精密三角高程測量

精密三角高程測量武漢大學測繪學院潘正風常規(guī)高程測量方法幾何水準測量目前仍是高程測量的主要方法，測量精度高、操作簡單是這種方法的優(yōu)勢。但視線短、速度慢、勞動強度大。三角高程測量的精度主要受高度角觀測精度的限制和大氣折光的影響，限制了三角高程測量的應用。但可在較長的距離上測量。因此，測量人員一直在研究，提高三角高程測量的精度，在一定的精度范圍內，代替幾何水準測量。精密三角高程測量的發(fā)展隨著全站儀的發(fā)展，國內外廣泛開展了EDM三角高程測量的研究，并取得很大的進展。這些研究表明，三角高程測量可以代替四等水準測量，也有的認為邊EDM

三角高程測量已接近或已達到二等水準測量要求，也有的認為EDM三角高程測量可以達到更高的精度。精密三角高程測量的可能自動照準的高精度全站儀的儀器精度可以滿足三角高程測量代替二等水準測量的要求。實現(xiàn)兩臺儀器同時對向觀測，有利于削減大氣垂直折光影響。在一個測段上對向觀測的邊為偶數(shù)條邊，避免量取儀器高和覘標高。限制觀測邊的長度和高度角，以減少大氣垂直折光和相對垂線偏差的影響。三角高程測量計算公式點P1

觀測目標P2

，相對于參考橢球面的大地高為h1

和h2

，Z為大地天頂距。視線兩端點在橢球上的投影以m和

n表示。橢球中心

O，旋轉軸通過極P。橢球法線端點在旋轉軸上的位置以

n1和n2

表示，而mP和nP

是子午線。大地天頂距計算大地高高差公式單向觀測高差的計算公式同樣反向觀測對向觀測，取之差的平均值三角高程測量計算公式經(jīng)以足夠的精度進行變換后，得由大地天頂距變換為觀測天頂距，并顧及大氣垂直折光對觀測天頂距的影響，有三角高程測量計算公式考慮儀器高和目標高，則有正常高的確定前5項相當于應用幾何水準所得的高差（正高高差），最后項為正常高改正。大氣垂直折光的影響第四項是大氣垂直折光的影響，當同時對向進行天頂距觀測時，這時可認為對向觀測的高差受大氣垂直折光的影響很小或不受大氣垂直折光的影響。垂線偏差影響和歸算為正高高差第五項是垂線偏差影響，在雙向三角高程測量時，當沿視線方向的垂線偏差隨距離而均勻變化，這時可認為對向觀測的高差受垂線偏差影響很小或不受垂線偏差影響。而且得出的就是正高高差。

三角高程測量實施精密三角高程測量按三角高程測量基本原理，采用自動照準的高精度全站儀同時對向觀測，以基本消除或大大消弱大氣垂直折光的影響。對向觀測時照準棱鏡固定在另一全站儀的把手上，在一個測段上對向觀測的邊為偶數(shù)條邊，同時在測段的起末水準點上立高度不變的同一棱鏡，這樣可完全避免量取儀器高和覘標高。限制觀測邊的長度和高度角，以減少相對垂線偏差的影響。儀器改裝起、末水準點觀測方法在測段水準點附近（一般在20米以內，并要求起、末點大致相等）架設全站儀，在水準點上架設棱鏡桿（起、末點為同一根桿，長度不變），進行距離和高度角觀測。低棱鏡兩測回，高棱鏡兩測回。觀測時各站上要在觀測前測定溫度和氣壓，在全站儀上設置，以便對邊長進行改正。觀測觀測觀測大瑤山景大瑤山景大瑤山景對向觀測方法按儀器前進方向，先進行后測站觀測，再進行前測站觀測。每個測段進行單棱鏡往返測或高低雙棱鏡觀測，高低雙棱鏡觀測順序為：后低，前低，前高，后高。支線測段進行單棱鏡往返測。一條邊觀測結束后，進行下條邊觀測，這時特別要注意，前站儀器不動，為下條邊的后站，原后儀器遷至前面，為下條邊的前站，在一個測段上對向觀測的邊為偶數(shù)條邊。觀測觀測測回數(shù)（二等）對邊觀測邊長一般在200～500米，丘陵地區(qū)、山地最長為1000米。豎角一般不超過10度。儀器架設要選擇堅實的地面，并踩穩(wěn)腳架。觀測邊長在100米以內測2測回，100～500米測4測回，500～800米測6測回，800～1000米測8測回。觀測測回數(shù)（三等）對邊觀測邊長一般在200～500米，丘陵地區(qū)、山地最長為1000米。豎角一般不超過10度。觀測邊長在200米以內測2測回，200～700米測4測回，700～1000米測6測回。觀測限差各測回垂直角和指標差不超過5秒，距離不超過3毫米。測段往返測高差不符值不超出

毫米，雙棱鏡觀測時按高低棱鏡觀測值分別計算高差，不符值不超出

毫米，并在測站上要檢核高低棱鏡觀測高差之差。觀測經(jīng)驗在有太陽的中午前、后一段時間，望遠鏡成象受大氣湍流影響而跳動，嚴重影響觀測高度角的精度。最好不要觀測或者是縮短觀測邊長。精密三角高程測量，觀測時間的選擇取決于成像是否穩(wěn)定。但在日出、日落時，大氣垂

直折光系數(shù)變化較大，不宜進行長邊觀測。觀測經(jīng)驗自動照準觀測，視場內不能有草、樹葉、電線在棱鏡前。視線不能通過煙火上空，不能穿過飄動的霧團。對向觀測時，如一站觀測時間過長，應重測對向觀測。測段起、末水準點上，對中桿要放穩(wěn)。全站儀要架穩(wěn)。選擇好測站位置。電子記錄打開項目測段記錄觀

測重新通過查看觀測創(chuàng)建項目高低棱鏡電子記錄創(chuàng)建項目：（1800條記錄）項目名、選等級（二等,三等）、觀測員

測段記錄：測段號、起點名、末點名選線路方向（往測,返測,單程高低棱鏡）電子記錄觀

測：重新通過：選擇（起點觀測，對邊觀測，末點觀測）選擇觀測目標（前、后、高、低棱鏡）（顯示：觀測通過、斜距、平距、高度角、高差）查看觀測：（測段號）（顯示：斜距，平距，高度角，高差）

高低棱鏡：（本高低差，對高低差）生產(chǎn)成果武廣鐵路客運專線從長沙南到韶關，主要采用三角高程測量代替二等水準測量，測量線路的長度超過400公里，所經(jīng)過的地區(qū)是丘陵和山區(qū)，多處跨越江河，測量條件較復雜。這種情況下，測量成果能達到二等水準測量精度。經(jīng)施工單位二等水準測量復測，符合要求。按較差統(tǒng)計計算的每公里測量的全