全站儀三角高程測量的新方法

1、全站儀三角高程測量的新方法隨著社會的進(jìn)步，使用跟蹤桿配合全站儀測量高程的方法越來越普及，而傳統(tǒng)的三角高程丈量方法已經(jīng)顯示出了局限性。經(jīng)過臨時摸索，總結(jié)出一種新的方法進(jìn)行三角高程丈量。這種方法既結(jié)合了水準(zhǔn)丈量的任一置站的特點(diǎn)，又減少了三角高程的誤差來源，同時每次丈量時還不必量取儀器高、棱鏡高。使三角高程丈量精度進(jìn)一步提高，施測速度更快。工程的施工過程中，經(jīng)常涉及到高程丈量。保守的丈量方法是水準(zhǔn)丈量、三角高程丈量。兩種方法雖然各有特色，但都存在著不足。水準(zhǔn)丈量是一種直接測高法，測定高差的精度是較高的但水準(zhǔn)丈量受地形起伏的限制，外業(yè)工作量大，施測速度較慢。三角高程丈量是一種間接測高法，不受地形起伏的

2、限制，且施測速度較快。大比例地形圖測繪、線型工程、管網(wǎng)工程等工程丈量中廣泛應(yīng)用。但精度較低，且每次丈量都得量取儀器高，棱鏡高。比較麻煩并且增加了誤差來源。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, 局限性。使用保守的三角高程丈量方法已經(jīng)顯示出了經(jīng)過臨時摸索，總結(jié)出一種新的方法進(jìn)行三角高程丈量。這種方法既結(jié)合了水準(zhǔn)丈量的任一置站的特點(diǎn)，又減少了三角高程的誤差來源，同時每次丈量時還不必量取儀器高、棱鏡高。使三角高程丈量精度進(jìn)一步提高，施測速度更快。一、三角高程丈量的激進(jìn)方法如圖一所示，設(shè)AB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=

3、HAHAB得到B點(diǎn)的高程HBD為AB兩點(diǎn)間的水平距離；為在A點(diǎn)觀測B點(diǎn)時的垂直角；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）首先我假設(shè)AB兩點(diǎn)相距不太遠(yuǎn)，可以將水準(zhǔn)面看成水準(zhǔn)面，也不考慮大氣折光的影響。為了確定高差hAB可在A點(diǎn)架設(shè)全站儀，B點(diǎn)豎立跟蹤桿，觀測垂直角，并直接量取儀器高i和棱鏡高t若AB兩點(diǎn)間的水平距離為D則hAB=V+i-t故HB=HA+Dtan+i-t1這就是三角高程丈量的基本公式，但它以水平面為基準(zhǔn)面和視線成直線為前提的因此，只有當(dāng)AB兩點(diǎn)間的距離很短時，才比較準(zhǔn)確。當(dāng)AB兩點(diǎn)距離較遠(yuǎn)時，就必需考慮地球彎

4、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，只就三角高程丈量新法的一般原理進(jìn)行論述。從傳統(tǒng)的三角高程丈量方法中我可以看出，具備以下兩個特點(diǎn)：全站儀必須架設(shè)在已知高程點(diǎn)上2要測出待測點(diǎn)的高程，必需量取儀器高和棱鏡高。二、三角高程丈量的新方法如果我能將全站儀象水準(zhǔn)儀一樣任意置點(diǎn)，而不是將它置在已知高程點(diǎn)上，同時又在不量取儀器高和棱鏡高的情況下，利用三角高程丈量原理測出待測點(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+i-t2上式除了Dtan即V值可以用儀器直接測出外，i,t都是

5、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，同時選取跟蹤桿作為反射棱鏡，假定t值也固定不變。從（2可知：HA+i-t=HB-Dtan=W3由（3可知，基于上面的假設(shè)，HA+i-t任一測站上也是固定不變的而且可以計算出它值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。用儀器照準(zhǔn)已知高程點(diǎn)，測出V值，并算出W值。此時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。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（13有：HB=W+Dtan4其中HB為待測點(diǎn)的高

6、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；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=HA+i-t+Dtan5按三角高程丈量原理可知HB=W+Dan+i-t6將（3代入（6可知：HB=HA+i-t+Dtan+i-t7這里i,t為0,所以：HB=HA+i-t+Dtan8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采取這種方法進(jìn)行三角高程丈量是正確的綜上所述：筑牛網(wǎng)將全站儀任一置點(diǎn)，同時不量取儀器高，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)的三角高程丈量精度更高，因為它減少了誤差來源。整個過程不必