全站儀三角高程測(cè)量精度分析

1、遼寧工程技術(shù)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢 業(yè) 論 文（設(shè)計(jì)）題目： 全站儀三角高程測(cè)量精度分析 層 次 專 業(yè) 測(cè)繪工程 函授站點(diǎn) 霍林河函授站 班 級(jí) 2011級(jí) 姓 名 指導(dǎo)教師 2012 年 10月 18 日 全站儀三角高程測(cè)量精度分析 內(nèi)容摘要 全站儀三角高程測(cè)量具有效率高，實(shí)施靈活等優(yōu)點(diǎn)。全站儀三角高程測(cè)量可以代替水準(zhǔn)測(cè)量進(jìn)行高程控制，主要有對(duì)向觀測(cè)法和中間觀測(cè)法。在這兩種方法中，前者將大氣折光系數(shù)作為常數(shù)考慮，認(rèn)為各個(gè)方向的折光系數(shù)相同，這與實(shí)際的情況有出入。而中間觀測(cè)法則將大氣折光系數(shù)作為變量處理，并加以改正。經(jīng)研究并通過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證，在觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行修正的條件下，全站儀三角高程測(cè)量完全能達(dá)到三

2、、四等水準(zhǔn)測(cè)量的精度要求，同時(shí)可借助Excel強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，使觀測(cè)數(shù)據(jù)的處理更為方便快捷1。文章根據(jù)三角高程測(cè)量原理及誤差傳播定律，對(duì)全站儀三角高程測(cè)量在測(cè)量中的應(yīng)用及精度進(jìn)行了探討。對(duì)三角高程測(cè)量的不同方法進(jìn)行了對(duì)比、分析總結(jié)。通過(guò)試驗(yàn)，對(duì)全站儀水準(zhǔn)法三角高程測(cè)量進(jìn)行了精度分析。關(guān)鍵詞 全站儀；三角高程測(cè)量；精度分析目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc339030876 第一章 全站儀 PAGEREF _Toc339030876 h 1 HYPERLINK l _Toc339030877 全站儀的介紹 PAGEREF _Toc339030877 h

3、1 HYPERLINK l _Toc339030878 全站儀的工作原理 PAGEREF _Toc339030878 h 1 HYPERLINK l _Toc339030879 全站儀的發(fā)展和簡(jiǎn)史 PAGEREF _Toc339030879 h 1 HYPERLINK l _Toc339030880 全站儀的分類 PAGEREF _Toc339030880 h 1 HYPERLINK l _Toc339030881 全站儀的結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc339030881 h 2 HYPERLINK l _Toc339030882 全站儀的主要特點(diǎn) PAGEREF _Toc339030882

4、h 3 HYPERLINK l _Toc339030883 全站儀操作注意事項(xiàng) PAGEREF _Toc339030883 h 4 HYPERLINK l _Toc339030884 全站儀的主要功能 PAGEREF _Toc339030884 h 5 HYPERLINK l _Toc339030885 水平角測(cè)量 PAGEREF _Toc339030885 h 5 HYPERLINK l _Toc339030886 距離測(cè)量 PAGEREF _Toc339030886 h 5 HYPERLINK l _Toc339030887 坐標(biāo)測(cè)量 PAGEREF _Toc339030887 h 5 H

5、YPERLINK l _Toc339030888 全站儀的數(shù)據(jù)通訊 PAGEREF _Toc339030888 h 5 HYPERLINK l _Toc339030889 全站儀的檢驗(yàn) PAGEREF _Toc339030889 h 6 HYPERLINK l _Toc339030890 全站儀整平以及氣泡校正 PAGEREF _Toc339030890 h 6 HYPERLINK l _Toc339030891 垂直度盤安裝過(guò)程中的誤差分析及其校正 PAGEREF _Toc339030891 h 6 HYPERLINK l _Toc339030892 檢驗(yàn) PAGEREF _Toc33903

6、0892 h 7 HYPERLINK l _Toc339030893 第二章 全站儀三角高程測(cè)量的原理 PAGEREF _Toc339030893 h 8 HYPERLINK l _Toc339030894 三角高程測(cè)量定義 PAGEREF _Toc339030894 h 8 HYPERLINK l _Toc339030895 三角高程測(cè)量基本原理 PAGEREF _Toc339030895 h 8 HYPERLINK l _Toc339030896 全站儀三角高程測(cè)量的技術(shù)指標(biāo) PAGEREF _Toc339030896 h 8 HYPERLINK l _Toc339030897 第三章 全

7、站儀三角高程測(cè)量方法 PAGEREF _Toc339030897 h 10 HYPERLINK l _Toc339030898 三角高程測(cè)量的傳統(tǒng)方法 PAGEREF _Toc339030898 h 10 HYPERLINK l _Toc339030899 單向精密三角高程測(cè)量方法 PAGEREF _Toc339030899 h 11 HYPERLINK l _Toc339030900 全站儀對(duì)邊測(cè)量三角高程測(cè)量法 PAGEREF _Toc339030900 h 11 HYPERLINK l _Toc339030901 全站儀水準(zhǔn)法三角高程測(cè)量 PAGEREF _Toc339030901 h

8、13 HYPERLINK l _Toc339030902 對(duì)向觀測(cè)法 PAGEREF _Toc339030902 h 13 HYPERLINK l _Toc339030903 3.6中間觀測(cè)法 PAGEREF _Toc339030903 h 15 HYPERLINK l _Toc339030904 第四章 全站儀三角高程測(cè)量精度分析 PAGEREF _Toc339030904 h 17 HYPERLINK l _Toc339030905 全站儀三角高程測(cè)量精度分析 PAGEREF _Toc339030905 h 17 HYPERLINK l _Toc339030906 大氣對(duì)光電測(cè)距精度的影響

9、 PAGEREF _Toc339030906 h 17 HYPERLINK l _Toc339030907 削減大氣對(duì)測(cè)距精度影響的途徑 PAGEREF _Toc339030907 h 18 HYPERLINK l _Toc339030908 光電測(cè)距的最佳觀測(cè)時(shí)間 PAGEREF _Toc339030908 h 18 HYPERLINK l _Toc339030909 根據(jù)大氣模型進(jìn)行修正 PAGEREF _Toc339030909 h 18 HYPERLINK l _Toc339030910 不同觀測(cè)方法誤差的共同點(diǎn) PAGEREF _Toc339030910 h 18 HYPERLINK

10、 l _Toc339030911 提高全站儀三角高程測(cè)量精度的措施 PAGEREF _Toc339030911 h 19 HYPERLINK l _Toc339030912 第五章 全站儀三角高程測(cè)量的應(yīng)用實(shí)例 PAGEREF _Toc339030912 h 20 HYPERLINK l _Toc339030913 工程概況 PAGEREF _Toc339030913 h 20 HYPERLINK l _Toc339030914 準(zhǔn)備工作 PAGEREF _Toc339030914 h 20 HYPERLINK l _Toc339030915 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量及注意事項(xiàng) PAGEREF _Toc339

