三角高程測量代替三四等水準測量-正文剖析

1、 論文三角高程測量代替三四等水準測量測量高級技師論文）中鐵十二局武廣客運專線第六項目部三角高程測量代替三四等水準測量中鐵十二局集團第四工程有限公司李寶康摘要:隨著電磁波測距技術發(fā)展,全站儀的不斷普及,三角高程測量在控制測量和施工測量中應用越來越廣泛,其精度可代替三、四等水準測量，值得推廣。本文就三角高程測量在導線點、水準基點復測中詳細介紹了它的利與弊以及消除誤差的方法。關鍵詞：三角高程三四等水準測量全站儀大氣折光現(xiàn)我公司承攬的杭新景高速公路龍游支線建德段高速公路SLC1合同段，地處微丘陵地段，林木茂密、地形復雜、通視條件較差，依據公路勘測規(guī)范并根據現(xiàn)場實際情況，此次水準復測采用三角高程法測定。

2、1、基本原理三角高程測量是根據兩點間的距離(斜距)和豎直角來推算兩點間的高差。計算公式如下：h=SSina+iv+fAB公式中表示：S測得兩點間的斜距；i儀器高；v目標高；f球氣差改正數(shù)f=pr=球差一氣差=D2/2RD2k/2R=(1k)D2/2R公式中：D=SCOSa為兩點間的水平距離；k為大氣折光系數(shù)；c為球氣差系數(shù)，取k=0.13，則c=6.83X10-8/m。隨著全站儀在施工測量中的普及，現(xiàn)在用全站儀測高差（高程）已不再用光電測距儀那樣測豎直角進行公式計算，而是把儀器高及目標高輸入儀器后直接測的兩點間的高差。2、估算測距三角高程的精度對公式h=SSina+iv+f求微分：AB得=Si

3、na+Da/p+i-v+fAB按誤差傳播律得：m2=Simam2+D2m2a/p2+m2+m2+m2。hsaivf取a=30,兩點水平距離D=500m,測距精度2mm+2ppm，測豎直角精度m=1.5”。則按三測回取平均的邊長和豎直角觀測中誤差。m=722+12/V=1.3mm,ma=土1.5”/73=土0.86”sa公式m2=Sin2a+D2m2a/p2+m2+m2+m2中第一項中誤差hsivfm=Sinam=0.7mm；第二項中誤差m=Dma/p=2.0mm；第三1s2項四項中誤差m=m=1mm。至于m的大小，一般取k=0.13,而實際kivf值隨地區(qū)、氣候、地面覆蓋物和視線超出地面高度等

4、條件不同而變化，難以精確確定其值。實驗證明，k值在一天內的變化，大致在中午前后最小,在日出日落時最大，因而豎直角的觀測時間最好選在地方時1016時之間，一般k值約在0.080.14之間，取mk=土0.05，則上式最后一項為mf=kfmD2/2R=土1mm,由于這項誤差按距離的平方成正比增加，若D=1km則kmf=4mm。為了減少mf的數(shù)值，故把視線控制在500m以內是很重要的?，F(xiàn)在再按m2=Sin2am2+D2m2/p2+m2+m2+m2求單向觀測高hsaivf差的中誤差：m2=m2+m2+m2+m2+m2=0.72+2.02+12+12+12=7.49即m=h12ivfh2.7mm,而對向觀

5、測平均值的中誤差土2.7/2=土1.9mm,公里有兩站，故mk=/2X(1.9)=土2.7mm,這個精度已達到了三等水準測量的精km度(m=土3mm)。km3、提高三角高程測量的精度3.1盡可能的選擇適合本地區(qū)的k值，減少豎直角測量的誤差。選擇適當?shù)挠^測時間,避開日出和日落時間,同時也要避開太陽光線最強的時間,減少大氣折光影響。必須采用對向觀測方法,由于往返測時,球差和氣差的值都相同,故反號取平均值時，均可得到抵消。這樣就可抵消因k值的影響而造成測高程的誤差。3.4盡量選用500m以內的視線長，采用短邊傳遞高程，受k值誤差影響較小。3.5盡量使視線遠離地面，靠近大氣層的k值與一般情況下的k值變

6、化幅度很大，由于空氣對流使目標成像不穩(wěn)定，垂直角的觀測精度也相應降低。一般要求視線離地面高大于0.50m。4、以我標段的水準基點復測為例來說明以GPS275控制點至吳潭控制點為一段計算事例來說明。4.1量取儀高在測量前，首先使儀器和覘牌基座精確對中整平后，準確量取儀器高和覘牌目標高。一般在觀測前后各量一次，量取讀數(shù)取到毫米，前后兩次量取讀數(shù)不得大于2mm,而后取平均值為儀高。4.2外業(yè)讀數(shù)水平距離和高差觀測均采用對向觀測法正倒鏡兩測回測定，兩測回往返測量的平均值為兩點間的水平距離和高差值。溫度、氣壓加乘常數(shù)等各項改正數(shù)及數(shù)據已預先設置于儀器內使其自動改正。外業(yè)記錄（見表1）。內業(yè)計算外業(yè)按附合

7、水準線路進行，內業(yè)水準計算按照四等水準測量標準進行。GPS275和吳潭兩個控制點作為高程起算點。水準復測GPS275至吳潭實測線路高程閉合差為=+21mm（其限差為土20X74.07=土40mm）（見表2）。高程比較實測高程與設計院提供的設計高程比較，差值均在規(guī)范允許范圍內（見表3）。全站儀測量記錄(表三角高程測量法)全站儀測量記錄表(三角高程測量法)表1 論文 論文序號項目平距m)距離咼差值m)平均值(m)往/返測咼差(m)實測咼差測站測點盤左盤右平均值盤左盤右平均值m)1275275-178.25878.25978.2588.5558.5598.5578.6658.661/78.254儀高

