全站仪中问法高差测量的精度分析
全站仪中间法测量误差分析及精度控制
全站仪中间法测量误差分析及精度控制[摘要]全站仪中间法三角高程测量在我国许多工程中有所应用,但业界人士对其研究比较少。
为此,本文通过介绍全站仪中间法三间高程测量的原理,重点针对全站仪中间法测量误差分析及精度控制工作进行探讨,并阐述了各种因素对高程测量精度的影响,以供实践借鉴。
[关键词]全站仪中间法三角高程测量原理观测方法随着我国社会经济建设的快速发展,城市工程建设数量日益增加。
在工程项目勘测和施工过程中往往会涉及到高程测量,这对项目的测量精度也提出了更高的要求。
目前,传统的高程测量方法主要包括水平测量和三角高程测量,水平测量是一种直接测定高差的方法,但容易受到地质条件的影响,使得外业工作量大,测量速度慢。
而三角高程测量具有灵活性好、效率高和适应性强等特点,它不受地形起伏的限制,且施测速度较快,是丘陵和山地测定高程的一种有效方法。
同时,全站仪的推广也使得三角高程测量在大型建筑和地下隧道施工等精密工程测量领域的应用愈加广泛。
但全站仪中间法三角高程测量容易受到一些因素的影响,导致测量精度出现误差。
因此,加强全站仪中间法测量误差的分析工作就十分重要了。
1全站仪中间法高程测量原理全站仪中间法高程测量原理如图1,A和B两点上安置反光棱镜,在A、B 的大致中间位置0点安置全站仪。
0、A两点的高差为:式中:S1、α1、f1分别为0至A点的斜距、竖直角、球气差改正数,为仪器高,为A点的目标高。
球气差改正数计算公式为:同理,0、B两点的高差为:A、B两点间的高差为:由公式(4)可知,全站仪中间法避免仪器高的量取,但高差测量精度还受到测距精度、测角精度和觇标高量取精度以及前后视球气差的影响。
2观测方法及分析2.1外业观测方法参照三等水准测量的外业观测要求,进行全站仪中间法三角高程测量,可消除或消弱误差的影响。
具体的观测方法有:(1)控制前、后视距差和视距累计差。
大气折光是三角高程测量的主要系统误差来源,其系数随时间、地点的不同而变化,难以精确测定。
全站仪中点法三角高程测量的精度研究
m t h : a n a 1 m+ D t a n a 2 m 。 D + ( L 粤 — — — 一 + 粤 — — — 一 ) J ・ ‘ +
( 7 )
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1 全站 仪器 中点 法高程 测量 的基本原 理
全站仪 中点法是将全站仪安置在两测 点中间 , 在 不量仪器 高和棱镜 高的情况下 ,利 用三 角高程 的原理 测 出待求 点的高
程, 如图 1 所示。
一
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当D = 5 0 m, R : 6 3 7 1 0 0 0 m, 取K = 0 . 1 4 “ 。则 可 以得 到 :
和棱镜高, 可有 效提 高作业效率 。经过理论分析和实验研 究, 结果表 明只要按照一定方法施测, 全站仪中点法测得 的高程精度可达到二 等水准测量的精度 。 关键词: 全站仪中点法 ; 三角高程测量; 精度 : 二等水准
在工程测量中 , 传 统的高程 控制的测量方法有几何 水准测 量和 三角高程 测量 , 目前 , 大部分 高程控制 网的建立仍 然是使 用水准仪进行 水准测量 , 但是 对于地形起 伏较大 的地方 , 水准 测量实施困难 。在这种情 况下, 通常采用三角高程测量方法 , 但 是传统的三角高程测量方法要采用钢尺量取仪器高和 目标高 , 其 测 量 所 得 的 高差 不 可 忽 略 。 全 站 仪 中 点法 是 将 全 站 仪 安 置在 两测 点中间 , 在不量 仪器高和棱镜 高 的情况 下 , 利用光 电三 角 高程的原理测 出待求 点的高程 。 本文通过误差传播定律对这种 方法进行 了精度分析并通过 实验验证 了在 一定条件 下 , 全 站仪 中点法测得的高程精度可以达到二等水准测量精度。
全站仪高差测量精度探讨
全站仪高差测量精度探讨摘要:推导了全站仪“对边测量”高差精度公式,分析并计算了各因素对高差测量精度的影响。
通过精度比较,认为用全站仪代替水准仪进行高程测量,可达到三、四等水准测量要求,并得提高高差测量精度的几点结论。
关键词:全站仪;对边测量;高差;精度引言测量地面待定点的高程,传统的方法是通过仪器测量待测点与已知点间的高差,然后计算出待测点的高程。
测定两点问高差的方法很多,如水准测量、经纬仪三角高程测量等。
水准测量精度高,但仅适用于平坦地区;经纬仪三角高程测量能适用于山区,但由于距离测量精度和仪器高的量取精度较低,其高差测量精度较低。
全站仪可以直接测定待测点的高程,其测量原理属于三角高程测量。
虽然全站仪测距精度高,但是由于仪器高的量取精度低,因此,用全站仪直接进行坐标测量时,测定的待测点高程坐标精度比较低。
不管采用什么测量仪器,要准确量取仪器中心到测站点中心之间的高度是因难的,因此,通过提高量取仪器高的精度来提高高差测量精度是不现实的。
全站仪有一个独特的“对边测量”功能,它不需要在已知点设站,仪器安置简单,通过按“对边测量”键就可以测定ii知点与待测点之间的水平距离和高差。
本文通过推导“对边测量”高差精度公式,分析并计算出各因素对全站仪高差测量精度的影响值,得出几点有益的结论,供测量操作时参考。
全站仪对边测量高差1.1高差计算公式在已知点A和待测点B上分别安置反光镜,选择一个能同时与这两点通视的O点安置全站仪,按“对边测量”功能键,就可显示出A,B两点间的水平距离D和高差hab。
全站仪高差测工原理HA = lo + SAsin ai + i – uA Hs = Ho + Sssin az + i - usA,B两点间的高差为:hAB = HB - iIA =Sssinaz - SAsin ai - (us - uA)当通视较好时,采用同一觇标高(即UB = UA)进行对边测量,则上式可写成:hAs = Sssin az - SAsin ai由上式可知,采用同一觇标高进行“对边测量”,则A,B两点问的高差与仪器高和觇标高都无关,从而克服了仪器高量取精度低的难题,提高了高差测量精度。