11、030915 h 21 HYPERLINK l _Toc339030916 內(nèi)業(yè)整理計(jì)算分析 PAGEREF _Toc339030916 h 21 HYPERLINK l _Toc339030917 求K值 PAGEREF _Toc339030917 h 21 HYPERLINK l _Toc339030918 技術(shù)小結(jié) PAGEREF _Toc339030918 h 22 HYPERLINK l _Toc339030919 對(duì)三角高程的誤差、精度進(jìn)行分析 PAGEREF _Toc339030919 h 22 HYPERLINK l _Toc339030920 做好測(cè)量前準(zhǔn)備工作 PAGERE

12、F _Toc339030920 h 22 HYPERLINK l _Toc339030921 工程總結(jié) PAGEREF _Toc339030921 h 22 HYPERLINK l _Toc339030922 第六章 結(jié)語(yǔ) PAGEREF _Toc339030922 h 23第一章 全站儀全站儀，即全站型電子速測(cè)儀（Electronic Total Station）。是一種集光、機(jī)、電為一體的高技術(shù)測(cè)量?jī)x器，是集水平角、垂直角、距離（斜距、平距）、高差測(cè)量功能于一體的測(cè)繪儀器系統(tǒng)。因其一次安置儀器就可完成該測(cè)站上全部測(cè)量工作，所以稱之為全站儀。全站儀的工作原理全站儀是一種集光、機(jī)、電為一體的新

13、型測(cè)角儀器，與光學(xué)經(jīng)緯儀比較電子經(jīng)緯儀將光學(xué)度盤換為光電掃描度盤，將人工光學(xué)測(cè)微讀數(shù)代之以自動(dòng)記錄和顯示讀數(shù)，使測(cè)角操作簡(jiǎn)單化，且可避免讀數(shù)誤差的產(chǎn)生。電子經(jīng)緯儀的自動(dòng)記錄、儲(chǔ)存、計(jì)算功能，以及數(shù)據(jù)通訊功能，進(jìn)一步提高了測(cè)量作業(yè)的自動(dòng)化程度。 全站儀的發(fā)展和簡(jiǎn)史全站儀的發(fā)展經(jīng)歷了從組合式即光電測(cè)距儀與光學(xué)經(jīng)緯儀組合，或光電測(cè)距儀與電子經(jīng)緯儀組合，到整體式即將光電測(cè)距儀的光波發(fā)射接收系統(tǒng)的光軸和經(jīng)緯儀的視準(zhǔn)軸組合為同軸的整體式全站儀等幾個(gè)階段。隨著電子測(cè)距技術(shù)的出現(xiàn)，大大地推動(dòng)了速測(cè)儀的發(fā)展。用電磁波測(cè)距儀代替光學(xué)視距經(jīng)緯儀，使得測(cè)程更大、測(cè)量時(shí)間更短、精度更高。人們將距離由電磁波測(cè)距儀測(cè)定的速

14、測(cè)儀籠統(tǒng)地稱之為“電子速測(cè)儀”（Electronic Tachymeter）。 全站型電子速測(cè)儀則是由電子測(cè)角、電子測(cè)距、電子計(jì)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元等組成的三維坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)，測(cè)量結(jié)果能自動(dòng)顯示，并能與外圍設(shè)備交換信息的多功能測(cè)量?jī)x器。由于全站型電子速測(cè)儀較完善地實(shí)現(xiàn)了測(cè)量和處理過(guò)程的電子化和一體化，所以人們也通常稱之為全站型電子速測(cè)儀或簡(jiǎn)稱全站儀。全站儀的分類全站儀采用了光電掃描測(cè)角系統(tǒng)，其類型主要有：編碼盤測(cè)角系統(tǒng)、光柵盤測(cè)角系統(tǒng)及動(dòng)態(tài)（光柵盤）測(cè)角系統(tǒng)等三種。全站儀按其外觀結(jié)構(gòu)可分為兩類： （1）積木型（Modular，又稱組合型） 早期的全站儀，大都是積木型結(jié)構(gòu)，即電子速測(cè)儀、電子經(jīng)緯儀、電

15、子記錄器各是一個(gè)整體，可以分離使用，也可以通過(guò)電纜或接口把它們組合起來(lái)，形成完整的全站儀。 （2）整體性（Integral） 隨著電子測(cè)距儀進(jìn)一步的輕巧化，現(xiàn)代的全站儀大都把測(cè)距，測(cè)角和記錄單元在光學(xué)、機(jī)械等方面設(shè)計(jì)成一個(gè)不可分割的整體，其中測(cè)距儀的發(fā)射軸、接收軸和望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸為同軸結(jié)構(gòu)。全站儀按測(cè)量功能分類，可分成四類： （1）經(jīng)典型全站儀（Classical total station） 經(jīng)典型全站儀也稱為常規(guī)全站儀，它具備全站儀電子測(cè)角、電子測(cè)距和數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄等基本功能，有的還可以運(yùn)行廠家或用戶自主開(kāi)發(fā)的機(jī)載測(cè)量程序。 （2）機(jī)動(dòng)型全站儀（Motorized total station）

16、 在經(jīng)典全站儀的基礎(chǔ)上安裝軸系步進(jìn)電機(jī)，可自動(dòng)驅(qū)動(dòng)全站儀照準(zhǔn)部和望遠(yuǎn)鏡的旋轉(zhuǎn)。在計(jì)算機(jī)的在線控制下，機(jī)動(dòng)型系列全站儀可按計(jì)算機(jī)給定的方向值自動(dòng)照準(zhǔn)目標(biāo)，并可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)正、倒鏡測(cè)量。 （3）無(wú)合作目標(biāo)性全站儀（Reflector less total station） 無(wú)合作目標(biāo)型全站儀是指在無(wú)反射棱鏡的條件下，可對(duì)一般的目標(biāo)直接測(cè)距的全站儀。因此，對(duì)不便安置反射棱鏡的目標(biāo)進(jìn)行測(cè)量，無(wú)合作目標(biāo)型全站儀具有明顯優(yōu)勢(shì)。 （4）智能型全站儀（Robotic total station） 在機(jī)動(dòng)化全站儀的基礎(chǔ)上，儀器安裝自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別與照準(zhǔn)的新功能，因此在自動(dòng)化的進(jìn)程中，全站儀進(jìn)一步克服了需要人工照準(zhǔn)目標(biāo)的

