测距三角高程法在凫洲大桥跨河水准测量中的应用
跨河高程传递 精密三角高程测量代替一二等水准测量方法
跨河高程传递精密三角高程测量代替一二等水准测量方法作者：郑林来源：《地球》2013年第11期[摘要]跨河高程传递的测量技术有很多，本文主要简述了精密三角高程的方法来代替一二等水准测量方法的过程，国家一、二等水准测量规范》（CB/r12897-2007）规定了精密三角高程法跨河水准测量的作业方法。
此方法应用于长距离三角高程多个项目大桥高程控制网。
探讨了一下其中几个比较关键的问题，三角高程测量的误差来源及精度，得出了减弱各项误差从而提高精度的一些相关结论。
[关键词]跨河高程传递精密三角高程二等水准测量[中图分类号] P216 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-11-106-2目前高程测量方法一般分为几何水准测量、GPS水准测量和三角高程测量三大类。
用传统水准的方法测定点与点之间的高差，所得到的地面点高程精度较高，普遍用于建立国家高程控制点。
跨河三角高程测量以它的测量时间、生产效率优于几何水准测量得以广泛应用，尤其在山区、水域作业，几何水准测量困难，精密三角高程测量发挥了很大优势，解决了几何水准测量难以解决的高程传递问题。
随着科技的发展，例如莱卡TC2002、TCA2003测距测角的精度大大提高。
通过一定的测量方法又可以减弱或者消除三角高程测量中各种误差源的影响，从而达到高等级水准测量的精度。
1具体跨河精密三角高程作业方法现行《国家一、二等水准测量规范》规定，精密三角高程法跨河水准测量作业应布设成大地四边形，跨海测量既是通过该方法对近海海岛进行高程传递。
如图l所示。
该图形由四条跨河边构成三个独立的闭合环。
具有检核条件较多的优点。
①水准仪测定本岸站点间高差hAB和hCD。
②用全站仪测量测站点问距离D-AC、D-AD、D-BC、D-BD。
③垂直角观测程序：（a）A、C两点设全站仪，B、D两点设标尺，首先观测本岸近标标定仪器高，测定bB，bD然后同步观测对岸远标尺，测定aAD、aCB；（b）A 点仪器不动，C点移到D点，同步观测对岸远标尺，测定aAC、aDB；（c）D点仪器不动，同步观测对岸远标尺，测定aBC、aDA；（d）B点仪器不动，观测本岸近标尺，测定bA，再将D点仪器移回到C点，同步观测对岸远标尺，测定aBD、aCA，最后，c点仪器观测本岸近标尺。
浅谈测距三角高程法在过江水准测量中的应用
浅谈测距三角高程法在过江水准测量中的应用作者：刘志星来源：《城市建设理论研究》2013年第26期［摘要］本文介绍了在工程测量中，利用Leica TC2003全站仪，在跨越黄浦江进行高程传递时，采取测距三角高程法进行过江水准测量的方法，并对此进行了精度分析，同时介绍了此方法的优越性，在同类型的市政测量工程中具有很好的借鉴作用。
［关键词］三角高程法过江水准中图分类号：P258 文献标识码：A 文章编号：概况在上海的市政建设中，很多大型桥梁和轨道交通设计线路需要在市区横跨黄浦江，处于建设精度的需要，对跨河两侧的高程传递误差有着很高的要求。
当水准路线跨越江河，视线长度不超过100m时，可采用一般方法进行观测，但在测站上应变换仪器高度观测两次，两次高差之差应不大于1.5mm，取用两次结果的中数；若视线长度超过100m，应根据实际情况选择合适的测量方式。
流经市区的黄浦江江面宽约500m，在进行高程过江传递时，由于精度的要求和现场条件的限制，无法使用常规的等级水准测量方法，也无法采用正常的光学测微法或倾斜螺旋法进行过江水准测量，因此采用测距三角高程的方法进行过江水准的测量。
本文以轨道交通7号线中的过江水准传递为例，对于其流程和精度进行分析，作为同类工程的参考。
采用的仪器设备1、Leica TC2003全站仪（测角精度为±0.5″，测距精度为1mm+1ppm*D）2台，与其相配套的棱镜共2套。
2、DiNi电子水准仪一台，和其配套的铟瓦水准标尺2根。
采用的高程系统为了保证上海市政建设的衔接性和统一性，高程系统采用上海吴淞高程系统。
施测方法1．基本原理测距三角高程测量方法就是用两台高精度的全站仪在河的一岸同时架站，通过测量本岸及对岸固定高度的棱镜的距离和垂直角，来计算两岸之间的高差。
作业过程中，两根花杆位于黄浦江两侧，过程中固定花杆高度，不量取仪器高和棱镜高。
当采用不量仪器高和棱镜高进行三角高程测量时，由于消除了仪器高和棱镜高误差的影响，高差的误差只与距离、垂直角的误差和两气差相关，因而大大提高了测量的精度。
三角高程_GPS在跨河水准测量的应用
从表中数据可知 : 同岸 α最大互差 = 3107 mm / km < 13 mm / km; 不同岸 α最大互差 = 4113 mm / km < 18 mm / km[3] ,α平 = 0103065 mm / km。 从 C1 - S3 桩跨河 : GPS法正常高高差 △HC1 - S3 =
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3 C3 - C1 2. 079 67 1. 041 9 1. 104 1 0. 062 2 0. 029 91
4 C4 - C1 2. 046 99 1. 032 1 1. 099 6 0. 067 5 0. 032 98
5 C1 - S3 2. 105 09
2. 329 8 平均 : 0. 030 65
跨河三角高程采用两岸对向同时观测测点斜距及 竖直角方式进行 。对向同时观测可以极大地提高精度 ,
消除或减弱仪器高误差 、大气垂直折射差、地球曲率误 差等多项误差 [2 ] 。观测斜距时分别读取仪站与镜站的
3 收稿日期 : 2008—11—24 作者简介 :欧阳平 (1978—) ,男 ,工程师 ,主要从事测绘生产科研工作 。