全站仪测量坐标误差太大常见原因及应对措施
全站仪测量坐标误差是工程测量中常见的问题,如果不及时发现并采取应对措施,将影响工程质量和进度。
本文将从以下几个方面对全站仪测量坐标误差的常见原因及应对措施进行探讨。
一、设备校准不当全站仪是通过激光技术进行测量的高精度测量仪器,在使用前需要对其进行精密校准,包括水平、垂直、角度等多个方面的校准。
如果校准不当,将直接导致测量误差的产生。
应对措施:1. 定期进行全站仪的校准和维护,保证设备的精准度。
2. 在使用全站仪之前,进行必要的功能测试和校准操作,确保设备运行正常。
二、环境因素影响全站仪在测量过程中受到环境因素的影响,例如温度、湿度、风力等因素都可能引起测量误差。
应对措施:1. 在进行测量之前,充分了解测量现场的环境情况,做好环境预处理工作。
2. 根据实际情况,采用合适的防护措施,保护全站仪不受外界环境的干扰。
三、人为操作不当无论是测量者的技术水平还是操作流程的规范程度,都将直接影响全站仪的测量结果。
测量者在操作过程中的不稳定、疏忽大意等都会造成误差的产生。
应对措施:1. 提高测量人员的专业技能和操作水平,定期进行技术培训和考核。
2. 强化操作规范,制定严格的操作流程和标准,确保每一次测量都按标准操作进行。
四、测量过程中的隐性问题全站仪的测量过程中可能存在一些隐性问题,比如信号干扰、测量误差累积等,这些问题往往是造成误差的主要原因。
应对措施:1. 对测量过程中可能存在的隐性问题进行全面的了解和分析,制定相应的预防措施。
2. 强化测量过程中的质量监控,及时发现并解决存在的问题,避免误差的产生和蔓延。
五、数据处理不当在测量结束后,测量数据的处理和分析也是影响测量结果的重要因素。
如果数据处理不当,将直接导致误差的产生。
应对措施:1. 使用专业的数据处理软件进行数据的处理和分析,确保数据的准确性和可靠性。
2. 对数据处理的操作流程和标准进行规范,加强数据处理过程的质量控制。
全站仪测量坐标误差的产生是一个综合性的问题,需要全面从设备校准、环境因素、操作规范、隐性问题和数据处理等多个方面进行全面的把控和管理。
全站仪在工程测量中的精度和可靠性分析
全站仪在工程测量中的精度和可靠性分析随着工程测量精度的要求逐渐提高,精密全站仪在施工工程测量中广泛应用于平面和高程测量。
本文以Leica TS30全站仪为例,通过实验验证了精密全站仪在工程测量定位的精度,证明了通过采取一定的观测措施精密全站仪可以达到亚毫米级的精度。
标签:工程测量测角误差测距误差全站仪1引言随着工程技术的发展,各种大型工程建构筑物的出现,对测量的精度要求越来越高,常规的光学仪器很难满足高精度工程的施工要求。
因此各种高精度的仪器应运而生,它具有常规测量仪器无法比拟的优点,避免了人工操作、记录等过程中差错率较高的缺陷。
对精密全站仪进行性能测试,研究影响其精度的各种因素,是提高精密全站仪测量精度的前提。
2全站仪测量误差分析全站仪测量的主要要素有方位角、垂直角、水平距离等,因此测角误差和测距误差是全站仪测量定位的主要误差来源,此外,受外界环境因素的影响,光线、温度、测站稳定性、仪器对中误差、照准误差以及观测人员的专业素质等,对全站仪的测量定位结果也会带来一定影响,下面针对各种观测因素对观测结果的影响进行分析。
2.1测角误差的影响全站仪的测角误差主要由仪器自身测量误差和照准误差引起。
当进行高精度观测时,可以采用正倒镜观测,进一步提高测角精度。
测量工作中测距误差忽略不计,我们可以通过一定的公式计算测角误差对测量定位结果的影响,假定观测距离固定为20m,我们可以通过公式计算不同测角误差引起的测量定位误差,详细信息如表1。
从表中可以看出,测角误差对测量结果的影响是比较显著的,尤其是在长距离测量定位中,测角误差对测量结果的影响显著增大,因此在精密工程测量和变形监测中,对于长边的观测,一定要想办法减小测角误差。
2.2测距误差的影响全站仪的测距误差包括固定误差和比例误差。
仪器测距的固定误差包括测距周期误差、加乘常数误差等。
测距周期误差和加乘常数误差具有相对稳定性和重复性,采取一定的观测方法可以相互抵消可不予考虑。
全站仪的使用方法与测量误差分析
全站仪的使用方法与测量误差分析全站仪是一种用于测量地理空间坐标和方位角的高精度仪器,广泛应用于土木工程、建筑设计、测绘等领域。
本文将介绍全站仪的使用方法,并分析其中可能产生的测量误差。
一、全站仪的使用方法1.设置基准点在使用全站仪之前,首先需要设立基准点。
基准点通常是已知坐标的标志物或者特定位置,可以通过GPS定位等方式获得其精确坐标。
在测量过程中,全站仪将基准点作为参考,用于确定其他测点的坐标。
2.安装全站仪将全站仪放置在一个平稳的三脚架上,并平稳地旋转到观测点位的方向。
确保全站仪的水平仪在水平位置,外接电源和电缆也需要正确连接。
3.测量角度和距离使用全站仪进行测量时,首先需要测量观测点位之间的角度。
在目标点位上放置一个反射器或者棱镜,并使用全站仪测量该点位与基准点之间的水平角度、垂直角度和斜距。
4.记录数据使用全站仪进行测量后,需要将测得的角度和距离数据记录下来。
现代的全站仪通常配备了内置存储设备和数据传输功能,可以方便地记录和传输数据。
在记录数据时,应将测量点位的名称、测量时间等相关信息一并记录下来。
5.计算坐标和角度将测得的角度和距离数据输入到相应的软件中,可以通过三角测量原理计算出测量点位的坐标和方位角。
二、全站仪测量误差分析1.观测误差全站仪测量过程中存在着观测误差,其来源主要包括仪器本身的系统误差和操作人员的操作误差。
仪器系统误差包括仪器刻度误差和随机误差等,而操作误差主要包括观测者对测量点位的准确定位误差和读数误差。
2.环境误差全站仪的测量精度受到环境因素的影响,例如大气折射、温度、湿度等因素会引起测量误差。
这些误差可以通过仪器内置的大气压力、温度和湿度传感器进行校正,提高测量精度。
