三角高程測(cè)量代替三四等水準(zhǔn)測(cè)量-正文剖析

1、 論文三角高程測(cè)量代替三四等水準(zhǔn)測(cè)量測(cè)量高級(jí)技師論文）中鐵十二局武廣客運(yùn)專線第六項(xiàng)目部三角高程測(cè)量代替三四等水準(zhǔn)測(cè)量中鐵十二局集團(tuán)第四工程有限公司李寶康摘要:隨著電磁波測(cè)距技術(shù)發(fā)展,全站儀的不斷普及,三角高程測(cè)量在控制測(cè)量和施工測(cè)量中應(yīng)用越來越廣泛,其精度可代替三、四等水準(zhǔn)測(cè)量，值得推廣。本文就三角高程測(cè)量在導(dǎo)線點(diǎn)、水準(zhǔn)基點(diǎn)復(fù)測(cè)中詳細(xì)介紹了它的利與弊以及消除誤差的方法。關(guān)鍵詞：三角高程三四等水準(zhǔn)測(cè)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(fù)雜、通視條件較差，依據(jù)公路勘測(cè)規(guī)范并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，此次水準(zhǔn)復(fù)測(cè)采用三角高程法測(cè)定。

2、1、基本原理三角高程測(cè)量是根據(jù)兩點(diǎn)間的距離(斜距)和豎直角來推算兩點(diǎn)間的高差。計(jì)算公式如下：h=SSina+iv+fAB公式中表示：S測(cè)得兩點(diǎn)間的斜距；i儀器高；v目標(biāo)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(diǎn)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(cè)量中的普及，現(xiàn)在用全站儀測(cè)高差（高程）已不再用光電測(cè)距儀那樣測(cè)豎直角進(jìn)行公式計(jì)算，而是把儀器高及目標(biāo)高輸入儀器后直接測(cè)的兩點(diǎn)間的高差。2、估算測(cè)距三角高程的精度對(duì)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(diǎn)水平距離D=500m,測(cè)距精度2mm+2ppm，測(cè)豎直角精度m=1.5”。則按三測(cè)回取平均的邊長(zhǎng)和豎直角觀測(cè)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(xiàng)中誤差hsivfm=Sinam=0.7mm；第二項(xiàng)中誤差m=Dma/p=2.0mm；第三1s2項(xiàng)四項(xiàng)中誤差m=m=1mm。至于m的大小，一般取k=0.13,而實(shí)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(shí)驗(yàn)證明，k值在一天內(nèi)的變化，大致在中午前后最小,在日出日落時(shí)最大，因而豎直角的觀測(cè)時(shí)間最好選在地方時(shí)1016時(shí)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(xiàng)為mf=kfmD2/2R=土1mm,由于這項(xiàng)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(nèi)是很重要的。現(xiàn)在再按m2=Sin2am2+D2m2/p2+m2+m2+m2求單向觀測(cè)高h(yuǎn)saivf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(duì)向觀

5、測(cè)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(gè)精度已達(dá)到了三等水準(zhǔn)測(cè)量的精km度(m=土3mm)。km3、提高三角高程測(cè)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(cè)量的誤差。選擇適當(dāng)?shù)挠^測(cè)時(shí)間,避開日出和日落時(shí)間,同時(shí)也要避開太陽光線最強(qiáng)的時(shí)間,減少大氣折光影響。必須采用對(duì)向觀測(cè)方法,由于往返測(cè)時(shí),球差和氣差的值都相同,故反號(hào)取平均值時(shí)，均可得到抵消。這樣就可抵消因k值的影響而造成測(cè)高程的誤差。3.4盡量選用500m以內(nèi)的視線長(zhǎng)，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(yuǎn)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(duì)流使目標(biāo)成像不穩(wěn)定，垂直角的觀測(cè)精度也相應(yīng)降低。一般要求視線離地面高大于0.50m。4、以我標(biāo)段的水準(zhǔn)基點(diǎn)復(fù)測(cè)為例來說明以GPS275控制點(diǎn)至吳潭控制點(diǎn)為一段計(jì)算事例來說明。4.1量取儀高在測(cè)量前，首先使儀器和覘牌基座精確對(duì)中整平后，準(zhǔn)確量取儀器高和覘牌目標(biāo)高。一般在觀測(cè)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(cè)均采用對(duì)向觀測(cè)法正倒鏡兩測(cè)回測(cè)定，兩測(cè)回往返測(cè)量的平均值為兩點(diǎn)間的水平距離和高差值。溫度、氣壓加乘常數(shù)等各項(xiàng)改正數(shù)及數(shù)據(jù)已預(yù)先設(shè)置于儀器內(nèi)使其自動(dòng)改正。外業(yè)記錄（見表1）。內(nèi)業(yè)計(jì)算外業(yè)按附合

7、水準(zhǔn)線路進(jìn)行，內(nèi)業(yè)水準(zhǔn)計(jì)算按照四等水準(zhǔn)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。GPS275和吳潭兩個(gè)控制點(diǎn)作為高程起算點(diǎn)。水準(zhǔn)復(fù)測(cè)GPS275至吳潭實(shí)測(cè)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(shí)測(cè)高程與設(shè)計(jì)院提供的設(shè)計(jì)高程比較，差值均在規(guī)范允許范圍內(nèi)（見表3）。全站儀測(cè)量記錄(表三角高程測(cè)量法)全站儀測(cè)量記錄表(三角高程測(cè)量法)表1 論文 論文序號(hào)項(xiàng)目平距m)距離咼差值m)平均值(m)往/返測(cè)咼差(m)實(shí)測(cè)咼差測(cè)站測(cè)點(diǎn)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(biāo)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(biāo)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(biāo)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(biāo)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(biāo)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(biāo)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(biāo)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(biāo)高662.960662.960-7.728-7.7081.4351.3662.968662.968-7.

11、730-7.706序號(hào)項(xiàng)目平距M)距離咼差值M)平均值(m)往/返測(cè)高差(m)實(shí)測(cè)咼差測(cè)站測(cè)點(diǎn)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(biāo)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(biāo)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(biāo)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(biāo)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(biāo)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(biāo)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(biāo)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(biāo)咼244.690244.690-0.941-0.9311.5121.3244.690244.689-0.941-0.931三角高程計(jì)算表表2全站儀測(cè)量記錄表(三角高程測(cè)量法) 論文 論文序號(hào)項(xiàng)目平距(m)距離咼差值(m)平均值(m)往/返測(cè)高差(m)實(shí)測(cè)咼差測(cè)站測(cè)點(diǎn)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(biāo)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(biāo)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(biāo)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(biāo)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(biāo)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(biāo)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(biāo)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(biāo)高156.340156.3400.2870.2871.5961.3156.340156.3400.2840.29點(diǎn)號(hào)冋差(m)距離(m)改正值(mm

18、)改正后高差高程(m)往測(cè)返測(cè)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