17、重大缺陷，實(shí)現(xiàn)了全站儀的智能化。全站儀的結(jié)構(gòu)全站儀幾乎可以用在所有的測(cè)量領(lǐng)域。電子全站儀由電源部分、測(cè)角系統(tǒng)、測(cè)距系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理部分、通訊接口、及顯示屏、鍵盤等組成。（1）同軸望遠(yuǎn)鏡全站儀的望遠(yuǎn)鏡實(shí)現(xiàn)了視準(zhǔn)軸、測(cè)距光波的發(fā)射、接收光軸同軸化。同軸化的基本原理是：在望遠(yuǎn)物鏡與調(diào)焦透鏡間設(shè)置分光棱鏡系統(tǒng)，通過(guò)該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)望遠(yuǎn)鏡的多功能，即既可瞄準(zhǔn)目標(biāo)，使之成像于十字絲分劃板，進(jìn)行角度測(cè)量。同時(shí)其測(cè)距部分的外光路系統(tǒng)又能使測(cè)距部分的光敏二極管發(fā)射的調(diào)制紅外光在經(jīng)物鏡射向反光棱鏡后，經(jīng)同一路徑反射回來(lái)，再經(jīng)分光棱鏡作用使回光被光電二極管接收；為測(cè)距需要在儀器內(nèi)部另設(shè)一內(nèi)光路系統(tǒng)，通過(guò)分光棱鏡系統(tǒng)中的光導(dǎo)

18、纖維將由光敏二極管發(fā)射的調(diào)制紅外光傳送給光電二極管接收，進(jìn)行而由內(nèi)、外光路調(diào)制光的相位差間接計(jì)算光的傳播時(shí)間，計(jì)算實(shí)測(cè)距離。 （2）雙軸自動(dòng)補(bǔ)償雙軸自動(dòng)補(bǔ)償?shù)乃捎玫臉?gòu)造（現(xiàn)有水平，包括Top-con，Trimble）：使用一水泡（該水泡不是從外部可以看到的，與檢驗(yàn)校正中所描述的不是一個(gè)水泡）來(lái)標(biāo)定絕對(duì)水平面，該水泡是中間填充液體，兩端是氣體。在水泡的上部?jī)蓚?cè)各放置一發(fā)光二極管，而在水泡的下部?jī)蓚?cè)各放置一光電管，用一接收發(fā)光二極管透過(guò)水泡發(fā)出的光。而后，通過(guò)運(yùn)算電路比較兩二極管獲得的光的強(qiáng)度。當(dāng)在初始位置，即絕對(duì)水平時(shí)，將運(yùn)算值置零。當(dāng)作業(yè)中全站儀器傾斜時(shí)，運(yùn)算電路實(shí)時(shí)計(jì)算出光強(qiáng)的差值，從而換

19、算成傾斜的位移，將此信息傳達(dá)給控制系統(tǒng)，以決定自動(dòng)補(bǔ)償?shù)闹?。自?dòng)補(bǔ)償?shù)姆绞匠跤晌⑻幚砥饔?jì)算后修正輸出，從而使軸時(shí)刻保證絕對(duì)水平。 （3）鍵盤鍵盤是全站儀在測(cè)量時(shí)輸入操作指令或數(shù)據(jù)的硬件，全站型儀器的鍵盤和顯示屏均為雙面式，便于正、倒鏡作業(yè)時(shí)操作。 （4）存儲(chǔ)器全站儀存儲(chǔ)器的作用是將實(shí)時(shí)采集的測(cè)量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來(lái)，再根據(jù)需要傳送到其它設(shè)備如計(jì)算機(jī)等中，供進(jìn)一步的處理或利用，全站儀的存儲(chǔ)器有內(nèi)存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)卡兩種。 （5）通訊接口全站儀可以通過(guò)RS-232C通訊接口和通訊電纜將內(nèi)存中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，或?qū)⒂?jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)和信息經(jīng)通訊電纜傳輸給全站儀，實(shí)現(xiàn)雙向信息傳輸。全站儀的主要特點(diǎn)全站儀的主要特點(diǎn)如

20、下：（1）電腦操作系統(tǒng)：全站儀具有像通常PC級(jí)一樣的DOS操作系統(tǒng)。（2）大屏幕顯示：可顯示數(shù)字、文字、圖像，也可顯示電子氣泡居中情況，以提高儀器安置的速度與精度，并采用人機(jī)對(duì)話式控制面板。（3）大容量?jī)?nèi)存：一般內(nèi)存在1M以上，其中主內(nèi)存有640K，數(shù)據(jù)內(nèi)存320K，程序內(nèi)存512K，擴(kuò)展內(nèi)存512K。（4）采用國(guó)際計(jì)算機(jī)通用磁卡：所有測(cè)量信息都以文件形式記入磁卡或電子記錄簿，磁卡優(yōu)先采用無(wú)觸點(diǎn)感應(yīng)式，可以長(zhǎng)期保留數(shù)據(jù)。（5）自動(dòng)補(bǔ)償功能：補(bǔ)償器裝有雙軸傾斜傳感器，能直接檢測(cè)出儀器的垂直軸，在視準(zhǔn)軸方向和橫軸方向上的傾斜量，經(jīng)儀器處理計(jì)算出改正值并對(duì)垂直方向和水平方向值加以改正，提高測(cè)角精度。

21、（6）測(cè)距時(shí)間短，耗電量低。全站儀操作注意事項(xiàng)（1）理解概念。（2）了解測(cè)量原理：全站儀的測(cè)量原理包括電子經(jīng)緯儀測(cè)角、光電測(cè)距儀測(cè)距、電子補(bǔ)償器自動(dòng)補(bǔ)償改正、電子計(jì)算機(jī)自動(dòng)數(shù)據(jù)處理等。（3）明確測(cè)量功能：全站儀是一個(gè)由測(cè)距儀、電子經(jīng)緯儀、電子補(bǔ)償器、微處理機(jī)組合的整體，測(cè)量功能可分為基本測(cè)量功能和程序測(cè)量功能。（4）熟悉操作步驟：由于全站儀完全是按人們預(yù)置的作業(yè)程序、功能和參數(shù)設(shè)置進(jìn)行工作的，所以必須按正確的操作步驟觀測(cè)，才能得到正確的觀測(cè)成果。（5）觀測(cè)前的準(zhǔn)備工作安裝電池、對(duì)中整平、開(kāi)機(jī)。零設(shè)置：水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)儀器一周設(shè)置水平度盤零位、垂直方向轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡一周設(shè)置垂直度盤零位。選擇儀器功能：開(kāi)