3.误差传递全站仪测量过程中的误差可能会通过计算和传递,导致最终得到的测量结果产生误差累积。
例如,在三角测量计算坐标时,若一个点位的观测误差传递到下一个点位,再传递到后续点位,就会导致最终的测量结果与真实值存在一定的偏差。
全站仪中点法三角高程测量的分析
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 全站仪中点法三角高程测量的分析全站仪中点法三角高程测量的分析论文摘要:中点法即将全站仪架设于前后棱镜的中间,观测两点间的高程来进行高程传递的一种测量手段。
本文阐述中点法三角高程在工程测量应用的可靠性和可行性。
论文关键词:中点法,三角高程,精度分析,中误差 1、中点法三角高程测量的原理 1.1 高差计算公式如上图所示,为求得 1、 2 两点的高差,将全站仪设于大致在中间的 M 点,则有 1 点至 2 的高差为:h=h-h=S*cos-S*cos+(S*sin)-(S*sin)+v-v(3) 其中:S 为经气象改正后的斜距;为天顶距的观测值; v 为觇标高; R 为地球平均曲率半径,一般地区取 6371000; k 为大气折光系数。
由于观测条件基本相同,可认为其折光系数 kk,令 k=k=k,代入(3)得:h=S*cos-S*cos+{(S*sin)-(S*sin)}+v-v(4) 根据以上推导(4)可知,用中点法三角高差测量时,不需对中,也不必量仪器高。
1.2 中误差的推导对(4)进行全微分,令 D1=S*cos、D2=S*cos,则 dh=cosdS-cosdS+d+d+dk+dv-dv(5) 根据误差传1/ 4播定律,各观测量之间相互独立,而且观测的距离较短,则可近似认为m=m=m,天顶距的 m=m=m,镜高的 m=m=m,由(5)可推得三角高程的中误差为:m=(6) 上式中:m 为测边中误差; m 为天顶距观测中误差; m 为大气折光系数中误差; m 为镜高量取中误差; D 为水平距离 D=S*cos;为弧度常数 =206265。
中点法三角高程应进行两次观测,则高差平均值的中误差为:m==(7) 2、中点法三角高程测量的精度分析对于一般的 2级全站仪, m=4mm、 m=2、 m=0.05、 m=1mm,取不同的平距D,D=D+D,以及不同的天顶距,分别取 75、 80、 85。
全站仪中间法进行三角高程测量的分析
角 高程测量 精 度 进一 步 提 高 ,实测 速度 更 快 。本
=
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。
( 湔 。 O 一S晤。 0 )一( S C cs 。 后一 后)+ D 一 D ) () 1
意 以下两点 :
3 全 站仪 中 间法误 差分 析
3 1 觇标高 的影 响 . 从公式 ( ) 1 可知 , 测站 仪器 高 的量取 精度 对高 差值没有 影响 , 觇标高 的量取精 度对所 测高差具 但
有一定影 响 。为有 效消除或 削弱其影 响 , 可采取 如 下 措施 :
1 选择最 有 利 的时 问 观测 垂 EL CP f ER
全 站 仪 中 间法进 行 三 角高 程测 量 的分 析
杨 永 平
( 云南省 电力设计 院 ,云南 昆明 605 ) 5 0 1
摘要 :介绍 了全站仪 中间法原理 ,详 细分析 了全站仪 中间法 的误 差 影响及其 注意事项 ,并与传 统三 角高
架 站 。经 多次实 践 ,总 结 出一 种新 的方法 进 行三 角 高程 测量 ,就 是 在 待 测 两 点 中间 安 置 全 站 仪 ,
与P 点问 的高 差 h ,同法 测定 P 与 P :点、 …、 P 与 B点 的高差 h 、… 、h 。完 成各站 往测后 ,
程 测 量 和 水 准 测 量 进 行 了全 面 比较 。
关键词 :全站 仪 中间法
三 角高程 测量
水 准测量
误 差
中图分类号 :T 2 B2
文献标 识 码 :B
文章编号 :1 0 0 6-7 4 ( 0 8 4— 0 2— 3 3 5 2 0 )0 0 3 0
全站仪中间法导线三角高程测量的应用及精度分析
将 被 保 存 下 来 , 部 分 煤 炭 资 源 以 后 不 被 开 采 和 利 6 结束 语 此 用 _ 。人 为因素 造 成 的煤 田火 灾 是 指 由于 人类 在煤 田 3 ] 煤 田火灾燃 烧过 程非 常复 杂 , 烧产 生 的 热量 以多 燃 火灾 发生地 进行 采 掘 活动 , 成 煤 层 发 火 , 成 的煤 田 造 形 种形式 向外 释放 , 这也 加 大 了煤 田灭 火方 法 学开 发 的难 火灾 。没有 人类 的开采 活动 , 目煤 田也 即不会 发 生煤 度 。方 法学 团 队通 过 试 验 室研 究 、 区现 场 监测 , 有 项 火 及 田火灾 ; 在实 施 灭 火 工程 后 , 对 计 人 期 内保 存 下 的煤 关 的保 守性 假设 , 不 最终 成功 开发 出煤 田灭 火 方法 学 和水 炭进行 开采 利用 , 即排 除 了计 入 期 结束 之后 , 目煤 西沟项 目 P D。笔 者热切 期望 该方法 学能早 日获 得 E 也 项 D B 田因人 类开 采再 次发生 火灾 的可 能性 。 为监 测火 区治理后 的灭火 效 果 , 设 在灭 火钻 孔 内或埋 布
21 00年第 2 全 站仪 中 间法导 线 三角 高 程 测 量 的应 用 及 精 度分 析
谈道 隆, 胡梅 芳 , 兵兵 于
( 甘肃 有色地 质勘查 局有 色地 质 四队 , 肃 张掖 7 4 1 ) 甘 3 0 2
摘 要 : 据全站 仪 中间法高程 测量 的原理及 公 式 , 根 分析 并计 算 了各 因素对 高程测 量精度 的影 响 。通 过 实际工作 的进 一步验 证 , 一 定 范围 内, 用全 站仪 代 替水 准仪 进 行 高程 测 量 , 在 利 其精 度 可达 到 四等 水 准测量 的要 求 , 最后 给 出提 高高程测 量精度 的 几点建议 和 注意 事项 。
全站仪测图精度分析