8、目標高78.25878.2598.5558.5591.4081.30078.25878.2588.5558.559275-127578.25078.25078.250-8.770-8.764-8.767-8.657儀高目標高78.25078.250-8.770-8.7641.411.378.25078.250-8.770-8.7642275-1馬坪廟270.719270.719270.719-16.645-16.629-16.638-16.528-16.528Z/270.718儀高目標高270.719270.719-16.646-16.631.411.3270.719270.719-16.64

9、6-16.631馬坪廟275-1270.717270.715270.71616.40516.40916.40716.527儀高目標高270.717270.71616.40516.4091.421.3270.716270.71516.40516.4093馬坪廟303-1323.176323.176323.176-10.003-9.994-10-9.880-9.878/323.173儀高目標高323.176323.176-10.003-9.9971.421.3323.176323.176-10.005-9.997303-1馬坪廟323.170323.170323.1709.5489.5399.54

10、29.875儀高目標高323.169323.1699.5479.5371.6331.3323.171323.1719.5479.5364303-1304662.968662.968662.9687.2337.2327.2327.5657.574/662.966儀高目標高662.968662.9687.2337.2321.6331.3662.968662.9687.2337.232304303-1662.964662.964662.964-7.728-7.709-7.718-7.583儀高目標高662.960662.960-7.728-7.7081.4351.3662.968662.968-7.

11、730-7.706序號項目平距M)距離咼差值M)平均值(m)往/返測高差(m)實測咼差測站測點盤左盤右平均值盤左盤右平均值M)5304305240.191240.191240.191-8.498-8.485-8.492-8.357-8.361/240.190儀高目標咼240.192240.191-8.493-8.4851.4351.3240.190240.191-8.498-8.485305304240.188240.187240.1888.2638.2718.2678.365儀高目標咼240.189240.1888.2638.2711.3981.3240.188240.1888.2638.2

12、716305306607.980607.980607.980-12.079-12.065-12.072-11.974-11.969/607.978儀高目標咼607.980607.980-12.079-12.0651.3981.300607.980607.980-12.079-12.065306305607.976607.976607.97611.64311.65711.65211.964儀高目標咼607.976607.97511.64611.6571.6121.3607.977607.97611.64911.6577306307262.135262.134262.134-0.989-0.973

13、-0.982-0.670-0.670/262.132儀高目標咼262.133262.133-0.989-0.9761.6121.3262.135262.134-0.991-0.974307306262.130262.129262.1300.3730.3850.3780.671儀高目標咼262.131262.1310.3720.3811.5931.3262.130262.1290.3720.3828307308244.693244.694244.6940.4250.4500.4390.732028/244.692儀高目標咼244.695244.6940.4300.4491.5931.3244.6

14、94244.6940.4370.443308307244.691244.690244.690-0.941-0.931-0.936-0.724儀高目標咼244.690244.690-0.941-0.9311.5121.3244.690244.689-0.941-0.931三角高程計算表表2全站儀測量記錄表(三角高程測量法) 論文 論文序號項目平距(m)距離咼差值(m)平均值(m)往/返測高差(m)實測咼差測站測點盤左盤右平均值盤左盤右平均值m)9308309417.821417.820417.821-1.603-1.589-1.596-1.384-1.386/417.818儀高目標高417.82

15、2417.821-1.603-1.5891.5121.3417.821417.821-1.603-1.589309308417.816417.8151.1221.1341.1281.388儀高目標高417.817417.816417.8161.1221.1341.561.3417.816417.8161.1201.13410309310437.296437.296437.2960.4480.4560.4520.7120.712/437.294儀高目標高437.296437.2960.4520.4521.561.3437.296437.2960.4480.456310309437.292437.

16、291-1.026-1.028-1.026-0.713儀高目標高437.291437.29437.291-1.025-1.0251.6131.3437.291437.291-1.024-1.02811310310-1371.130371.1280.1570.1680.1630.4760.478/371.128儀高目標高371.129371.129371.1290.1580.1681.6131.300371.129371.1290.1590.168310-1310371.129371.128371.128-0.759-0.746-0.753-0.480儀高目標高371.128371.127-0.

17、760-0.7461.5731.3371.128371.128-0.761-0.74612310-1吳潭156.341156.341-0.862-0.852-0.857-0.584-0.584/156.340儀高目標高156.341156.341156.341-0.857-0.8571.5731.3156.341156.3410.862-0.852吳潭310-1156.340156.340156.3400.2840.290.2870.583儀高目標高156.340156.3400.2870.2871.5961.3156.340156.3400.2840.29點號冋差(m)距離(m)改正值(mm

18、)改正后高差高程(m)往測返測平均27590.6238.665-8.6578.66178.254-18.660275-199.283-16.52816.527-16.528270.718-1-16.529馬坪廟82.754-9.8809.875-9.878323.173-2-9.880303-172.8747.565-7.5837.574662.966-37.57130480.445-8.3578.365-8.361240.190-1-8.36230572.083-11.97411.964-11.969607.978-3-11.97230660.111-0.6700.671-0.670262.132-1-0.67130759.4400.732-0.7240.727244.692-10.72730860.167-1.3841.388-1.386417.818-2-1.38830958.7790.712-0.7130.712437.294-30.70931059.4880.476-0.4800.478371.128-20.476310-159.964-0.5840