22、機(jī)為基本測(cè)量功能，根據(jù)測(cè)量?jī)?nèi)容選擇儀器程序測(cè)量功能。（6）外業(yè)觀測(cè)步驟瞄準(zhǔn)：準(zhǔn)確瞄準(zhǔn)目標(biāo)棱鏡中心。觀測(cè)：按儀器功能的操作程序觀測(cè)。記錄：記錄或存儲(chǔ)觀測(cè)數(shù)據(jù)。（7）觀測(cè)結(jié)束應(yīng)檢查記錄，無(wú)誤后方可關(guān)機(jī)、遷站。（8）合理設(shè)置儀器參數(shù)：儀器的各項(xiàng)改正是按設(shè)置的儀器參數(shù)，經(jīng)微處理器對(duì)原始觀測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算并改正后，顯示觀測(cè)數(shù)據(jù)和計(jì)算數(shù)據(jù)的。只有合理設(shè)置儀器參數(shù)，才能得到高精度的觀測(cè)成果。（9）正確選擇測(cè)量模式：全站儀的測(cè)量模式很多，不同型號(hào)的儀器大同小異。所有測(cè)量模式按相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型程序預(yù)置在儀器微處理器內(nèi)，使用時(shí)必須按規(guī)定操作程序進(jìn)行，否則會(huì)導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯(cuò)誤。全站儀具有角度測(cè)量、距離（斜距、平距、高差）

23、測(cè)量、三維坐標(biāo)測(cè)量、導(dǎo)線測(cè)量、交會(huì)定點(diǎn)測(cè)量和放樣測(cè)量等多種用途。內(nèi)置專用軟件后，功能還可進(jìn)一步拓展。 全站儀的基本操作與使用方法 ： 水平角測(cè)量（1）按角度測(cè)量鍵，使全站儀處于角度測(cè)量模式，照準(zhǔn)第一個(gè)目標(biāo)A。 （2）設(shè)置A方向的水平度盤讀數(shù)為。 （3）照準(zhǔn)第二個(gè)目標(biāo)B，此時(shí)顯示的水平度盤讀數(shù)即為兩方向間的水平夾角。 距離測(cè)量 （1）設(shè)置棱鏡常數(shù)。測(cè)距前須將棱鏡常數(shù)輸入儀器中，儀器會(huì)自動(dòng)對(duì)所測(cè)距離進(jìn)行改正。 （2）設(shè)置大氣改正值或氣溫、氣壓值。 光在大氣中的傳播速度會(huì)隨大氣的溫度和氣壓而變化，15和760mmHg是儀器設(shè)置的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值，此時(shí)的大氣改正為0ppm。實(shí)測(cè)時(shí)，可輸入溫度和氣壓值，全站儀

24、會(huì)自動(dòng)計(jì)算大氣改正值（也可直接輸入大氣改正值），并對(duì)測(cè)距結(jié)果進(jìn)行改正。 （3）量?jī)x器高、棱鏡高并輸入全站儀。（4）距離測(cè)量。照準(zhǔn)目標(biāo)棱鏡中心，按測(cè)距鍵，距離測(cè)量開(kāi)始，測(cè)距完成時(shí)顯示斜距、平距、高差。 坐標(biāo)測(cè)量（1）設(shè)定測(cè)站點(diǎn)的三維坐標(biāo)。 （2）設(shè)定后視點(diǎn)的坐標(biāo)或設(shè)定后視方向的水平度盤讀數(shù)為其方位角。當(dāng)設(shè)定后視點(diǎn)的坐標(biāo)時(shí)，全站儀會(huì)自動(dòng)計(jì)算后視方向的方位角，并設(shè)定后視方向的水平度盤讀數(shù)為其方位角。 （3）設(shè)置棱鏡常數(shù)。 （4）設(shè)置大氣改正值或氣溫、氣壓值。 （5）量?jī)x器高、棱鏡高并輸入全站儀。 （6）照準(zhǔn)目標(biāo)棱鏡，按坐標(biāo)測(cè)量鍵，全站儀開(kāi)始測(cè)距并計(jì)算顯示測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)。 全站儀的數(shù)據(jù)通訊全站儀的數(shù)據(jù)

25、通訊是指全站儀與電子計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行的雙向數(shù)據(jù)交換。全站儀與計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)通訊的方式主要有兩種，一種是利用全站儀配置的PCMCIA卡進(jìn)行數(shù)字通訊，特點(diǎn)是通用性強(qiáng)，各種電子產(chǎn)品間均可互換使用；另一種是利用全站儀的通訊接口，通過(guò)電纜進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。 全站儀整平以及氣泡校正正確調(diào)平儀器的方法： (1）架設(shè)：將儀器架設(shè)到穩(wěn)固的三腳架上，旋緊中心螺旋。（2）粗平：看圓氣泡（精度相對(duì)較低，一般為1分），分別旋轉(zhuǎn)儀器的3個(gè)腳螺旋將儀器大致整平。(3）精平：使儀器照準(zhǔn)部上的管狀水準(zhǔn)器（或者稱長(zhǎng)氣泡管）平行于任意一對(duì)腳螺旋，旋轉(zhuǎn)兩腳螺旋使氣泡居中；然后，將照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)90，旋轉(zhuǎn)另外一個(gè)腳螺旋使長(zhǎng)氣泡管氣泡居中。 (

26、4）檢驗(yàn)：將儀器照準(zhǔn)部再旋轉(zhuǎn)90，若長(zhǎng)氣泡管氣泡仍居中，表示已經(jīng)整平；若有偏差，請(qǐng)重復(fù)步驟（3）。正常情況下重復(fù)12次就會(huì)好了。 氣泡是否有問(wèn)題的檢驗(yàn)： (1）架設(shè)：將儀器架設(shè)到穩(wěn)固的三腳架上，旋緊中心螺旋。 (2）粗平：看圓氣泡（精度相對(duì)較低，一般為1分），分別旋轉(zhuǎn)儀器的3個(gè)腳螺旋將儀器大致整平。 (3）精平同時(shí)進(jìn)行檢驗(yàn)：使儀器照準(zhǔn)部上的管狀水準(zhǔn)器平行于任意一對(duì)腳螺旋，旋轉(zhuǎn)兩腳螺旋使氣泡居中；然后將照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)180，此時(shí)若氣泡仍然居中，則管狀水準(zhǔn)器軸垂直于豎軸。如氣泡不居中，就需要校正。 校正方法： （1）按照檢驗(yàn)的步驟進(jìn)行到第（3）步，確定偏差量即氣泡偏離中間的差量。 （2）用改針調(diào)整長(zhǎng)氣