全站仪测图精度分析杨飞宇1、全站仪测图点位中误差分析1.1 全站仪测角误差分析检验合格的全站仪水平角观察的误差来源有:(1)仪器本身的误差(系统误差)。
这种误差一般可采用适当的观测方法来消除或降低其影响,但在全站仪测图中对角度的观测都是半测回,因此,这里还是要考虑其对测角精度的影响。
分析仪器本身误差的主要依据是其厂家对仪器的标称精度,即野外一测回方向中误差M ,由误差传播定律知,野外一测回测角中误差M = √2 M ,野外半测回测角中误差M =√2 M =2M(2)仪器对中误差对水平角精度的影响,仪器对中误差对水平角精度的影响在《测量学》教材中有很详细的分析,其公式为:M = /√2×S /S S其中е为偏心距,熟练的仪器操作人员在工作中对中偏心距一般不会超过3mm,这里取е=3mm。
S 在这里取全站仪测图时的设站点至后视方向之间的距离,S 取全站仪设站点至待测地面点之间的规范限制的最大距离。
由公式知,对中误差对水平角精度的影响与两目标之间的距离S 成正比,即水平角在180 时影响最大。
(3)目标偏心误差对水平角测角的影响,《测量学》教材推导出的公式为m = √2 / 2×√(e /s ) + (e /s )S 、S 的取法与对中误差中的取法相同,取仪器设站时照准后视方向的误差,此项误差一般不会超过5mm,取=5mm,取全站仪在测图中的照准待测点的偏差。
因为常规测图中棱镜中心往往不可能与地面点位重合,偏差为棱镜的半径R=50mm,固取=50mm因为对中误差与目标偏心误差均为“对中”性质的误差,就对中本身而言,它是偶然性的误差,而仪器一旦安置完毕,则它们就会同仪器本身误差一样同时对测站上的所有测角发生影响,根据误差传播定律,则测角中误差下面就以上分析,根据《城市测量规范》中给出的各比例测图,图根控制测量与各比例测图测距限值,通过计算得出表1表1 计算得出测角误差比例(mm)(mm) (mm) (mm) (mm)1:500 3 5 50 80 150 8.4 49.51:1000 3 5 50 150 250 4.7 29.61:2000 3 5 50 250 400 2.8 18.51.2 全站仪测距的误差估计目前全站仪大多采用相位式光电测距,其测距误差可分为两个部分:一部分是与距离D成正比例的误差,即光速值误差,大气折射率误差和测距频率误差;另一部分是与距离无关的误差,即测相误差,加常数误差,对中误差。
转点中间法全站仪三角高程测量的探讨
( 1 同济大学 , 上海 200092; 2 华东电力设计院, 上海 200002)
Developm ent of Coordinate Transform ing Program in Surveying Transm it E lectricity L ine
转点中间法全站仪三角高程测量的探讨: 黄清宏
33
转点中间法全站仪三角高程测量的探讨
黄清宏
( 中铁四局集团, 安徽合肥 230041)
Exploration for Trigonom etric Leveling w ith Turning PointM iddle M ethod through E lectronic Tacheom eter Process
综上所述, 全站仪高程导线采用转点中间法观测 时, 可以代替三、四等水准测量。
4 结论
采用转点中间法测量高差的优点主要有: 全站仪为中间转点, 不需要量取仪器高, 消除了量 取仪器高造成的误差对高差精度的影响。 采用觇标高相等, 不需要量取觇标高, 消除了觇标 高量取误差对高差精度的影响。 采用中间点法, 前视 平距等于后视平距, 分 别用 后、前、前、后的对称观测程序, 可以有效地消除球气差 对高度精度的影响。 采用全站仪转点中间法测量高差, 可以替代三、四 等水准测 量。在山 区等 困难地 区, 能有 效提 高工 作 效率。
H u X ianhuan Guorong
摘 要 介绍了高压输电线路测量中由 GPS测量的 WGS- 84坐标转换到 B J- 54坐标再转换至 线路测量中的线路坐标的方法, 并在 V isua l C + + . NET 2005上开发程序实现坐标转换。
全站仪中点法三角高程测量的分析
25 .8
23 -8 23 _1 22 .9 22 .8
28 . 4
根 据 以 上 推 导 () 知 , 中 点 法 三 角 高 差 测 量 时 , 需 对 中 , 4可 用 不 也 不必量仪器高。
12 中 误 差 的 推 导 . 对 ( ) 行 全 微分 , D1S*O0、 =S*o0, 4进 令 = l SlD= 2cs2则 C d l=oe h cs 一o0d l cs l 十 s
-
10 2 1 0 O0 8 0 3 0 O 2 o o 1O 5 10 20 l0 0
~
26 .8 25 .9 25 .4 25 .3 34 .0 32 .0 30 .4 29 .5
S为经气象改正后的斜距 ; 0为天顶距 的观测值 ; v为觇标高 ; R为 地球平均 蓝率半径 , 一般地 区取 6 7 0 0 k为大气折光系数 。 3 10 ; 由于观测条 件基本相 同 , 可认 为其折光 系数 k—k, k= k l 2令 k= , 代人 ( ) : 3得
4O O
10 5
8 0
16 .1
15 .5 1 2 . 5
1 2 . 5
1 5 . 4 1 2 . 4
1 6 . 4
1 8 . 3 1 6 . 3
25 .5
24 ,5 24 .1
24 .0
22 .9 22 .5
23 - 0
21 .9 21 .5
29 .8
8。 0
11 .5
11 .4 14 . 1 11 .4 12 .4
12 .2
8。 5
I0 .7
10 .6 1O .5 10 .5 11 . 6
11 .4
8。 0
全站仪中间法高程测量及其精度探讨
斜 距离 、大 气折光 改正数 , 地球 曲率改正 数、仪器 高是 i , A 点的 目标 能够达到测量 的最低误差要求 。 高是 v 1 。 相关的公式 R= l — K1 2 RS 1 2 c o s 2 = 1 ,( 2 ),另外相关 的公 式为 :