1 前 言
当水准路线需要跨越大的水面或宽的峡谷时 ,由 于视线超出常规水准测量的长度 ,就必须采用跨河水 准测量的方法 ,以指定的精度等级将本岸的高程传递 到对岸 [ 1 ] 。三角高程测量以其快速 、简便且能保证一 定精度而应用于跨河水准测量 ; GPS测量观测周期短 、 布网迅速 、精度高 、自动化程度高 ,平面精度已经得到 广泛认可和应用 ,高程精度的提高也为 GPS替代水准 测量成为可能 , GPS测量不受通视条件限制的优点更 适用于跨河高程测量 。单独的三角高程测量只能通过 闭合差来检验其内符合精度 ,在本例跨河水准测量中 , 用光电测距三角高程法进行施测 ,通过相关精度分析 , 在本例中三角高程测量能达到国家三等水准测量的要 求 ,并用 GPS高程测量进行外符合精度检核 。
浅谈跨河大桥水准测量技术应用
浅谈跨河大桥水准测量技术应用跨河水准测量由于受多种自然条件影响，其测量精度可靠性一直是水准测量的难题，本文通过工程实例，介绍跨河水准测量的基本原理、场地选择、场地布设、观测方法等内容。
标签：跨河水准测量经纬仪倾角法观测近标尺精度分析1跨河水准简介当水准测量必须跨越江河进行观测时，其视线长度要比一般情况长得多（几百米甚至一公里以上），这样就会产生误差：由于前、后视线不能相等，产生仪器ⅰ角误差；由于跨越障碍的视线大大加长，大气垂直折光影响必然增大；由于视线长度的增大，水准标尺上的分划线，在望远镜中观察就显得非常细小，甚至无法辨认，因而也就难以照准和无法读数。
本文针对上述几个误差问题，通过实际的工程应用，介绍了跨河水准测量的一般技术及其关键步骤。
2任务概况以某市跨河大桥为例，桥梁设计2090米，造型为钢拱结构。
为了建立该桥施工首级高程控制，需实施跨河水准，传递高差。
此段江面约宽700米，北岸为丘陵地，施测时已挖土，南岸为一片菜地，视线开阔。
根据考察实地后和综合分析，项目组选用经纬仪倾角法实施跨河水准。
3跨河水准测量3.1跨河地点的选定根据跨河水准测量的特点，为保证精度要求，跨河地点的选择及其布设应尽可能完善以减弱各种误差的影响。
要满足以下要求：（1）选于测线附近，利于布设工作场地与观测的较窄河段处；（2）跨河视线不得通过草丛及干丘、沙滩的上方；（3）两岸由仪器至水边的一段河岸，其距离应近于相等；（4）过河视线方向，宜避免正对日照方向。
3.2场地布设根据现场及仪器情况，在跨河两岸设置的仪器站和标尺点应构成对称的图形，我们选择如图所示的平行四边形布设。
布设方法，使用全站仪和棱镜及皮尺配合，先在北岸（如Ⅰ1 b1）用皮尺放好Ⅰ1 b1长度，一般要求10左右，根据实地此次量取8.68米，然后可在b1上摆全站仪观测Ⅰ2 ，全站仪垂直角设置在水平视线上，实现两岸基本同高的要求，此时Ⅰ2可打木桩选定，b1Ⅰ2长度675.54米，再把全站仪移至Ⅰ1 上摆站，对岸可用皮尺一段放在Ⅰ2上，另一端設置为8.68米，与Ⅰ1 b1同长度，棱镜放在另一端上以Ⅰ2为圆心前后移动，使全站仪测得的Ⅰ1 b2与b1Ⅰ2长度相同，同时注意高度基本一致，就实现了两岸视线长度基本相同的要求。
光电测距三角高程在城市水准测量中的应用
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二 误 差分 析
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5
电磁波测距三角高程测量在航道高程测量中的应用
电磁波测距三角高程测量在航道高程测量中的应用引言高程测量是航道基本测量的重要内容，它包括高程控制测量、跨河水准测量、水面比降观测等。
用水准测量测定两点间的高差，其精度较高，是高程测量中常用的方法，但是，对于山区河流的高程测量却又十分困难。
山区河流地面起伏大、沟壑多，其高程测量通常采用电磁波测距三角高程测量的方法来实现。
随着测量仪器的发展，测距和测角精度的提高，三角高程测量代替水准测量的技术已发展成熟，而且也完全可行。
三角高程测量代替水准测量的依据和技术指标《水运工程测量规范》（JTJ（203-2001））和《工程测量规范》，对电磁波测距三角高程测量代替水准测量的等级、适用范围和精度评定方法做了规定，这是我们进行三角高程测量的依据。
规范规定: “4.3.1三角高程测量分为电磁波测距三角高程测量和经纬仪三角高程测量。
电磁波测距三角高程测量可代替四等水准测量和图根水准测量。
经纬仪三角高程测量只适用于图根水准测量。
”三角高程测量主要技术指标如下：注：①表中D为高程传递边的水平距离（km）三角高程测量的原理和精度分析三角高程测量的原理是用全站仪测定两点间的斜距和垂直角，把距离测量和角度测量结合起来，计算两点间的高差和点的高程。
如图所示，当测距较近时，根据全站仪测定的倾斜距离和竖直角，用三角函数，计算水平距离D、垂直距离V和高差h，再量取仪器高i和目标高L，计算出A、B两点间的高差，这种方法称为三角高程测量。
其计算高差的公式为：hAB=V+i-l。
然后，再根据A点高程和两点间的高差，计算B点的高程。
计算公式为HB=HA+hAB。
三角高程测量示意图当测距较大时，还需要加入球、气两差改正值。
首先是地球曲率影响的改正。
当测距在300米以上，对于工程测量，地球曲率对高程的影响已不容忽视，应进行改正，用f1=D2/（2R）计算改正值。
第其次是大气垂直折光影响改正。
地面大气层受重力影响，低层空气密度大于高层空气的密度，观测垂直角时，视线穿过密度不均匀的介质，成为一条向上凸的曲线，使视线的切线方向向上抬高，测得垂直角偏大，应进行气差改正，用f2=-kD2/（2R）计算改正值。
测距三角高程法进行跨河水准测量的应用和实施()
dH限 4 M N s
式中： M ——每千米水准测量偶然中误差限值，单位为毫米（mm）；