27、泡管的校正螺釘，使氣泡返回偏差量的1/4。若前面的差量無(wú)法精確知道，這里可大概改正；然后重復(fù)檢驗(yàn)步驟的第（3）步驟。 （3）重復(fù)前面步驟，一般重復(fù)12次即可調(diào)好。調(diào)好后，再按照整平步驟進(jìn)行儀器整平。 垂直度盤安裝過(guò)程中的誤差分析及其校正垂直度盤由主光柵、指示光柵、指示光柵座、軸和軸套組成，在垂直度盤安裝過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生豎盤指標(biāo)差和水平軸傾斜誤差。豎盤指標(biāo)差是由于固定指示光柵安裝不正確引起的，是指當(dāng)視準(zhǔn)軸水平時(shí)，垂直度盤讀數(shù)不為90度。校正分為兩種：一種是機(jī)械校正，一種是通過(guò)軟件校正。機(jī)械校正，松開(kāi)指示光柵座與支架連接的4個(gè)螺釘，旋轉(zhuǎn)調(diào)整指示光柵座，再次進(jìn)行盤左盤右測(cè)量計(jì)算指標(biāo)差，直到滿足需要為止。

28、軟件校正：?jiǎn)?dòng)儀器的指標(biāo)差校正程序，按顯示屏提示，盤左、盤右照準(zhǔn)平行光管，提取指標(biāo)差差值并存儲(chǔ)，經(jīng)上述校正后，儀器顯示的角度為校正指標(biāo)差后的值，即指標(biāo)處于正確安裝位置時(shí)的值。水平軸傾斜誤差是由于支撐水平軸二支架的高度不等高造成的，當(dāng)水平軸傾斜誤差過(guò)大時(shí)，可通過(guò)調(diào)整垂直度盤上的指示光柵座同支架的相對(duì)位置來(lái)校正，也可根據(jù)軟件進(jìn)行補(bǔ)償。檢驗(yàn)（1）照準(zhǔn)部水準(zhǔn)軸應(yīng)垂直于豎軸的檢驗(yàn)和校正。檢驗(yàn)時(shí)先將儀器大致整平，轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部使其水準(zhǔn)管與任意兩個(gè)腳螺旋的連線平行，調(diào)整腳螺旋使氣泡居中，然后將照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)180度，若氣泡仍然居中則說(shuō)明條件滿足，否則應(yīng)進(jìn)行校正。 （2）十字絲豎絲應(yīng)垂直于橫軸的檢驗(yàn)和校正。 檢驗(yàn)時(shí)用

29、十字絲豎絲瞄準(zhǔn)一清晰小點(diǎn)，使望遠(yuǎn)鏡繞橫軸上下轉(zhuǎn)動(dòng)，如果小點(diǎn)始終在豎絲上移動(dòng)則條件滿足，否則需要進(jìn)行校正。 （3）視準(zhǔn)軸應(yīng)垂直于橫軸的檢驗(yàn)和校正。選擇一水平位置的目標(biāo)，盤左盤右觀測(cè)之，取它們的讀數(shù)（顧及常數(shù)180度）即得兩倍的c（）。 （4）橫軸應(yīng)垂直于豎軸的檢驗(yàn)和校正。選擇較高墻壁近處安置儀器。以盤左位置瞄準(zhǔn)墻壁高處一點(diǎn)p（仰角最好大于30度），放平望遠(yuǎn)鏡在墻上定出一點(diǎn)。倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，盤右再瞄準(zhǔn)p點(diǎn)，又放平望遠(yuǎn)鏡在墻上定出另一點(diǎn)。如果與重合，則條件滿足，否則需要校正。第二章 全站儀三角高程測(cè)量的原理三角高程測(cè)量（trigonometric leveling），通過(guò)觀測(cè)兩點(diǎn)間的水平距離和天頂距（或

30、高度角）求定兩點(diǎn)間高差的方法。它觀測(cè)方法簡(jiǎn)單，不受地形條件限制，是測(cè)定大地控制點(diǎn)高程的基本方法2。隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，測(cè)量設(shè)備也不斷換代更新。全站儀現(xiàn)已普遍用于控制測(cè)量、地形測(cè)量及工程測(cè)量中，并以其簡(jiǎn)捷的測(cè)量手段，高速的電腦計(jì)算和精確的邊長(zhǎng)測(cè)量，被廣大測(cè)繪人員所鐘愛(ài)。三角高程測(cè)量的基本原理如圖2.1，A、B為地面上兩點(diǎn)，自A點(diǎn)觀測(cè)B點(diǎn)的豎直角為，S為兩點(diǎn)間水平距離，i為A點(diǎn)儀器高，i為B點(diǎn)覘標(biāo)高，則A、B兩點(diǎn)間高差為，上式是假設(shè)地球表面為一平面，觀測(cè)視線為直線條件推導(dǎo)出來(lái)的。在大地測(cè)量中，因邊長(zhǎng)較長(zhǎng)，必須顧及地球彎曲差和大氣垂直折光的影響。為了提高三角高程測(cè)量的精度，通常采取對(duì)向觀測(cè)豎直角

31、，推求兩點(diǎn)間高差，以減弱大氣垂直折光的影響。3.。等級(jí)儀器測(cè)回?cái)?shù)指標(biāo)差較差()豎直角較差()對(duì)向觀測(cè)高差較差(mm)附合或環(huán)形閉合差（mm）三絲法中絲法四等3五等12傳統(tǒng)的幾何水準(zhǔn)測(cè)量在坡度較大的地區(qū)難以實(shí)施，由于測(cè)站太多，精度很難保證。利用三角高程測(cè)量時(shí)，由于大氣折光誤差、垂直角觀測(cè)誤差以及丈量?jī)x器儀器高和目標(biāo)高的誤差影像，精度很難有顯著的提高。理論和實(shí)踐表明，當(dāng)距離小于400m時(shí)，大氣折光的影像不是主要的。因此只要采取一定的觀測(cè)措施，達(dá)到毫米級(jí)的精度是可能的。第三章 全站儀三角高程測(cè)量方法三角高程測(cè)量的傳統(tǒng)方法傳統(tǒng)的測(cè)量方法是水準(zhǔn)測(cè)量、三角高程測(cè)量。兩種方法雖然各有特色，但都存在著不足。水

32、準(zhǔn)測(cè)量是一種直接測(cè)高法，測(cè)定高差的精度是較高的，但水準(zhǔn)測(cè)量受地形起伏的限制，外業(yè)工作量大，施測(cè)速度較慢。三角高程測(cè)量是一種間接測(cè)高法，它不受地形起伏的限制，且施測(cè)速度較快。在大比例地形圖測(cè)繪、線型工程、管網(wǎng)工程等工程測(cè)量中廣泛應(yīng)用。但精度較低，且每次測(cè)量都得量取儀器高，棱鏡高。麻煩而且增加了誤差來(lái)源4。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期摸索，總結(jié)出一種新的方法進(jìn)行三角高程測(cè)量。這種方法既結(jié)合了水準(zhǔn)測(cè)量的任一置站的特點(diǎn)，又減少了三角高程的誤差來(lái)源，同時(shí)每次測(cè)量時(shí)還不必量取儀器高、棱鏡高。使三角高程測(cè)量精度進(jìn)一步提高，施測(cè)速度更快。如圖3.1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，只要知道A點(diǎn)對(duì)B點(diǎn)的高差即可由