K1 2 R S 1 2 c o s 2 1 + i — v l ,( 3 )
3 结 束 语
对 高程进 行测量 时采 用全站 仪中 间法来 进行 ,两个 相邻 的测点 能够不 通视 ,对于测 站位 置能够 做到可 以进 行灵活 的选 择 ,不 需要 在对中之后进 行测站 , 也不用测 量仪器 的高度 。 能够进行灵活 的操作 , 保证 了全站仪 在测 量 的过 程 中较为方 便 ,同时增加 了全站 仪在 测量 过程中 的进度 ,其精度 能够 满足 四等水准 的测量要求 。
h l = s 1 s i n  ̄ l + c l — r l + i . v l,( 1 )
内 ,这样 才能够 满足 实际测 量过程 中 四等水准 的要 求 ,在一 定程 度 上 能够 减 少误 差 ,当全站 仪 D1 一 D2 = 0 , 竖直 角 ≤ ±2 0 。测 量 的情
在 上述 公式 中 : 1 、s 1 、r l c l 、分 别 为 。至 A点 的 竖直 角、倾 况 下 ,一般前后 视角的距离综综合 处于 6 0 0 m范 围以内 ,这样基 本上
2 5 7
柬工案抛术
全站 仪 中间法高程测 量及其精 度探讨
王 勇, 郭立军 ( 山东鲁 中能源新查庄矿业有限责任公司生产技术部 , 山东 肥城 2 7 1 6 1 2)
摘 要 :进行 高程测量 时所运 用的全 站仪 中间法及其测量时的精度进行 了一 系列的阐述与探 讨,从而推 导 出了全站仪 中间法 高程测 量所运 用的 公 式,对 高程 测量精度造成影 响的各 种因素进行 了相应的计算 。并通过一 系列的试验对 其进行验证 ,发 现应用全站仪来对 高程及其精度精度 进 行测量 ,能够 满足一般水准测量的要求 ,在这种情况下本文提 出了一些提高全站仪精度的方法,供相关的技 术人 员参考。 关键词 :中间法;全站仪;测量;精度;控制
全站仪中间法三角高程测量精度分析及应用研究
Accuracy Analysis and Application of Trigonometric Leveling
Using Total Station Intermediate Method
ZENG Qingwei
( Shaanxi Railway Instituteꎬ Weinan 714000ꎬChina)
点、桥上 CPⅢ控制点之间的高程传递ꎬ操作灵活方便ꎬ降低了外业劳动强度ꎬ取得了良好的效果ꎮ 伴随全站仪精
度和可靠性的不断提升ꎬ该方法应用前景广阔ꎮ
关键词:全站仪ꎻ三角高程测量ꎻ中间法ꎻ精度分析
中图分类号:P221 .1 文献标识码:A 文章编号:1672 - 5867(2020)03 - 0022 - 04
measurement according to the law of error propagationꎬ and analyses the ranging errorꎬ angle measurement error and atmospheric re ̄
fraction. Through the experimental dataꎬ it is proved that the measurement accuracy can reach the second-class leveling accuracy un ̄
受诸多因素的影响ꎬ如仪器高、棱镜高量取误差ꎬ随着观
对三角高程测量代替高等级水准测量的研究探索持续开
测边长的增大ꎬ大气折光和地球曲率误差影响增大ꎮ 同
展ꎮ 张正禄等学者对三角高程代替精密水准进行高差测
时ꎬ山区通视条件差影响测量效果等ꎮ
收稿日期:2019-02-21
基金项目:陕西省教育厅自然科学基金项目———基于地震波场理论的地质体形变特征研究(19JK0200)资助
全站仪中间设站法在井下矿山测量高差的应用
全站仪中间设站法在井下矿山测量高差的应用摘要:本文根据全站仪采用中间设站直接显示高差的原理,分析对井下高差测量精度的影响,通过同一工程采用全站仪中间设站直接测量高差和水准仪测量高差两种独立的测量方法实例,验证了在一定的条件下,采用全站仪中间设站直接高差法可满足井下矿山一级水准的精度要求,提出一些建议和结论。
关键词:全站仪中间设站测量高差一. 前言随着全站仪的自动化和智能化,被广泛应用于矿山井下测量,在测角和量距方面已经取代了光学经纬仪加钢尺的传统的测量方法,在斜巷高程控制测量方面,全站仪测距三角高程测量已经取代了传统的光学经纬仪加钢尺量距三角高程测量方法。
目前矿山井下高程测量控制的主要方法有水准测量、全站仪测距三角高程测量。
二.几种测量高差方法比较1.水准测量水准测量的成果精度很高,但在矿山井下斜巷的高程测量中,用一般的水准测量方法,存在以下缺点:(1).由于斜巷坡度的限制,使前后视线很短,一般只有几米,从而造成两导线点之间测站增多,累计误差增大,测量速度慢。
(2).视线短,使水准尺上的标志在镜中范围很小,看不到整米和分米得读数,很容易引起读数错误。
(3).井下光线暗,超过50米很难看清楚水准尺上的读数标志,超过100多米的导线边长必须进行转点设站,影响测量成果的准确性。
2.常规的全站仪没有采用中间设站的测量常规的全站仪测距三角高程测量存在以下缺点(1).必须要在测点下进行对中整平,观测垂直角,同样速度慢。
(2).一般井下运输巷道都很高,采用无轨运输的大巷高度一般都超过 5.0米,导线点标志又都埋设在巷道顶板上,仪器高和测点的镜高都是从导线点的标志往下量,难以测量准确。
如图1,井下两导线点A、B埋设在顶板上,在A下点安置全站仪对中整平后,观测测出后视点B的两点间距离和垂直角计算高差。
图1 常规全站仪两端设站测量高差hAB= StgδA+ iA—VB 公式(1)根据误差传播定律,观测中误差计算公式如下:δ——观测的垂直角mδ——观测垂直角的中误差;ms ——测量距离的中误差±±(3mm+3ppm×S))mmmI——测量仪器高中误差(±3mm)mV——测量棱镜高中误差(±3mm)ρ——206265″3. 全站仪采用中间设站直接高差法由于井下导线边长比地面导线边长线对较短,测点标志都埋设在巷道顶板上,测量导线点之间的高差时,与水准仪一样在两导线点大致中间位置安置全站仪,把前后的镜高统一设成一样高,不用丈量仪器高和棱镜高,利用全站仪显示的高差代替垂直角,用前视点的垂距减后视点的垂距从而计算出两点间的高差。