N ——单测回的测回数；
s ——跨河视线长度，单位为千米（km）。
10
五、测距三角高程法实施
准备工作
1、跨河地点选定和布设完成后，A、B和C、D分别为两岸
测距三角高程法进行跨河水准测量的应用和实施
周瑞祥
1
目录页 1 引言 跨河地点的选定与布设 观测要求 测回数及限差 测距三角高程法实施
2
3 4 5
2
一、引言
跨河水准传统测量方法包括光学测微法、倾斜螺旋法、 经纬仪倾角法和测距三角高程法，随着桥梁建造技术的进
步，现代桥梁建设跨度越来越大，两岸高差也较大，故此
半侧回中的 组数
2 4 6 8 8 8
9
2 4 2 100～300 4 6 4 301～500 6 8 6 501～1000 8 12 8 1001～1500 12 24 8 1501～2000 6· s 12· s 8 2000以上 注：表中 S为跨河水准长度千米数，尾数凑整到0.5。
四、测回数及限差
岸别 南岸 北岸 南岸 北岸 南岸 北岸 南岸 北岸 南岸 北岸 南岸 测回 1 2 2 1 4 3 3 4 5 6 6 测站点 A C B D A C B D A C B 本岸近标尺点 B D A C B D A C B D A 本岸近标尺读数b 测站点至近标尺点高差h 测站点仪器高i 仪器号
TC2003 442187 TC2003 441914 TC2003 442187 TC2003 441914 TC2003 442187 TC2003 441914 TC2003 442187 TC2003 441914 TC2003 442187 TC2003 441914 TC2003 442187
三角高程测量代替四等水准测量在实际工程中的应用
三角高程测量代替四等水准测量在实际工程中的应用【摘要】三角高程测量是在工程测量中常用的一种方法，它可以代替传统的四等水准测量，提高测量效率和精度。
本文首先介绍了三角高程测量和四等水准测量的原理，然后对两种方法进行了比较分析，指出了三角高程测量的优势。
接着针对三角高程测量在工程测量中的具体应用进行了探讨，并通过实际工程案例分析展示了其实用性。
最后总结了三角高程测量的优势以及对四等水准测量的替代性，同时展望了未来发展方向。
通过本文的研究，我们可以看到三角高程测量在实际工程中的重要性和应用前景，对工程测量技术的发展具有积极意义。
【关键词】三角高程测量、四等水准测量、工程测量、应用、原理、比较、案例分析、优势、替代性、发展方向1. 引言1.1 三角高程测量代替四等水准测量在实际工程中的应用三角高程测量是一种新型的测量方法，相较于传统的四等水准测量具有更高的效率和精度。
在实际工程中，三角高程测量的应用逐渐取代了四等水准测量，成为工程测量领域的重要技术手段。
传统的四等水准测量是通过在测量区域内设置一系列水准点，然后利用水准仪测量点之间的高差，确定各点的高程。
这一方法需要在地面上布设大量的水准点，测量效率低下，而且在复杂地形和环境条件下往往难以实施。
而三角高程测量则是通过测量三角形各角的方法，推算出各点之间的高程。
这种方法只需要设置少量的控制点，测量精度高，适用于各种地形和环境条件。
在实际工程中，三角高程测量被广泛应用于道路、桥梁、建筑等工程项目中。
通过对三角高程测量与四等水准测量的比较分析，可以得出三角高程测量在精度、效率和适用性等方面优于四等水准测量。
未来工程测量领域将更多地采用三角高程测量技术，以提高测量效率和精度，推动工程建设的发展。
2. 正文2.1 三角高程测量原理三角高程测量原理是一种利用三角学原理来测定地面上点的高程的方法。
其基本原理是利用三角形的内角和为180度的性质，结合测量角度和距离的数据来计算出目标点的高程。
三角高程测量代替四等水准测量在实际工程中的应用
三角高程测量代替四等水准测量在实际工程中的应用
三角高程测量是一种常用的地理测量方法，其可以在实际工程中代替四等水准测量。
下面将详细介绍一下三角高程测量在实际工程中的应用。
三角高程测量能够较准确地确定不同地点的高程差。
在建筑工程、道路工程、城市规
划等项目中，高程差是一个非常关键的因素。
通过三角高程测量，可以精确地确定不同地
点的高程差，从而为工程设计、施工等提供准确的数据。
三角高程测量能够快速测量大范围的高程差。
相比于四等水准测量，三角高程测量可
以通过观测少量的角度即可计算出两个点之间的高程差。
这样可以大大减少测量的时间和
人力成本，提高工作效率。
三角高程测量还可以通过辅助手段，如GPS、GNSS等，来提高测量的精度。
在实际工
程中，往往需要高精度的高程数据，以满足工程设计和施工的要求。
通过辅助手段的使用，可以提高三角高程测量的精度，从而更好地满足实际工程的需求。
还有，三角高程测量可以进行大范围的高程控制。
在工程项目中，往往需要进行大面
积的高程控制工作，以确保工程的整体质量。
通过三角高程测量，可以在大范围内建立高
程控制网，为工程的各个部分提供高程参考，从而保证整个工程的质量。
三角高程测量还可以进行高程变形监测。
在某些工程项目中，如高速公路、铁路、桥
梁等，需要对地表的高程变形进行监测，以确保工程的安全性和稳定性。
通过定期进行三
角高程测量，可以监测地表的高程变化，并及时采取措施进行修复和加固。
应用精密三角高程测量实现跨河水准的研究
根 据三 角 高 程 测 量 单 向观 测 的高 差 计 算 公
从表 １ 以得 出以下结论 ： 可 （ ）／ 对 ｎ的 影 响 远远 大 于 。对 １ Ｔ ／ 。 的
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三角高程测量代替四等水准测量在实际工程中的应用
三角高程测量代替四等水准测量在实际工程中的应用三角高程测量是一种通过测量三角形的边长和角度来确定高程差的方法，它可以在实际工程中替代四等水准测量，其应用主要表现在以下几个方面。