33、得到B點(diǎn)的高程H。此主題相關(guān)圖片如下：圖中：D為A、B兩點(diǎn)間的水平距離，為在A點(diǎn)觀測(cè)B點(diǎn)時(shí)的垂直角，i為測(cè)站點(diǎn)的儀器高，t為棱鏡高，H為A點(diǎn)高程，H為B點(diǎn)高程。V為全站儀望遠(yuǎn)鏡和棱鏡之間的高差（）。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，也不考慮大氣折光的影響。為了確定高差H，可在A點(diǎn)架設(shè)全站儀，在B點(diǎn)豎立跟蹤桿，觀測(cè)垂直角，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。故。這就是三角高程測(cè)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。

34、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(cè)量方法的一般原理進(jìn)行闡述。我們從傳統(tǒng)的三角高程測(cè)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)在已知高程點(diǎn)上。（2）要測(cè)出待測(cè)點(diǎn)的高程，必須量取儀器高和棱鏡高。傳統(tǒng)三角高程測(cè)量是以水平面為基準(zhǔn)面和照準(zhǔn)光線沿直線傳播為前提的。因此，只有當(dāng)A，B兩點(diǎn)相距較遠(yuǎn)時(shí)，則必須考慮地球彎曲和大氣折光的影響。通常把地球彎曲和大氣折光對(duì)高差的影響分別叫做“球差”和“氣差”，簡(jiǎn)稱兩差。兩差的綜合改正叫“兩差改正”?？紤]“兩差改正”的單向三角高程測(cè)量公式為： (式3.1)式中：D光電測(cè)距儀顯示的水平距離；為豎直角度；i為儀器高；v為覘標(biāo)高；k為大氣折

35、光系數(shù)；R為地球半徑(6371Km)。全站儀“對(duì)邊測(cè)量”三角高程測(cè)量法，即利用全站儀自身自帶“對(duì)邊測(cè)量”功能，即在不搬動(dòng)儀器的情況下，直接測(cè)量多個(gè)目標(biāo)點(diǎn)與某一起始點(diǎn)間的斜距、平距和高差。以索佳510型全站儀為例，S為斜距，H為平距，V為目標(biāo)點(diǎn)與起始點(diǎn)間的高差，如圖3.3所示，操作如下。(1)照準(zhǔn)起始點(diǎn)，在測(cè)量模式菜單下按測(cè)量開(kāi)始測(cè)量，待顯示出測(cè)量值后按停停止測(cè)量，或在對(duì)邊功能鍵下按觀測(cè)。(2)照準(zhǔn)目標(biāo)點(diǎn)，在對(duì)邊功能鍵下按對(duì)邊對(duì)目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。(3)照準(zhǔn)下一目標(biāo)點(diǎn)并按對(duì)邊對(duì)目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。用同樣的方法測(cè)量各目標(biāo)點(diǎn)與起始點(diǎn)間的斜距、平距和高差。按S可顯示出目標(biāo)點(diǎn)與起始點(diǎn)間的坡度。照準(zhǔn)起始點(diǎn)后按觀測(cè)

36、可對(duì)起始點(diǎn)重新進(jìn)行測(cè)量。最后測(cè)量的目標(biāo)點(diǎn)可被設(shè)置為后面測(cè)量的起始點(diǎn)。在對(duì)某一目標(biāo)點(diǎn)測(cè)量結(jié)束后按起點(diǎn)再按YES。該目標(biāo)點(diǎn)就成為后面測(cè)量的起始點(diǎn)。此時(shí)屏幕顯示測(cè)站點(diǎn)至當(dāng)前瞄準(zhǔn)點(diǎn)間的距離等信息。因不考慮本身儀器高，故具體公式為： （式3.2）根據(jù)上述公式，若每次在兩相鄰水準(zhǔn)點(diǎn)上放置的覘標(biāo)高相等，即，上式則可表示為： （式3.3）此情況可不量取儀器高和覘標(biāo)高，消除了覘標(biāo)高量取誤差，加快了施測(cè)的速度。即在實(shí)際施工過(guò)程中，把全站儀當(dāng)作用來(lái)轉(zhuǎn)遞高差的“特殊水準(zhǔn)儀”使用。K值隨氣溫、氣壓、濕度和空氣密度等的不同而變化，并隨地區(qū)、季節(jié)、氣候、地形條件、地面植被和地面高度等的不同而變化。為了更好的消除地球彎曲和大

37、氣折光的影響，常采用對(duì)向觀測(cè)的方法，即分別在需求高差的兩水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行相向觀測(cè)平距、豎直角，并分別量取儀器高、覘標(biāo)高。在對(duì)向觀測(cè)法中，一般將大氣折光作為常數(shù)考慮；或者雖然把大氣折光系數(shù)作為變量，卻沒(méi)有考慮不同方向折光系數(shù)差異性。為了測(cè)定A、B點(diǎn)之間的高差h，在A點(diǎn)架設(shè)全站儀，在B點(diǎn)架設(shè)棱鏡。設(shè)S是A、B兩點(diǎn)之間的傾斜距離，為全站儀照準(zhǔn)棱鏡中心的豎直角，i為儀器高，v為棱鏡高，k為大氣折光系數(shù)，R為地球曲率半徑，則A、B兩點(diǎn)之間單向觀測(cè)高差為:h=Ssin+S+i-v (式3.4)同理，由B點(diǎn)向A點(diǎn)進(jìn)行對(duì)向觀測(cè)，假設(shè)兩次觀測(cè)是在相同的氣象條件下進(jìn)行的，則取雙向觀測(cè)的平均值可以抵消其球曲率和大氣折光的

38、影響，并得到A、B兩點(diǎn)對(duì)向觀測(cè)平均高差為：=S-S+(i-v)-(i-v) (式3.5)根據(jù)誤差傳播定律，得到(式3.5)計(jì)算高差中誤差為： (式3.6)設(shè)m=m- m；m=m=m；m=m=m=m=m；S = S =S ，|=| =，則（式3.6）可化簡(jiǎn)為： (式3.7)如果取測(cè)角標(biāo)準(zhǔn)差，測(cè)距標(biāo)準(zhǔn)差mm，儀器高和棱鏡高量取中誤差mm，則對(duì)應(yīng)不同的豎直角和傾斜距離S，對(duì)向觀測(cè)高差的中誤差見(jiàn)表3.1所示。表3.1 對(duì)向觀測(cè)高差中誤差（單位mm）豎直角（）對(duì)向觀測(cè)距離（m）5015025035045055065085095051525354555從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可看出:對(duì)向觀測(cè)高差中誤差隨著豎直角及視