全站仪中间法代替二等水准测量的精度分析与实验[1]
误差为
mh = mh
(8)
2
换算成每千米高差中误差 ,其公式为
m km = m h n 或 m km = m h
(9)
L
式中 , n为每公里的测站数 , L 为每测站的前后视距之和 。
目前 ,工程上常用的全站仪测距精度为 ±( 2mm +
2μm ) ,测角精度为 ±1″~7″,大气折光系数的取值范围一
0 引 言
几何水准测量和三角高程测量都是通过测定已知高 程点与待定点之间的高差来确定待定点高程的 。水准测 量是目前测量精度最高的一种高程测量方法 ,但测量效 率较低 ,一般适用于平坦地区 ,在山区及高差陡变的情况 下施测则较为困难 。三角高程测量通常是用全站仪施 测 ,采用单向观测法或对向观测法测定两点间的斜距和 竖角 ,按三角原理计算高差 ,其测量精度约低于几何水准 方法 ,但测量效率较高 ,适于山区等各种大高差场合的高 程测量 。全站仪中间法三角高程测量由于无需量测仪器 高和棱镜高 ,使其高差测量精度可达三 、四等甚至二等水 准测量的要求 ,同时保持了高效率的优势 。
S (m)
M km (mm ) 1° 3° 5° 7° 10° 15° 20° 25° 30°
全站仪高程测量方法探讨及精度分析
毕业论文学生姓名:母建羽学号: 20114047学院:理学院专业年级:11级测绘工程题目:全站仪高程测量方法探讨及精度分析指导教师:魏东升讲师评阅教师:2015年 6 月摘要工程施工中,高程测量是非常重要的,常用的方法是水准测量和三角高程测量。
水准测量的方法确定地面点的高程精度高,普遍用于建立高程控制网。
但水准测量在地形复杂地区很难进行,而三角高程测量可以不受地形条件的限制完成测量。
随着高精度全站仪的出现,其测角精度可达'5.0,测距精度可达ppmmm1 ,全站仪高程测量1被广泛应用于各种工程测量,用三角高程测量代替水准测量建立高程控制网,可以大大加快野外测量的速度。
三角高程测量有全站仪单向、对向及中点法三种高程测量方法,本文探讨了全站仪高程测量的各种方法,并对各个方法精度做了仔细的分析。
为了验证其精度,选用中伟ZT20型号全站仪进行了实验,并采用对向和中点法进行观测。
实验表明,认为全站仪代替水准仪进行高程测量是完全可行的,其精度可达四等水准测量的要求,其中对向观测方法可满足三等水准测量要求。
关键词:三角高程测量;精度;对向观测;中点法观测Title:Discussion on The Methods of Total Station Instrument Height Measurement and Accuracy AnalysisAbstractIn engineering construction, the height measurement is very important, and the common method is leveling and triangulation.. The method accuracy of leveling to determine the height of the ground points is high and it is generally used to establish the height control network.. However, the leveling of the terrain is difficult to carry out, and the triangulation can not be limited by the terrain conditions to complete the measurement. With the advent of high accuracy of total station instrument, the angular accuracy up to'5.0, ranging accuracy up to ppmmm1 ,total station instrument height measurement is widely used in all1kinds of engineering measurement, trigonometric leveling instead of leveling vertical control network can greatly accelerate the speed measured in the field. this dissertation mainly introduces the total station one-way、double-direction observation method and elevation surveying using midway method,discussing the methods for measuring total station elevation and making careful analysis of each method‘s accuracy. In order to verify its accuracy, with Zhongwei ZT20 model in testing, and measuring by the double-direction observation method and midway method for measuring. Experiments show that it is completely feasible total station instrument to replace leveling