全站儀三角高程測量辦法

1、應(yīng)用 全站儀進(jìn)行 三角在工程的施工過程中，常常涉及到高程測量。傳統(tǒng)的測量方法是水準(zhǔn)測量、三角高程測量。兩種方法雖然各有特色，但都存在著不足。 水準(zhǔn)測量是一種直接測高法，測定高差的精度是較高的，但水 準(zhǔn)測量受地形起伏的限制，外業(yè)工作量大，施測速度較慢。三角高程測量是一種間接測高法，它不受地形起伏的限制，且施測速度較快。在大比例地形圖測繪、線型工程、管網(wǎng)工程等工程測量中廣 泛應(yīng)用。但精度較低，且每次測量都得量取儀器高，棱鏡高。麻煩而且增加了誤差來源。隨著全站儀的廣泛使用，使用跟蹤桿配合全站儀測量高程的方法越來越普及，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

2、方法進(jìn)行三角高程測量。 這種 方法既結(jié)合了水準(zhǔn)測量的任一置站的特點(diǎn)，又減少了三角高程的誤差來源，同時(shí)每次測量時(shí)還不必 量取儀器高、棱鏡高。使三角高程測量精度進(jìn)一步提高，施測速度更快。、三角咼程測量的傳統(tǒng)方法如圖一所示，設(shè)A，B為地面上高度不同的兩點(diǎn)。已知 A點(diǎn)高程Ha，只要知道A點(diǎn)對B點(diǎn)的高差 Hab即可由Hb=Ha+Hab得至U B點(diǎn)的高程Hb。圖中：D為A、B兩點(diǎn)間的水平距離 a為在A點(diǎn)觀測B點(diǎn)時(shí)的垂直角 i為測站點(diǎn)的儀器高，t為棱鏡高 HA為A點(diǎn)高程，HB為B點(diǎn)高程。V為全站儀望遠(yuǎn)鏡和棱鏡之間的高差（V=Dtan a）首先我們假設(shè)A，B兩點(diǎn)相距不太遠(yuǎn)，可以將水準(zhǔn)面看成水準(zhǔn)面，也不考慮大氣

3、折光的影響。為了 確定高差hAB，可在A點(diǎn)架設(shè)全站儀，在B點(diǎn)豎立跟蹤桿，觀測垂直角a,并直接量取儀器高i和棱鏡高t，若A, B兩點(diǎn)間的水平距離為D，則hAB=V+i-t故？H B=HA+Dtan a +-t? (1)這就是三角高程測量的基本公式， 但它是以水平面為基準(zhǔn)面和視線成直線為前提的。 因此， 只有當(dāng) A， B 兩點(diǎn)間的距離很短時(shí)，才比較準(zhǔn)確。當(dāng) A， B 兩點(diǎn)距離較遠(yuǎn)時(shí)，就必須考慮地球彎曲和大氣 折光的影響了。 這里不敘述如何進(jìn)行球差和氣差的改正， 只就三角高程測量新法的一般原理進(jìn)行闡 述。我們從傳統(tǒng)的三角高程測量方法中我們可以看出，它具備以下兩個(gè)特點(diǎn)：1 、? 全站儀必須架設(shè)在已知高

4、程點(diǎn)上2、? 要測出待測點(diǎn)的高程，必須量取儀器高和棱鏡高。二、三角高程測量的新方法如果我們能將全站儀象水準(zhǔn)儀一樣任意置點(diǎn)， 而不是將它置在已知高程點(diǎn)上， 同時(shí)又在不量取儀器 高和棱鏡高的情況下， 利用三角高程測量原理測出待測點(diǎn)的高程， 那么施測的速度將更快。 如圖一， 假設(shè)B點(diǎn)的高程已知，A點(diǎn)的高程為未知，這里要通過全站儀測定其它待測點(diǎn)的高程。 首先由(1) 式可知 :HA=HB-(Dtan a +-ti)?( 2)上式除了 Dtan a即V的值可以用儀器直接測出外，i,t都是未知的。但有一點(diǎn)可以確定即儀器一旦 置好， i 值也將隨之不變，同時(shí)選取跟蹤桿作為反射棱鏡，假定 t 值也固定不變。從

5、( 2)可知：HA+i-t=HB-Dtana =W? (3)由(3)可知，基于上面的假設(shè)， HA+i-t 在任一測站上也是固定不變的 .而且可以計(jì)算出它的值 W。這一新方法的操作過程如下 :1 、 儀器任一置點(diǎn)，但所選點(diǎn)位要求能和已知高程點(diǎn) 通視。2、?用儀器照準(zhǔn)已知高程點(diǎn)，測出 V的值，并算出W的值。(此時(shí)與儀器高程測定有關(guān)的常 數(shù)如測站點(diǎn)高程，儀器高，棱鏡高均為任一值。施測前不必設(shè)定。)3、？?？將儀器測站點(diǎn)高程重新設(shè)定為 W，儀器高和棱鏡高設(shè)為0即可。4、?照準(zhǔn)待測點(diǎn)測出其高程。下面從理論上分析一下這種方法是否正確。結(jié)合( 1 )，( 3)Hb ' =W+D tan a'

6、 ?Hb為待測點(diǎn)的高程W 為測站中設(shè)定的測站點(diǎn)高程D'為測站點(diǎn)到待測點(diǎn)的水平距離a為測站點(diǎn)到待測點(diǎn)的觀測垂直角從(4)可知,不同待測點(diǎn)的高程隨著測站點(diǎn)到其的水平距離或觀測垂直角的變化而改變。將( 3)代入( 4)可知：Hb ' =A+i-t+D' tan a' ?5)按三角高程測量原理可知Hb' =W+D tan a-t ' +?6)將(3)代入( 6)可知：Hb ' =A+i-t+D' tan a-t '+7)'這里i '為0,所以：HB =AH+i-t+D tana ?(?8?)?由(5),(8)可知,兩種方法測出的待測點(diǎn)高程在理論上是一致的。 也就是說我們采取這種方法進(jìn)行三角 高程測量是正確的。綜上所述：將全站儀任一置點(diǎn)，同時(shí)不量取儀器高，棱鏡高。仍然可以測出待測點(diǎn)的高程。測出的 結(jié)果從理論上分析比傳統(tǒng)的三角高程測量精度更高， 因?yàn)樗鼫p少了誤差來源。整個(gè)過程不必用