39、線斜距的增大而增大。對(duì)于短測(cè)距邊長(zhǎng)，儀器高和棱鏡高量測(cè)誤差是全站儀三角高程的主要誤差。若取二倍中誤差作為三角高程極限誤差，則對(duì)于測(cè)角中誤差為全站儀，對(duì)向觀測(cè)法在測(cè)距邊長(zhǎng)大于100 m情況下，其三角高程精度可以滿足三等水準(zhǔn)限差要求。不同方向的大氣折光系數(shù)是有差異的，因而簡(jiǎn)單地進(jìn)行對(duì)向觀測(cè)加以抵消與實(shí)際的情況有出入。為了提高三角高程觀測(cè)精度，可采用中間觀測(cè)法，即將全站儀置于A和B兩點(diǎn)大致中間位置處，設(shè)S、S 分別為測(cè)站與測(cè)點(diǎn)A和B之間的傾斜距離；、分別為測(cè)站與測(cè)點(diǎn)A和B之間的水平距離；、為全站儀照準(zhǔn)棱鏡中心的豎直角；i 為儀器高；、 為棱鏡高；R為地球曲率半徑。以折光系數(shù)為方向變量，取2個(gè)不同方向

40、的大氣折光系數(shù)分別為，則測(cè)點(diǎn)A和B之間的觀測(cè)法高差為： (式3.8)由于，則上式化簡(jiǎn)為： (式3.9)同理，設(shè)；，則有誤差傳播定律，可推導(dǎo)出中間法觀測(cè)高差的中誤差為： (式3.10)如果取測(cè)角標(biāo)準(zhǔn)差，測(cè)距標(biāo)準(zhǔn)差mm，儀器高和棱鏡高量取中誤差mm，大氣折光系數(shù)，大氣折光系數(shù)中誤差，通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在中間觀測(cè)法中，不同的平距，對(duì)最終高差觀測(cè)精度影響較小，因此本文假設(shè)，則對(duì)應(yīng)不同豎直角，中間法觀測(cè)高差的中誤差如表3.2所示。表3.2 中間觀測(cè)高差中誤差（單位：mm）豎直角（）觀測(cè)平距（m）200400600800100012001400160018002000001010101515202020 從上

41、述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可以看出中間觀測(cè)法高差中誤差隨豎直角和觀測(cè)平距的增大而增大。當(dāng)觀測(cè)平距小于600m時(shí)，高差觀測(cè)精度明顯較高；而當(dāng)觀測(cè)平距大于600m時(shí)，觀測(cè)高差中誤差發(fā)生較大的變化，即精度下降。若取二倍中誤差作為三角高程中間觀測(cè)法高差的極限誤差，在測(cè)距邊長(zhǎng)不大于1600m時(shí)，其三角高程精度可以滿足三等水準(zhǔn)限差要求。為了對(duì)全站儀三角高程測(cè)量的精度進(jìn)行更好的分析，利用前面所推導(dǎo)的中誤差公式，對(duì)不同的測(cè)量距離，不同的豎直角進(jìn)行精度估算，并取2倍的中誤差作為極限誤差。以工程中常用的J全站儀為例，取測(cè)距標(biāo)稱精度為（）。測(cè)距按1km計(jì)算，取，儀器高與棱鏡高的量取誤差m=。通過(guò)比較可以看出對(duì)向觀測(cè)高程測(cè)量精度

42、比中間觀測(cè)高程測(cè)量精度要好。對(duì)向觀測(cè)高程測(cè)量在距離小于1200m，豎直角小于30時(shí)，其精度能滿足四等水準(zhǔn)的精度要求。當(dāng)距離大于200m且小于600m，豎直角小于30時(shí)，對(duì)向觀測(cè)可滿足三等水準(zhǔn)測(cè)量的精度要求。第四章 全站儀三角高程測(cè)量精度分析根據(jù)三角高程測(cè)量中誤差計(jì)算公式，可計(jì)算每測(cè)段高差中誤差及歸算為每千米路線的高差中誤差。如果垂直作業(yè)按平地、丘陵和山地的平均值，取為；垂直角觀測(cè)采用級(jí)全站儀觀測(cè)；??；邊長(zhǎng)測(cè)量中誤差按全站儀測(cè)距精度計(jì)算；大氣垂直折光系數(shù)中誤差取，、均按8mm計(jì)算?？梢钥闯鰞x器高與覘標(biāo)高的量取誤差較大，影響了整個(gè)三角高程的測(cè)量精度，若加大測(cè)段邊長(zhǎng)，可相對(duì)減小儀器高與覘標(biāo)高的量取誤

43、差。因此，全站儀三角高程測(cè)量，測(cè)段邊長(zhǎng)在500800米間，其高差測(cè)量精度較好，可代替精度較低的水準(zhǔn)測(cè)量。如城市工程水準(zhǔn)測(cè)量、線路水準(zhǔn)測(cè)量等。表4.1 全站儀三角高程精度表 11020三等水準(zhǔn)限差四等水準(zhǔn)限差項(xiàng)目m（mm）S(m)2mh2mh2mh12mm20mm5010030050070010002000標(biāo)稱精度通常是指儀器核心部件的設(shè)計(jì)加工精度和標(biāo)準(zhǔn)觀測(cè)精度，只有在理想的環(huán)境條件下才有可能實(shí)現(xiàn)。大氣對(duì)光電測(cè)距精度的影響光電測(cè)距的誤差源包括真空光速誤差、頻率誤差、大氣折射率誤差、相位測(cè)量誤差、加常數(shù)測(cè)定誤差、周期誤差、測(cè)定誤差和對(duì)中誤差等。其中，大氣折射率誤差的影響最為顯著，是影響精密測(cè)距的最

44、主要因素5。大氣折射率誤差包括計(jì)算公式本身的誤差、溫度誤差、氣壓誤差和濕度誤差，其中，溫度誤差是主要影響因素。溫度誤差包括測(cè)溫儀表本身的誤差、觀測(cè)誤差和代表性誤差，其中又以代表性誤差的影響最為嚴(yán)重。所謂溫度代表性誤差是指用測(cè)站和鏡站兩點(diǎn)的溫度觀測(cè)值的平均值代替整條測(cè)線的平均溫度時(shí)存在的偏差。由溫度代表性誤差所導(dǎo)致的大氣折射率誤差稱為光電測(cè)距的氣象代表性誤差，又叫折射率異常 6。削減大氣對(duì)測(cè)距精度影響的途徑光電測(cè)距氣象代表性誤差是不能通過(guò)對(duì)向觀測(cè)的方法來(lái)抵償?shù)摹p小氣象代表性誤差的有效途徑，主要有以下幾種（1）用雙載波或多載波儀器觀測(cè)；（2） 利用熱氣球或直升飛機(jī)沿測(cè)線測(cè)量各點(diǎn)的氣象元素, 然后