instrument to measure the height, its precision can reach four leveling requirements, and double-direction observation method can satisfy the three level measurement requirements.Keywords: trigonometric leveling;accuracy; double-direction observation ;midpoint observation目录1 绪论 (1)1.1研究问题的提出 (1)1.2三角高程测量研究现状及评述 (1)1.3论文研究的内容及意义 (2)2 全站仪三角高程测量 (4)2.1全站仪三角高程测量基本原理 (4)2.2全站仪单向三角高程测量 (5)2.2.1 垂线偏差对三角高程测量的影响 (5)2.2.2 地球曲率和大气折光影响 (5)2.2.3 单向观测计算高差的基本公式 (6)2.2.4 椭球面上的边长计算高差的公式 (7)2.2.5 用高斯平面上的边长计算高差的公式 (8)2.3全站仪对向观测三角高程测量 (9)2.4全站仪中点法三角高程测量 (10)3 全站仪三角高程测量精度分析 (12)3.1单向观测的精度分析 (12)3.2对向三角高程观测精度分析 (13)3.3中点法三角高程测量精度分析 (13)3.4精度分析 (14)3.5本章小结 (16)4 实例分析 (17)4.1实验测量 (17)4.1.1 实验背景及内容 (17)4.1.2 对向观测实验数据处理 (17)4.1.3 中点法观测数据处理 (19)4.2本章小结 (21)结论 (22)致谢 (23)参考文献 (24)1 绪论测量学是一个非常古老的科学,无论是控制网测量、导线网测量、地形测量、道路测量、隧道测量、航空摄影测量,都需要测出高程,因此,高程测量自然而然就成为测量中最重要的一个环节。
对全站仪用于高程测量的优点及精度分析
对全站仪用于高程测量的优点及精度分析摘要:社会在不断进步,国家对测量领域的标准有了不同程度的提升,对高程测量的精度要求越来越高,水准测量作为主要的高程测量方式之一,它具有简单、准确度高以及经济实用的特点,但使用时对地形有很高的要求,对于地形比较复杂的地区来说,水准测量实施难度大,更别提一些地形崎岖的地区。
但是,随着全站仪的出现使用,地形复杂的地区也可以进行高程测量。
全站仪应用范围较广,很多工程测量都会选择全站仪,目的是提升测量的精度和提升测量的效率。
本文主要依据全站仪的对边测量功能所具有的优点进行拓展,分析出现测量误差的原因及解决办法,并对高程测量的精度做出更好的要求。
关键词:全站仪高程测量优点精度分析高程就是根据已知的一点高程去测量未知点的高程,然后将两点的高度差测量出来,对地面两点之间进行高差测量时,在一般情况下选择三角高程测量法和水准测量法。
但水准测量仍然是现代社会用于高程测量的主要方法,当测距仪出现以后,面对复杂地形时多了一种高程测量方法,可以使用光电测距三角高程测量,在很大程度上解决了地形崎岖测量高程的难题,随着科学技术的不断向前发展,各个土木工程建设基本使用功能齐全的全站仪,它是一种高技术、多功能的测量仪器。
一、全站仪的对边测量应用于高程测量的优点分析1 在光电测距三角高程测量(简称旧方法)中,一定要将全站仪放在测端的端点上和严格的中和定平,在全站仪的对边测量(简称方法)中,仅仅需要定平不需要对中,在这种测量方法中还可以灵活的选择测站点的位置,新方法具有灵活和省时省力的特点,可以节省一些不必要的时间用来做其他工作。
2在旧方法中,出现高程测量误差的因素有边长误差、垂直角误差、大气垂直折光误差等,而最主要的是竖直角的误差,随测站与测点之间的距离越大,误差值越大。
在使用旧方法测量时,需要安置全站仪与棱镜在测端点的两端,因此全站仪距棱镜的距离较远,新方法和水准测量的方法基本相同,测站位于被测两点大约中间的位置,全站仪距棱镜的距离可以缩短至少原来的一半,这一半的距离就能大大减少竖直角对测量误差的影响,使高程测量更加准确,同时还可以减少地球曲率和大气遮光对测量结果的影响,让高程测量的精度更加符合建设要求。
谈全站仪的高程测量精度
谈全站仪的高程测量精度本人在从事工程技术管理的工作中,经常听到有测量工程师抱怨说某某全站仪不好用,测高程测不准。
于是我问他:测距离准不准?得到回答是,测距离没问题!于是我就奇怪了,为什么测距离准,测高程不准呢?全站仪工作时测得夹角a和距离L,如下图:s HLaH=L*sinaS=L*cosa既然S准确,相应的H也应该准确,因为他们的计算变量都是一样的。
但经过本人实际操作,全站仪测高程精度确实比较差。
到底是什么原因使得同样的参数,计算出来的结果一个精确,另一个却不精确呢?进过详细分析,本人发现其实并不是仪器的问题,而是误差给大家带来的麻烦:90sinxcosx YY1Y2上图是正弦曲线和余弦曲线示意图,我们可以发现在全站仪镜头水平x=0°—竖直x=90°期间y值的变化,当我们在接近0°附近测量时f(x)=cosx相对于g(x)=sinx对x的增量来说不敏感,也就是说,当我们在仪器测量a角时,一个增量Δa引起的S的变化比H的变化小的多,而实际操作中,各位测量工程师也会发现,由于仪器的构造限制,很少有机会在测量的时候使全站仪仰俯超过45°,而真正当仰俯角超过45°,(例如在近距离测量盖梁或者墩顶高程)时,全站仪的高程测量精度并不比水平坐标的测量精度低。
例如:sin10.1-sin10=0.00171855,cos10.1-cos10=-0.0003045,这表明在角度误差0.1°的情况下,瞄准接近100米的目标,高程会差17cm,而距离只差3cm,这就是为什么大家都抱怨全站仪测高程不精确的原因。
当然测量高程精度不准还与另外一些因素有关,如:1、仪器高不能准确测得,2、镜杆高度由于标杆底的磨损产生偏差,3、对站标时习惯性只左右对中,不上下对中等。
这些原因都可能使全站仪的高程测量不准确。