三角高程测量具有测量范围大、速度快的优势。
在进行四等水准测量时，需要在测区各点之间依次设置测站，测量时间较长。
而三角高程测量只需在测区的两个固定点处设置测站，测量时间较短。
对于测区面积较大的工程，如城市道路的高程测量，三角高程测量比四等水准测量更为适合，可以提高测量效率。
三角高程测量可以减少测量误差的影响。
在四等水准测量中，由于测站点数量较多，测量过程中存在许多不确定因素，如天气、测量仪器精度等。
测量误差的累积导致高程差的计算结果不够准确。
而三角高程测量仅需测量两个固定点间的高度差及角度，可以减少不必要的误差源，提高了测量的精度。
三角高程测量还可以适用于不便进行直接测量或存在障碍物的情况。
在实际工程中，有些测区域域条件恶劣，例如地形复杂、交通条件不便利，如山区、河流、湖泊等。
此时，如果使用四等水准测量，测量的成本和难度较大。
而采用三角高程测量，可以通过测量可见固定点与待测高程点的角度和距离，进而得到高程差，更加适应这种复杂地区的测量需求。
三角高程测量还可以在一些独立小区域内进行应用。
对于一些特定的工程，如建筑物内部的高程测量，四等水准测量无法直接获得高程差，而使用三角高程测量可以通过测量建筑物内部的角度和距离来间接计算高程差。
三角高程测量可以在实际工程中替代四等水准测量，具有测量范围大、速度快、减少测量误差、适用于复杂地区等优势。
在工程实践中，根据具体情况选择合适的测量方法，可以提高测量效率和准确性。
应用精密三角高程跨河水准测量的探讨
应用精密三角高程跨河水准测量的探讨摘要：本文通过介绍淮北市测绘院利用拓普康MS05A高精度全站仪进行四等水准的实践，对应用精密三角高程实现跨河水准可行性进行探讨。
关键字：精密水准仪；高程网；水准测量中图分类号P224.1：文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）07-0020-02Abstract: This article through the introduction of Huaibei Institute of Surveying and mapping using high precision TOPCON total station MS05A four standards of practice, the application of Precise Trigonometric Leveling implementation of river-crossing leveling feasibility.Keywords: Precise leveling instrument;Gaochengwang;Standard of measurement1概述常规的高等级水准测量(三等以上的水准测量)，都是用精密水准仪进行几何水准测量，在某些特定的场合，如跨越较宽的水域(河、海等)，采用常规几何水准测量必将受视角和视距的限制而无法施测。
在这种情况下，采用精密三角测量来代替几何水准测量，就方便和实用多了。
2高程网的布设方案及实测方法施测时分别用MS05A高精度对向观测，定位偏离水平视线的标志倾角，用测距仪测量距离，按三角高程计算高差。
3数据误差分析从三角高程的计算公式：h=s×tga+(1-k)*s2/2R+I-L(1)对上式求导，并转化为中误差公式：Mh2 =s2 *( Ma/ρ)2 Mh2 tg2a* Ms2 + Mi2+ Ml2 + (s2 /2R)2+MΔK2(2)可以看出，三角高程的误差来源主要有下面几点：3.1测距误差测距误差主要取决于观测仪器的周期误差；加、乘常数误差；对中误差、照准误差以及温度和气压带来的误差。
短距离二等三角高程测量在港珠澳大桥跨海水准测量中的应用
第36卷第7期2016年7月Application of short distance second order trigonometric levelingin sea-crossing leveling for Hongkong-Zhuhai-Macao BridgeJIN Ting-wen,QIAN Jian-long（No.2Engineering Co.,Ltd.of CCCC Third Harbor Engineering Co.,Ltd.,Shanghai 200012,China ）Abstract ：Offshore survey Control Network can be built by means of the sea measurement platform and transmission of leveling data can be made through sea-crossing leveling survey.Offshore measuring platform is a rigid structure,which sways due to external factors such as the sea winds and tides and produces very significant impact on the measurement accuracy.Therefore,how to carry out sea-crossing trigonometric leveling to make the measuring accuracy reach the second order leveling accuracy has important application value for the project.An offshore measurement platform was erected 260m