向觀測法可以消除部分誤差,故在精前,運(yùn)用TCA2003全站儀的ATR功能進(jìn)行測量,密工程測量及大壩安全監(jiān)測中被廣泛采用。眾所周在平面上完全能夠滿足一等精度要求,這在很多工知,對向觀測法三角高程測量的高差公式為:程中得到驗(yàn)證。然而,運(yùn)用ATR功能進(jìn)行三角高2D(tan12-tan21)(K2-K1)D程測量能否達(dá)到二等或二等以上的幾何水準(zhǔn)精度?h對=++24R成果的可靠性如何?一直是測繪界廣泛關(guān)注的問i1-i2+v1-v2U1-U2D+-Um題。基于TCA2003全站儀ATR功能在某大壩的22實(shí)踐,本文對TCA2003全站儀ATR精密三角高
4、程(1)測量替代二等水準(zhǔn)測量進(jìn)行了探討。式中:D為兩點(diǎn)間的距離;為垂直角;K2-K1為往返測大氣垂直折光系數(shù)差;i為儀器高;v為目標(biāo)高;1ATR功能與使用方法R為地球曲率半徑(6370km);(U1-U2)/2-UmTCA2003全站儀具有目標(biāo)自動識別與照準(zhǔn)功為垂線偏差非線性變化量;=206265。能,其主要部件ATR裝置像測距儀一樣被安裝在令K2-K1=K,(U1-U2)/2-Um=U,全站儀的望遠(yuǎn)鏡上。紅外光束通過光學(xué)部件被同軸mi=mv=miv,m1=m2=m。對式(1)微分,則由誤投影在望遠(yuǎn)鏡軸上,從物鏡口發(fā)射出去。反射回來差傳播定律可得高差中誤差:222的光束形成光
5、點(diǎn),由內(nèi)置電荷耦合器件(CCD)傳感2(tan12-tan21)mD2DKmh對=+mD+器接收判別后,電動機(jī)驅(qū)動全站儀自動轉(zhuǎn)向棱鏡,實(shí)42R[1]244現(xiàn)目標(biāo)的自動識別、精確照準(zhǔn)。2U22sec12+sec21mD+mD2+4運(yùn)用ATR功能,配備二次開發(fā)的機(jī)載測量軟222件在各測站預(yù)先設(shè)置觀測方向、測回?cái)?shù)和測量限差,2D22mUmK+miv+D(2)4R無須人工測量,TCA2003全站儀在計(jì)算機(jī)軟件的控由式(2)知,除儀器高、目標(biāo)高的量取誤差與距制下,自動識別目標(biāo)、定位、觀測、記錄、自動檢查限離D無關(guān)外,其他誤差對高差的影響均與距離有關(guān)。因12與21大小基本相
6、等,符號相反,故可以認(rèn)4收稿日期:20070321;修回日期:20070515。為tan12-tan21=2tan12=2tan,sec12+442007,31(4)444sec21=2sec12=2sec。在精密工程中,通常三2.3大氣垂直折光差角高程測量的距離不大于1km,而在1km范圍內(nèi)大氣垂直折光差K較為復(fù)雜,目前仍處于研2由于K很小,當(dāng)K最大為!0.04時,mD(DK/究階段。由式(5)可知,在非嚴(yán)格對向觀測時,不可22R)?0。由于全球垂線偏差平均數(shù)約為!4s,按能完全消除大氣垂直折光的影響,根據(jù)文獻(xiàn)[34],
7、最不利的情況,即300km范圍內(nèi)U最大為60s取mK=!0.03,由式(5)可得折光差對高差的影22考慮,mD(U/)?0,故其對三角高程測量的精度響,見表3。影響可以忽略不計(jì)。令表3折光差對高差的影響2mDmsec距離/m影響量/mm距離/m影響量/mm1=(3)21000.016000.42m2=mDtan(4)2000.057000.5823000.118000.75Dm3=mK(5)4000.199000.954