所以,在全站仪测量高程的时候,需要严格对中,并准确测量仪器和镜杆高度,同时注意竖直角误差对测量结果的影响,否则一个角度的误差将会造成测量结果的错误。
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全站仪 中问法高差测量 的精度分析
杨 云
摘 要: 主要介 绍了利 用全 站仪 中间法进行 高差测 量的工作 原理及 思路 , 对其测 量精度进行 了分 析 , 并就在 实际测 量工 作 中提高测量精度提 出了相关建议 , 以提 高测 量工作 效率。 关键词 : 全站仪 , 中间法 , 高差测 量, 度分析 精 中图分类号 :U18 T 9 文献标识码 : A
h = l‘ i 】 】 】 l J l S s +i一 +c 一 n () 1
公式为 :
h S s a + 2 +c 一 2: 2‘ i 2 i 一 2 2 2 n
() 2
其 中, S为斜距 ;5 0 为竖直 角 ; 为 仪器 高 ; 目标 高 ; i 为 C为地 ± ̄s21 +ia ・ + ・oO ・ 2 ・O0 ・ ia ・ sZ 2 c I m + C 2 n 2 n 2 st S ̄ 2 球 曲率 影响 ; y为大气 折光影 响 , 下标 为 1的数据指 观测 目标 A,
Ab ta t h a e n e k st e d ti d s r e f h n n i n n u e vso n e e au t n s r e h n i u t tst e c n s r c :T ep p ru d  ̄a e eal u v y o e mi e e vr me t p r iin a d t v l ai u v y i C ia l sr e o — h e t o s h o n l a h
h口 h 一h =( 2・ i 2+i V +c . )一( l。 ia + 2 l S s a n 2一 2 2一y 2 S s l n
O 引言
S s o S ・i t n2 n1 i~i)一(2 I 在测量工作 中, 高差测量 是测 量 的基本 J作之 一。传统 的高 i 一 l l 1 一 1 +C 一 ):(2・ i t一 1 s c )+(2 l 一V)+ C一1 y一 ) () 3 差测量方法包括几 何水 准测量 、 角高程 测量 、 三 气压 高程测 量 和 (2 c)一( 2 1
高差 ; ) 2 在非测点设 测站 测高差 , 即工程 称之 为全站 仪 中问
法测高差 。这里讨论第二种全站仪 中间法测高差 。
hB S s a S s a 2・i 2一 i 1 n J・ n
() 4
全站仪三角高程测量包括两种方法 : ) 1 在测点 上设 立测站测 2 全 站仪 中 间法高差 精度 分析 对全站仪 中间法 高差 计算 公 式分 别 求各 观 测值 的偏 导数 ,
一 ’
,
由于观测时为同一 台全 站仪 , 可设边 长的测 量精 度为 m , 角
, := m =m , 仪, 根据三 角高程测量 原理 , A两点 和 0, 0, B两点 的高差 分别 为 度的测量精度为 m 即可得 =m , =m : 根 据 h1 h2: , 误差传播定律可导出全站仪 中间法高差测量 高差 中误 差 m 计算
得:
1 全 站仪 中 间法高差 测量 原理
如图 1所示 , 已知 高程点 A和待测点 B上分别 安置反光棱 在
镜 , A, 在 B的大致 中间位 置选 择与 两点 均通视 的 0点安 鼍全 站
一8 s2 一 =0 ㈥  ̄ i, 5S 【 1, n n警=o ss 2 3 o 1 t ・ 面 ∞ C  ̄
() 7
可以看 出 , 高差 的中误差 与所观 测 的竖直 角 的大小 、 站 同 测
测点 的水平距 离大小 , 即 。 , D 有关 。下面通过 计算 高差 , D ,: :
A B两点之间的高差 h , :
精 度的系数 , 分析测距精度 、 角精 度对 高差 中误 差的影响 。 测
0n e v r n e ts p r i o n mi e a d c n e fe au to n Ch n n io m n u e vs n i n n o v y o v l a i n i i a i
S UN u YANG a g y n Jn Ch n -o g
下标为 2的数据指观测 目标 B, 图 1 见 。
=
i
,
( 6 )
为了便 于讨论, 可设 系数: = ̄ i +i ; = J } 】 /n s k s I n
丝
P
于是 由式 ( ) 6 可得 :
m =± ̄ 2 k m ^ / ・ + ・ 2
图 1 全站仪中间法高程测量原理
并且 在短时间内大气折光也 很小 , 可以抵消 , 也 所 工程测量 中均不会被使用 。随着测量仪 器的发展 , 特别 是高精 度 也可相互抵消 ; 以式 ( ) 以简化为 : 3可 全站仪 的出现 , 利用全 站仪进 行 三角高程 测量 , 其精 度完全 可 以
达到 _、 1 四等水 准测量 , 三 甚至可 以达到二等水 准测量 。
・
18 ・ 8
第3 7卷 第 3 4期 2011年 1 2月
山 西 建 筑
SHANXI ARCHI TECTURE
Vo . 7 No 3 13 . 4 De . 2 l c 0l
・
测 量
・
文章编号 :0 96 2 (0 )4 0 8 —2 10 —8 5 2 1 3 — 18 0 1
G S卫星测高 。经典 的几何 水 准测量 精 度较 高 , P 成果 可靠 , 工 但
由式 ( ) 3 可知 , 提高精度 , 实际 观测 中仪器 不动 , 用相 要 在 使
两次观测的仪 器高和 目标 高分别相 等 , 即相抵 消 ; 作效率低下 ; P G S卫星 测高需 要静 态观 测 , 经数 据处理 后精 度 能 同高度 的目标 , 尽 地球 曲率 影响 够达到毫米级 , 出成果 周期较 长 ; 气压 高程测 量 由于精度 较低 在 仪器在安置 的时候 , 量的架设 在 两观测 点 中间 ,