away from the east artificial island of Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge,which is used as the control chart datum for the leveling survey of the whole island.With the specially technical design of the survey,rational selection of time periods for leveling survey and improvement of the accuracy of the survey data,offshore sea-crossing trigonometric leveling has been achieved on an unstablemeasuring platform and the measuring accuracy has met the target set for a second order leveling accuracy.Key words ：trigonometric leveling;measurement platform ；sea-crossing Leveling摘要：远海域施工控制网可以借助海中测量平台来建立，通过跨海水准测量来进行高程传递。
【工程】三角高程代替水准测量在工程中的应用
【关键字】工程三角高程代替水准测量在工程中的应用摘要:三角高程测量作为高程控制测量的重要组成部分，在地形变化较大地区（如高山，沙漠，丘陵）的高程控制测测量中，发挥出了其优势所在。
本文介绍了三角高程测量在榆神供水工程中的应用，说明了在高山地区高程控制测量中，为了提高作业效率，同时保证高程精度的前提下，三角高程代替等级水准测量是可以实现的。
关键词:三角高程测量水准测量高程控制测量精度中图分类号：P25文献标识码：A引言:传统的水准测量是一种直接测量高差的高程测量方法，精度较高，国家基础高程网就采用水准测量方法。
但是水准测量受地形条件影响较大，而且外业测量速度慢，费用高。
三角高程测量不受地形条件限制，而且测量速度快，随着高精度全站仪的出现，三角高程测量已经很普及，可以替代水准测量。
三角高程测量基本原理:基本公式:仪器高i1觇标高v2参考椭球面A/B/水准面PE，AF切线PC（水准面PE的）光程曲线PN切线PM（光程曲线PN的，也就是视线）笔直角α1。
2，实测的，但真正的笔直角应为α0α1。
2-α0称为折光角高差h12地球曲率半径影响折光影响由于A，B两点间的水平距离与曲率半径R之比很小，故可认为PC近似笔直于OM，式中：C=（1-K）/2R球气差系数，s0实测的水平距离。
工程概况:榆林能源化工基地榆神工业区供水工程位于陕西省榆林市，横跨府谷、神木两县，该工程由水源工程和输水工程两大部分组成，水源工程位于府谷境内黄河右岸河漫滩及一级阶地，输水线路起点位于府谷县崇塔沟一级泵站，终点位于榆神工业区净水厂，线路基本沿东西向布置，沿线穿越窟野河和秃尾河两大河流，窟野河以东主要为黄土丘陵沟壑区，输水方式以明流无压隧洞输水为主；窟野河以西为沙盖黄土梁峁区及沙漠区，输水方式对应不同方案分明流无压隧洞和压力管道输水两种。
工程区域地形条件复杂，为基本控制测量带来很多不便。
为满足后续工作的需求，必须建立相应等级的控制网。
经研究决定采用四等高程网作为该工程可研阶段的基本高程控制网。
三角高程测量代替四等水准测量在实际工程中的应用
三角高程测量代替四等水准测量在实际工程中的应用三角高程测量是一种通过测量三角形边长和角度来确定目标物体高程的方法，它可以代替四等水准测量在实际工程中进行应用。
在工程测量中，高程测量是非常重要的一部分，准确的高程测量可以为工程建设提供可靠的数据支持。
传统的四等水准测量方法虽然准确，但是在实际工程中由于测量时间长、成本高、受天气等因素限制较大，因此三角高程测量成为了一种更加便捷、高效的替代方法。
三角高程测量可以大大缩短测量时间。
传统的四等水准测量需要建立一系列测站点，并且需要对每个站点进行进行水准仪的设置、调整，非常费时费力。
而三角高程测量则只需要测量三角形的边长和角度，且使用GPS等现代化设备来进行测量，这样可以大大节约测量时间，提高工作效率。
三角高程测量具有更低的成本。
传统的四等水准测量需要大量的人力物力，同时还需要购买昂贵的水准仪等仪器设备。
而三角高程测量则可以通过使用现代化设备，如GPS和无人机等，来进行测量，成本大大降低。
尤其是在复杂的地形条件下，传统的水准仪需求会更多，引起整个测量成本的增加，但是使用现代化设备进行三角高程测量则可以很好地避免这一问题。
三角高程测量还可以在复杂的地形条件下进行应用。
传统的四等水准测量需要建立一系列测站，而如果地形地貌复杂，就会增加建站困难度。
而三角高程测量则可以通过测量三角形的边长和角度来确定目标物体高程，不需要建立大量的测站，避免了地形复杂所带来的测量困难。
在实际工程中，三角高程测量已经得到了广泛的应用。
对于电力线路、水利工程等工程项目，高程测量是非常重要的一环，而传统的四等水准测量由于种种原因在实际工程中并不适用。
而通过三角高程测量，可以在保障准确度的前提下，缩短测量时间，降低测量成本，适用于复杂地形条件下的测量。
三角高程测量的实际应用案例还包括以下几个方面。
三角高程测量适用于城市地理信息系统的建设。
在城市规划建设中，需要对城市地形进行精准的高程测量，以便进行科学合理的规划。
三角高程测量代替四等水准测量在实际工程中的应用
三角高程测量代替四等水准测量在实际工程中的应用
三角高程测量是一种通过测量三角形边长和角度，进而计算出三角形高程的测量方法。