45、進(jìn)行改正；（3） 在最佳觀測(cè)時(shí)間作業(yè)；（4） 建立大氣模型進(jìn)行修正。光電測(cè)距的最佳觀測(cè)時(shí)間光電測(cè)距的最佳觀測(cè)時(shí)間就是近地層氣溫梯度的逆轉(zhuǎn)時(shí)刻。在氣溫梯度逆轉(zhuǎn)時(shí)刻的前后，雖然上、下溫差不等于零，但其絕對(duì)值較小，相應(yīng)的氣象代表性誤差也較小。所以，近地層氣溫梯度逆轉(zhuǎn)時(shí)刻是光電測(cè)距的最佳時(shí)刻，以此時(shí)刻為中心的一個(gè)不太長(zhǎng)的時(shí)間段(如0.5h)是測(cè)距的最佳作業(yè)時(shí)間 7。根據(jù)大氣模型進(jìn)行修正選擇最佳的觀測(cè)時(shí)間進(jìn)行測(cè)距作業(yè)，雖能有效減小氣象代表性誤差，并且不會(huì)增加任何作業(yè)成本,但實(shí)際的可測(cè)時(shí)間卻大大減少了，從而會(huì)影響測(cè)量工程的進(jìn)度與效率。因此，從生產(chǎn)應(yīng)用的角度來(lái)考慮，不受時(shí)間限制的大氣模型修正法將更有價(jià)值。此

46、類修正法多是基于近地面大氣層的垂直溫度分布模型，利用測(cè)、鏡站的溫差觀測(cè)值估算測(cè)線上其它點(diǎn)的溫度，再計(jì)算側(cè)線溫度的幾何平均值。在上述介紹的兩種全站儀三角高程測(cè)量方法中，無(wú)論是對(duì)向觀測(cè)法還是中間法觀測(cè)，觀測(cè)高差中誤差均隨著豎直角和觀測(cè)距離的增大而增大。這說(shuō)明在三角高程的高差測(cè)量中，應(yīng)盡量控制豎直角和觀測(cè)距離在一定范圍內(nèi)。其次，當(dāng)視線距離較小時(shí)，儀器高和棱鏡高量測(cè)誤差是全站儀三角高程的主要誤差。（1）影響高差測(cè)量精度主要是豎直角觀測(cè)誤差、測(cè)距誤差、儀器高與棱鏡高量測(cè)誤差，其中豎直角觀測(cè)誤差較之其他兩項(xiàng)的影響要大的多。故豎直角的測(cè)定誤差是全站儀三角高程測(cè)量的主要誤差，所以在觀測(cè)中應(yīng)采取適當(dāng)?shù)拇胧┨岣哓Q

47、直角的觀測(cè)精度。（2）若要再次提高三角高程測(cè)量精度，只有提高垂直角觀測(cè)精度，減小儀器高與覘標(biāo)高的量取誤差，才能有效地提高三角高程測(cè)量精度。（3）在平坦地區(qū)，視線離地表的高度基本一致，其上各點(diǎn)處的溫度大致相同，氣象代表性誤差較小，故在平坦地區(qū)進(jìn)行測(cè)距作業(yè)時(shí)既不必選擇氣溫梯度逆轉(zhuǎn)時(shí)刻，也不需按上段介紹的大氣模型進(jìn)行修正。在丘陵山區(qū)和高山地區(qū)，要想真正實(shí)現(xiàn)精密全站儀的標(biāo)稱測(cè)距精度，除了應(yīng)選擇最佳觀測(cè)時(shí)間或按大氣模型進(jìn)行氣象代表性誤差的修正之外，還需定期對(duì)儀器(包括溫度計(jì)、氣壓表) 進(jìn)行檢驗(yàn)、校正，并正確地測(cè)量氣象參數(shù)。全站儀三角高程測(cè)量的應(yīng)用實(shí)例十天線H-C22標(biāo)位于陜西省漢中市境內(nèi)，起迄里程：K3

48、66+400K378+550，標(biāo) 段 路線全長(zhǎng)12.15k m，加之聯(lián)絡(luò)線，總長(zhǎng)近15km。公路沿山腰而建，該標(biāo)段工程地形基本為橫跨河谷、斜坡，無(wú)現(xiàn)有的便道可沿線貫通，沿線隔一段距離有一個(gè)進(jìn)山便道，常規(guī)水準(zhǔn)測(cè)量需繞行線路太長(zhǎng)，工作量極大，此時(shí)，全站儀三角高程測(cè)量不失為最佳的選擇。如圖所示，欲測(cè)A、B兩點(diǎn)間的高差h，將儀器置于A點(diǎn)，儀器高為i，B點(diǎn)安置反射棱鏡，棱鏡高為。由圖不難寫出 ，由于A、B兩點(diǎn)間的距離與地球半徑之比值很小，故可認(rèn)為。在中，式中為照準(zhǔn)棱鏡中心的豎直角，S為A、B之間的斜距，c和r分別為地球曲率和大氣折光的影響：，式中R為地球半徑，為光程曲線PQ的曲率半徑，設(shè)，稱為大氣折光系

49、數(shù)，則：。將以上各式代入，則有：，即為單向觀測(cè)計(jì)算高差基本公式。如果觀測(cè)是在相同的條件下進(jìn)行的，特別是在近似同一時(shí)間進(jìn)行對(duì)向觀測(cè)，可以認(rèn)為對(duì)向觀測(cè)可抵消地球曲率和大氣折光的影響，因而精測(cè)均應(yīng)采用對(duì)向觀測(cè)。人員配備：由于三角高程測(cè)量前期找樁置鏡較為費(fèi)時(shí)，常為前后鏡、置鏡點(diǎn)各配2人，共6人。設(shè)備配備：為了保證測(cè)量精度，需使用測(cè)角，測(cè)距精度不低于（）m m以上精度的全站儀，前后視均用光學(xué)對(duì)中棱鏡。原則上三角高程測(cè)量與平面導(dǎo)線測(cè)量合并進(jìn)行，這樣可以節(jié)省大量工作時(shí)間及重復(fù)操作。在進(jìn)行高程測(cè)量時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照測(cè)量規(guī)范進(jìn)行，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的每一數(shù)據(jù)均應(yīng)符合規(guī)范要求。以便保證測(cè)量成果符合要求。在測(cè)量的過(guò)程中，不僅按要求進(jìn)行為斜距、豎直角的測(cè)量，還利用全站儀特有功能，對(duì)高差進(jìn)行了直接讀取。外業(yè)測(cè)量條件適應(yīng)性選擇，進(jìn)行高程測(cè)量時(shí)，可根據(jù)季節(jié)，天氣情況選擇安排不同的時(shí)間段進(jìn)行，以求時(shí)效。根據(jù)外業(yè)測(cè)量數(shù)據(jù)，