免儀器高全站儀高程測量及其應(yīng)用

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1、萬方數(shù)據(jù)第19卷2期2007年4月中國煤田地質(zhì)COALGEOLOGYOFCHINAV01．19No．2Apr．2007文章編號：1004-9177(2007)04-0077-02免儀器高全站儀高程測量及其應(yīng)用鄧洪亮(北京工業(yè)大學建筑工程學院，北京100022)摘要：免儀器高、免棱鏡高全站儀測量技術(shù)是根據(jù)在實地測量時不改變儀器高和棱鏡高為前提，設(shè)置儀器時，根據(jù)·測量高差時前視減后視的原理，利用系統(tǒng)自身自行消除公式中的儀器高和棱鏡高。根據(jù)免儀器高、免棱鏡高法測量中誤差計算公式．此測量技術(shù)可有效地減少全站儀三角高程法測量中儀器高和棱鏡高的測量誤差對高差計算的影響，同時也減少了以后計算時的工作量

2、。從箅例可以看出，距離在100m，豎直角在280以內(nèi)時，采用免儀器高、免棱鏡高法進行高程測量，中誤差小于±1．0ram，足以滿足水準控制測量的精度要求。關(guān)鍵詞：三角高程測量；測量精度；中誤差；全站儀中圖分類號：U412文獻標識碼：A傳統(tǒng)的工程方法采用常規(guī)的測量儀器進行測量時．由于三角高程測量的精度低。所以在道路高程測量中一般都采用水準測量的方法?，F(xiàn)在全站儀已廣泛用于道路工程測量中，全站儀集電子經(jīng)緯儀、光電測距儀和數(shù)據(jù)記錄于一體，其測距和測角精度大大提高，這使全站儀用于道路高程測量成為可能，同時，全站儀進行道路高程測量觀測速度快，效益高，并且以不向的觀測方法能夠滿足不同道路高程測量的精度要

3、求。．免儀器高、免棱鏡高測繪技術(shù)可以在高差測量時不必測量儀器高和棱鏡高，直接進行高差測量，這樣就可以減小丈量不準所帶來的高程測量誤差．提高測量精度。在道路工程中進行坐標測量時引入免儀器高、免棱鏡高測繪技術(shù)可以提高坐標測量和坐標放樣的精度，尤其對一些有重要意義的工程，具有重要的理論意義和實用價值。1免儀器高法全站儀高程測量數(shù)學模型在山區(qū)或位于高聳建筑物上的控制點。若用水準測量的方法測量其高程，速度慢，而且困難大，傳統(tǒng)的工程測量中通常測量兩點之間的距離。采用三角高程測量原理測定兩點間的高差。以求得待求點高程。這種方法由于在量儀器高，棱鏡高測量時的誤差導致測量結(jié)果比水準測量精度低。通常只用于低

4、等級的高程控制測量。如圖l所示。為了測量A、曰兩點的高差，在，基金項目：河南省交通科技項目第2007000204號作者簡介：鄧洪亮(1963一)，男。博士，畢業(yè)于北京航空航天大學固體力學專業(yè)，副教授．主要從事道路與橋梁工程研究。收稿日期：2007-01--04責任編輯：孫常長圖1免儀器高法測量高程示意圖Figure1Aschematicdiagramofinstrumentalignoredaltitudemeasurement·處設(shè)置全站儀，肛為棱鏡高，i為儀器高，設(shè)A點棱鏡到全站儀望遠鏡視準軸線的高差為Ah。，測站點處高程為凰，而計算得A點處的高程鞏為正乙=置+△^l，(1)假定不改

5、變棱鏡的高度．重新將棱鏡安置于B點處測得測站至曰點棱鏡到全站儀視準軸的高差為Ah：，而可以測得B點高程凰為日廬日；+Ah2。(2)根據(jù)三角形的幾何關(guān)系可知，A、B兩點相對于，點的高差Ah為Ah=S·sintY+i--g，(3)式中。S為測站到棱鏡的斜距．a(chǎn)為豎直角。根據(jù)式(1)，式(2)和式(3)，可得點A和點B的高差為k口為．hA薩H^-H8=Ah2-Ahl=曼·sinot2-Sl·sindl。(4)因此可得，A、B兩點高差k口與兩點之間的距離和豎直角大小有關(guān)，與儀器高和棱鏡高無關(guān)，所以可以通過這種多余觀測的原理消除在三角高程法測量高差時因儀器高和棱鏡高測量誤差所帶來的高程測量誤差，從

6、而提高高程測量的精度。當兩點間距離大于400m時，應(yīng)考慮地球曲率和大氣折光對高差的影響。設(shè)地球半徑為R(尺=萬方數(shù)據(jù)78中國煤田地質(zhì)第19卷637km)，兩點間的水平距離為D，則兩項綜合影響的改正數(shù)．廠及改正后的高差^-?？砂聪率接嬎鉤-廬kⅣ，(5)4=0．43—礦D2，為地球曲率和大氣折光對高差的影響系數(shù)。2免儀器高法全站儀高程測量的精度分析設(shè)ms為儀器到棱鏡斜距的中誤差；m。為豎直角的中誤差。根據(jù)誤差傳播定律可得A、B兩點高差的中誤差m址為‰≈V軍(m2l—fn(6)=±、／面瓦瓦鬲哥面瓦鬲面而而貊面磊研。設(shè)全站儀高程測量時采用等精度觀測，則mal_№=％，msI=m；2_砜，則得

7、A、曰兩點高差的中誤差，‰為m△Jl=：1：N／(sin2al+sin2a2)mZ,+(slcos2a,+szcos2a2)mZ口一。(7)3三角高程法測量的精度分析對于全站儀三角高程法高程測量。由于在測量過程中要根據(jù)儀器高和棱鏡高進行高差計算，所以要考慮儀器高和棱鏡高的測量誤差對高差計算的影響。設(shè)mi為儀器高的讀數(shù)中誤差；‰為棱鏡高的讀數(shù)中誤差，同理，對三角高程法可得A，曰兩點高差的中誤差m血為mN。_-．．t-、／(si也l+s