相比于传统的四等水准测量，三角高程测量具有操作简单、测量速度快、成本低等优点，
因此在实际工程中广泛应用。
三角高程测量广泛应用于地形勘测和地形图制作。
地形图是研究地表特征、地理环境
和地形变化等的重要工具，三角高程测量可以快速获取大范围的地形高程信息，并且测量
结果准确可靠。
在高速公路建设中，需要进行地势测量和地形图制作，以确定道路的最佳
布局和坡度设计，采用三角高程测量可以在较短的时间内快速获得所需的高度数据，为规
划设计提供参考。
三角高程测量在工程测量中具有重要应用。
在建筑设计和施工过程中，需要对地形、
建筑物和道路进行高程测量，以确定施工基准面和地面高度。
传统的四等水准测量需要设
置多个测量点，并且需要进行大量的观测和计算工作，而使用三角高程测量可以通过少量
的测量点快速获取高程信息。
在城市道路建设中，采用三角高程测量可以在不影响交通的
情况下，快速测量出道路的高程信息，为道路设计和施工提供支持。
三角高程测量还可以应用于地质勘查和矿产资源调查。
地质勘查需要获取地质构造、
地质断层和矿产资源等的高程信息，以确定地质断层的走向和倾角，通过三角高程测量可
以快速获取这些高程信息。
在矿产资源调查中，可以通过三角高程测量来确定矿床的高度
和坡度，为矿产开采提供参考。
跨河三角高程在福州洪塘大桥中的应用
跨河三角高程在福州洪塘大桥中的应用摘要：本文运用全站仪三角高程测量原理，对跨河水准测量的精度及主要误差进行分析，运用有效手段从实践中论证了在一定条件下，采取相应的措施和方法，尽可能有效的消除和减少误差的影响来实现跨河三角高程测量取代传统三等水准测量的工作，不仅能保证精度，而且能提高测量工作效率。
关键词：全站仪跨河水准三角高程测量精度1 工程概况福州洪塘大桥位于乌龙江水域，东岸为仓山区建新镇，西岸为闽侯县上街镇。
新建洪塘大桥全长2207米。
桥型为连续钢构+悬索桥+连续钢构形式。
桥位所在的乌龙江水面净宽约1200米，两岸控制点间距1420米。
老洪塘大桥上车流量比较大，车辆运行中桥面跳动大，若按传统的三等水准测量方法，存在路线长、转点多、费时费力、工作量大、工程进度慢、工作效率低等问题。
另东西两岸控制点均在大堤上，高程相近，距水面净高约10米，垂直角较小，两岸现场环境基本相似，有利于跨河三角高程测量。
2 测量方案根据图纸设计要求本桥水准测量等级为国家三等水准测量。
现采用跨河三角高程的方法进行水准测量主要有以下几点：2.1 观测网的布设图1如图1所示为跨河水准示意图，图中I1和I2分别为东西两岸新布设的水准点，B1和B2为全站仪架设的位置，I1、B1、I2、B2组成大地四边形，且I1、B1两点之间的距离与I2、B2两点之间的距离均约为20米，I1、I2所在河道宽度约为1300-1400米，根据高程测量定权原理，由于I1B1、I2B2之间，I1B2、I2B1之间距离大概相等，因观测值的权与距离成反比，故可以认为他们之间的高差观测值的权相等。
另在I1、B1侧，有已知水准点HT07，在I2、B2侧，有已知水准点HT03。
2.2 仪器设备本次跨河水准测量使用徕卡TC1201全站仪2台（±1"，1mm+1.5ppm*D），徕卡NA2精密水准仪一台，精度为每公里高差中误差0.7mm，配铟钢尺两个。
站仪三角高程中间法在桥梁工程施工中的应用
站仪三角高程中间法在桥梁工程施工中的应用摘要：本文介绍了全站仪三角高程中间法在上海市机场联络线桥梁工程施工中的具体应用，通过比对已知水准点高程分析测量精度，实验成果相差较小，满足施工测量要求。
解决了几何水准测量受地形高程较大的影响，提高了工作效率。
关键词：三角高程；中间法；精度分析；桥梁工程1.引言在工程施工过程中，高程测量方法主要有几何水准测量法和三角程测量法，其各有不同的优势和特点，但也都存在着不足之处。
几何水准测量是直接测高法，精度最高的，但其受地形起伏的限制，因此施测速度较慢，费时费力；相比之下，三角高程测量法属于间接测量高差法，其精度不如几何水准测量的精度高，但它不受地形限制，施测速度快，工作效率高。
此外，传统三角高程测量法全站仪置站点需要在已知高程点处，每次置站都要量取仪器高、棱镜高，因而增加了测量误差来源，并且实际工作中已知水准点位的分布不能完全满足施工的需要，特别在线路工程中更加如此。
因此需要对传统三角高程测量法进行优化改进，从而提出三角高程中间法测量的设想，本文通过基本理论推导和实验论证，得出该方法测设精度满足工程需要，同时可为今后类似工程项目提供参考。
2.三角高程测量方法的选择2.1 三角高程测量基本原理如图1所示，假设A、B为地面上高度不同的两点，已知A点高程为HA，测站点A至目标点B的斜距为S，竖直角为α，量取仪器高为i，目标高为t，那么B点的高程为：HB =HA+S*sinα+i-t图1 三角高程测量示意图上式即为三角高程测量的基本公式。
当两点距离较近时，地球曲率对距离测量的影响微小，可以不考虑其影响，即通过A、B两点的铅垂线认为是平行的，将距离三角形作为直角三角形处理。
从传统的三角高程测量方法中可以看出，如要测量出未知点高程，全站仪必须架设在已知高程点上，同时还必须量取仪器高和棱镜高，其局限性明显，也增加了误差来源。
如果能将全站仪像水准仪一样任意架设，同时又不量取仪器高和目标高的情况下，利用三角高程测量得到两点的高差进而推算出待测点的高程，那么不仅提高了工作效率，同时又减少了误差来源，其理论精度上应高于传统三角高程。
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文章编号:1672-8262(2008)06-98-04 中图分类号:P224 文献标识码:B测距三角高程法在凫洲大桥跨河水准测量中的应用李军国** 收稿日期:2008 07 09作者简介:李军国(1976 ),男,工程师,主要从事于市政工程测量技术工作。
(广州市市政工程设计研究院,广东广州 510060)摘 要:文章结合鳬洲大桥的场地特点,有针对性地进行技术方案设计,并对采用测距三角高程测量法实施二等跨河水准测量的误差来源进行分析,采取相应的措施和手段,有效消除和减小了误差项的影响,取得满意的效果。
关键词:跨河水准;测距三角高程;精度分析1 引 言凫洲大桥位于广东省珠江入海口凫洲水道之上,处于凫洲水道与蕉门水道交汇口附近。
该大桥近南北走向,全长4209m,其中南、北引道分别长650m 和685m,桥宽30m,跨越水面宽度约2300m 。
大桥引桥和主桥上部结构拟分别采用12 130m +16 40m +13 30m +27 40m 预应力砼连续箱梁和72m +2 130m +72m 预应力砼连续刚构,为多跨桥梁,桥梁总长L =2874m,单跨桥梁最长L k=130m 。
如何在跨越水面宽约2 3km 的水域,选用合适的跨河水准测量方法建立高精度的高程控制网,是保证该工程顺利实施的关键工作之一。
2 跨河水准测量技术方案根据有关规范规定,本项目跨河水准测量等级选用国家二等,采用测距三角高程法并对其进行技术设计,实施方案主要有以下几个方面。
2 1 观测网的布设图1 跨河水准示意图如图1所示,在河边两岸分别选取4个点A 、B 、C 、D,至河道距离约5~10m ,4个水准点构成大地四边形,跨河视线长度为d2!d3!d5!d6!2300m,同岸点间距离d1!d4!10m 。
跨河处两岸堤顶高在8 5~9 0m (广州市高程系统,下同)之间。
河床水面标高在3 0~3 5m 之间。
两岸地形及观测场地条件基本相似。
观测时视线高度约10~10 5m 。
视线离水面(最高潮水位)高约6 5m 。
跨河视线垂直角在∀1#范围内。
2 2 仪器设备选用2台TC2002全站仪,其方向观测精度为0 5∃,测角最小显示为0 1∃,测距精度为m s =∀(1mm +1ppm ),测距显示0 1mm ;2台威特N3精密水准仪和线条式因瓦水准标尺,仪器标称精度为∀0 2mm /km;采用150mm 750mm 的特制觇板。
2 3 观测方法距离测量与垂直角观测分开进行,但需保证各测回数量平均分布于各时间段。
(1)本岸测站点间高差测定本岸测站点间高差采用几何水准测量的方法直接测定,将AB 和CD 作为一个测站,按同级水准测量要求进行往返观测,取往返测高差中数作为测站点间高差的正式成果。
(2)距离观测各测站点间距离采用全站仪测定,平距直接采用全站仪输入各项参数后的改平平距。
每照准一次,读4次数为一测回,共测6组,取其均值为最终水平距离。
(3)垂直角观测设A 、D 两点同时架设全站仪,B 、C 两点竖立附带觇板的因瓦水准标尺,同时观测本岸近标尺(与仪器在同岸的标尺为近标尺,在对岸的为远标尺),观测完毕后再同时观测对岸远标尺,观测步骤、顺序见表1。
至步骤4完成后,第1个仪器位置的观测结束。
2台仪器共完成4个单测回。
重复表中步骤,共测10组。
上、下午组数相等,完成半数组后观测员、仪器、标尺相互调岸,再进行余下组的观测。
垂直角观测顺序表 表1步骤岸别%&测站觇标测站觇标1A BC DCB2B AC D CA3B AD C DA4A BD C DB3 主要误差及应对措施结合理论依据和工程特点,找出当采用测距三角高程测量方法进行跨河水准测量时的主要误差来源,并采取相应的方法和措施来消除或减小其影响。
3 1 误差来源及精度分析众所周知,跨河水准测量采用测距三角高程法的基本原理是根据由测站点向照准点所观测的垂直角和两点间的距离,运用三角公式计算AB两点间的高差,其单向高差计算模型(顾及球差和气差改正时)为:h A B=D∋tan +i-v+ff=p+r=(1-k)D 22Rp=D2 2Rr=-k D22R(1)式中:D为水平距离, 为垂直角,i为仪器高,v为觇板高,R(R=6370k m)为地球半径,k(本文取值k= 0 157)为大气折射系数,p为地球曲率而产生的高程误差(球差),r为大气折射对三角高程的影响(气差)。
根据误差传播定律,由式(1)可推导得:m2hAB =D2cos4 ∋ 2∋m2 +[tan2 +(1+k2)R2∋D2]∋m2D +D44R2∋m2k+m2i+m2v(2)依据经验并结合本工程特点,影响本次三角高程测量精度的主要因素有:(1)垂直角 的误差:根据规范要求,本跨河水准测量要求有20个双测回数,即40个单测回。
当采用TC2002全站仪在每个测站进行盘左、盘右观测共10测回取均值且不考虑其他因素影响时,依据误差理论其算术平均值的中误差m =m2n!∀0 22∃。
当D=2300m, =1#时,(2)式右边第1项为6 02mm2。
(2)测距D的误差:由D=S∋cos ,可得:m2D=cos2 ∋m2s+si n22m2(3)式(3)中,第2项是一个微小量,忽略不计,当D= 2300m, =1#时,m D!m s!∀3 3mm,(2)式右边第2项为1 46mm2。
(3)k的误差:折光系数k主要取决于温度梯度和大气密度。
当地形条件趋于一致、天气稳定、气温变化较小且同时对向观测时有(k!0,m k!0,式(2)右边第3项近似为0 00mm2。
在作业时,应选择气温较为稳定的阴天同时进行对向观测,通过对向观测的往返高差取均值后,可大大削弱k值的误差影响。
(4)i和v的量测误差:利用三角形ABC高差闭合环的条件,根据观测量可求得h AC和h A B,并经过公式变换可以得到:h BC=12[(d2∋tan AC-d3∋tan DB)+(d4∋tan DC-d1∋tan A B)+(c AC∋d22-c DB∋d32)]-v C+v B(4)由式(4)可以看出h BC中已不再含有A、D两点的仪器高,从而大大消除了因仪器量高所引起的误差。
作业时,觇板高严格精确对准在固定某一整数分划,其所含误差为固定觇板时对准标尺整数分划的人眼视觉误差,按人眼的最小分辨率,取值为m v=∀0 1mm。
分别将上述数值代入式(2),有m2hAB=6 02+1 46+0 00+0 1=7 58mm2,即m hAB=2 75mm。
由此可知,垂直角 的误差影响贡献最大,是本次跨河水准的主要误差来源,应采用测角精度较高的仪器和增加测回数以减小该误差;其次是测距D的影响,其影响相对较小,作业时距离取6组的往返测的平均值作为测距最或然值即可;k的影响在本次跨河水准测量中虽然近似为0 00mm,但其前提条件是必须严格执行相应的观测技术要求,使(k!0即m k!0,如果当k的中误差分别取∀0 01和∀0 02时,式(2)右边第3项分别等于17 24mm2和68 96mm2,其对误差的影响将大大增加且不可完全消除,故其应作为误差项的防范重点;i的量测误差可以通过公式变换计算予以消除;v的量测误差则可以通过将觇标严格精确对准在固定某一整数分划而大大减小,如固定在标尺上部某一整数分划2 000m。
3 2 消除或减小误差影响的主要措施经上述分析可知,本项目中垂直角 的误差影响贡献最大,大气折光系数k的影响程度最重要,都是防止误差扩大的主要对象。
为此,根据本工程特点,必须通过采取一定的措施加以消除,其主要措施有:(1)选择有利的观测时间。
根据本项目地区、季节和气候特点,观测时选择风力微和、气温变化较小的阴天,在呈像清晰、稳定时进行观测。
观测时间为上午7)00~10)00和下午15)00~18)00。
阴天天气稳定且其余气象元素变化不大时可全天观测。
(2)观测开始前30m i n,应先将仪器置于露天阴影下,使仪器与外界气温趋于一致;测站上搭建简易布棚或撑专用太阳伞,注意防晒;水准标尺应用尺架撑稳,固定标尺,并使圆水准器的气泡居中,观测前检查觇标的指标线是否有滑动。
(3)对向观测时,应使用对讲机进行沟通指挥,确保两岸同一测回的观测,能做到同时开始与结束,尽量缩短一段时间内的测回观测时间,一测回的观测完成后,应间歇15~20m i n,再开始下一测回的观测。
(4)一测回的观测中,必须确保上、下两个半测回对远标尺观测的视准轴不变;跨河水准测量取用的全部测回数,上、下午应各占一半,仪器I,II位置测回数应相等。
(5)跨河观测时,应对两岸的普通水准标石与标尺点间进行一次往返测,作为检测标尺点有无变动的基准及测站点间的高差,检测限差符合国家二等水准测量的规定。
(6)为防范(k的影响,充分利用工程场地条件,使用仪器进行初步观测以辅助选点和埋石,要求远标尺的对边及相邻边的点间距离较差小于5 0m,各观测点间的高差小于0 5m,且选点所构成的四边形应尽可能与流水方向垂直。
4 数据处理4 1 观测结果及其质量检核观测结果按国家二等水准测量的精度要求进行检核:每条边各单测回高差间的互差不大于d H限=4∋M(∋N∋S=41 0202 3=27 1mm(M(为每千米水准测量的偶然中误差限值,二等为1 0mm; N为双测回的测回数,本案为20;S为跨河视线长度,本案为2 3km);由大地四边形组成3个独立闭合环,用同一时段的各条边高差计算闭合差,各环线的闭合差不大于W=6∋M w∋S=62 02 3=18 2mm (M w为每千米水准测量的全中误差限值,二等为2 0mm)。
对观测数据进行检核,垂直角观测时的同一标志4次照准读数差小于3∃,同一标志垂直角互差小于4∃;高差间的互差最大为23 1mm,环线闭合差最大为9 9mm,均小于限差;两岸间远标尺的对边及相邻边的点间距离较差最大4 302m(小于设计5 0m);各观测点间的高差最大0 25m(小于设计0 5m);以上合限观测计算结果见表2。
观测结果 表2边(环)观测高差值/m 高差平均值/m最大高差不符值/mm边(环)长/m备注AB0 01470 01500 01520 01520 01490 01530 01490 01520 01500 01520 01510 69 766 AC-0 2308-0 2334-0 2347-0 2269-0 2264-0 2239-0 2293-0 2295-0 2293-0 2295-0 2294-10 82301 611AD-0 2318-0 2292-0 2261-0 2358-0 2127-0 2316-0 2250-0 2308-0 2218-0 2235-0 2268-23 12303 424 BC-0 2579-0 2406-0 2464-0 2405-0 2464-0 2438-0 2443-0 2475-0 2460-0 2458-0 2459-17 42304 135 BD-0 2432-0 2354-0 2396-0 2383-0 2429-0 2390-0 2361-0 2433-0 2396-0 2390-0 2396-7 92305 913 CD0 00510 00530 00540 00490 00460 00540 00490 00530 00500 00520 00510 89 532高差边ABC-0 01240 00790 00350 0016-0 0051-0 0046-0 0001-0 0028-0 0017-0 0011-0 00154615 512 ABD0 00340 00880 00180 0128-0 01530 00780 00380 0027-0 0028-0 00030 00234619 103 ABCD-0 00270 00780 0049-0 0010-0 0062-0 00520 0032-0 00390 00970 01090 00994626 822闭合环4 2 平差计算按照条件平差的原理对跨河水准网进行严密平差,6个观测值,3个多余观测,组成3个条件方程式,平差结果如表3。