全站仪中间法与水准测量的精度比较_何习平
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替代二等水准测量研究
摘要：在地形起伏较大的地区，采用全站仪中点法进行三角高程测量，能大大减少劳动强度，提高作业效率，有较强的实用性。 基于此，本文从三角高程测量的原理出发，分析其误差来源及精度，最终通过实例验证了利用全站仪中点法替代二等水准测量的可 行性。 关键词：ｉ角高程测量；二等水准；全站仪中点法；误差；精度 中图分类号：Ｐ
，ｎ２．．。＝［ｔａｎＳｏｑ＋半】ｍ：。十ｔａｎｓｏｔ：＋
等华］ｍ乞＋（击＋兰４序２
（Ｄ４＋Ｄ４’磊ｍＫ
（８） 式（８）中，实例采用索佳ＳＥＴｌｌ３０Ｒ３全站仪进行观测，则
３全站仪中点法三角高程测量与水准仪测量的比较
为了检验伞站仪中点法在实际工程中是否能达到二等的精 度要求，实验选取一闭合环，如图２所示。分别利用伞站仪和水 准仪施测，起始点Ａ的高程定为０．０００
ｓｅｃ・
由表３可知，当前后视距差在５ ｍ内时，所测的高差均在限 差范围之内。所以在利用全站仪中点法替代二等水准测量时， 应将前后视距差控制在５ ｍ之内，以便达到所需的测量精度。
４结束语
本文通过研究全站仪中点法ｊ角高程测鼍的误差来源及其 影响．并对测鬣精度进行分析，得出了全站仪中点法三角高程测 量在竖直角ａ≤１００，两点水平距离Ｄ≤２００ ｍ时可以代替二等 水准测量．且当ａ≤５。，Ｄ≤３００ ｍ时，也能达到二等精度要求。 通过实验，验证了用全站仪中点法替代二等水准测茸的可行性， 得｝｛｛在全站仪中点法代替二水准测量时应将前后视距差控制在
ｍ时进行高差测
量，并与水准仪所测的高差进行比较，检查两者高差之差是否在 限差之内，从而判断视距差对全站仪中点法测量的影响，实验结 果如表３所示。 表３
Ｔａｂ．３
前后视距差对全站仪中点法三角高程测量的影响 Ｔｈｅ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｆｏｒｗａｒｄ ｖｉｓｉｏｎ ｄｉｓｔａｎｃｅ ａｎｄ
全站仪三角高程测量与四等水准测量的精度比较分析
全站仪三角高程测量与四等水准测量的精度比较分析作者：王继辉来源：《城市建设理论研究》2013年第16期摘要：根据全站仪三角高程测量的原理和方法，对一条附合水准路线分别进行全站仪三角高程测量和水准仪四等水准测量，应用误差传播定律对两者的测量精度进行了对比分析。
结果表明，全站仪的测量精度略高于水准仪的测量精度，且使用较方便，受地形限制小，作业效率高，全站仪三角高程测量可以代替四等水准测量。
关键词：全站仪三角高程测量；四等水准测量；误差分析中图分类号：P2 文献标识码：A 文章编号：引言随着测绘技术的发展，全站仪已广泛应用于控制测量、地形测量及工程测量中。
但是由于全站仪在测设竖直角时盘左和盘右的偏差较大且不稳定，全站仪三角高程测量能否代替水准测量，很多学者有不同的看法。
因此，本文根据全站仪三角高程测量的原理和方法，在平原微丘区的地形上，拟对一条附合水准路线分别进行全站仪三角高程测量和水准仪四等水准测量，应用误差传播定律对两者的测量精度进行比较分析，以确定两种测量方法的优劣。
1、工程概况本研究中主要对从大连市地铁D级GPS控制点DK027至控制点B2间的测点，分别进行全站仪三角高程测量与四等水准测量，并进行实测高程精度比较分析。
已知控制点DK027,B2的高程分别为66.788m和67.519m，测量长度约1.4km，附合水准路线走向图如图1所示。
全站仪采用PENTAXR-325N型，由江西南昌宾得全站仪生产供应商提供；水准仪采用科力达NL30A型，由南方测绘仪器有限公司生产。
在测量前均对仪器进行了校正，仪器精度均满足要求。
在天气晴好的情况下，先用全站仪进行测量，利用三角高程对向观测方法，仪器架设6站，完成了附合水准路线的测量；再用水准仪进行测量，按照四等水准双面尺法观测方法，仪器架设9站，完成测量。
图1附合水准路线走向图2、全站仪三角高程测量2.1三角高程测量原理如图2所示，设A,B为地面上高度不同的2点，已知A点的高程HA，只要知道A点对B 点的高差HAB，即可由HB=HA+HAB得到B点的高程HB。
全站仪在水准测量中的应用与研究
随着我国高速公路等大批基础工程项目的开工建设，全站仪在工程的设计和施工中越来越得到更加广泛的应用。
众所周知，全站仪能快速测量角度和距离，因此全站仪普遍用来确定二维平面坐标。
而在高程确定方面，通常用全站仪进行三角高程测量，这样的测量成果精度一般都难以达到等级水准测量的规范要求，所以进行等级水准测量时依然普遍使用水准仪。
其实，在工程施工过程中，只要对全站仪的操作使用采取一定的措施，用全站仪在一定范围内进行等级水准测量是可行的，而且效率可以得到很大的提高。
1.全站仪进行水准测量的原理及操作过程中应注意的问题由三角高程测量的原理我们知道：待测点高程=测站点高程+仪器高+高差-觇标高其中，高差部分由于球气差（通常把地球曲率和大气折光对高差影响，分别叫做“球差”和“气差”）的存在不能准确获得，所以直接采用三角高程测量是不能得到符合规范要求的高程结果。
在实际施工过程中，把全站仪当作用来“传递高差”的特殊“水准仪”，通过全站仪获得两观测点的准确高差来得到符合规范的成果。
把全站仪架设在两个观测点之间，仪器的位置大致处于中间，为了能够清晰地照准觇标，前后视距最好控制在500m 以内，如图1。
图1全站仪测量水准高程示意图操作过程中应注意的问题有以下几点：（1）架设仪器的位置尽可能在同两观测点距离相等的地方，观测过程中仪器必须始终处于精平状态。
天气最好是阴天，尤其避免雨后有太阳照射的天气；（2）每次的照准都必须用十字横丝切准觇标上和棱镜中心相对应的标志；（3）观测点上的棱镜必须牢固地架设，换站时前视点只需将棱镜转换方向即可，不要重新架设；（4）同一站观测要采用正倒镜观测，取平均值来减少指标差对高差的影响，而且在两控制点之间的站数尽量是偶数。
全站仪对应的测站地面点高程假设是H 测站，仪器高为i ，前后观测点的编号是1、2，对应点的高程值分别为H 1，H 2，相应的觇标高分别是v 1，v 2。
根据三角高程测量的原理，可知：H 1=H 测站+i+S 1sin α1-v 1+(1-k 1)D 12/(2R)H 2=H 测站+i+S 2sin α2-v 2+(1-k 2)D 22/(2R)式中：k 1，k 2是相应观测点处的大气垂直折光系数，R 是地球半径，由此可得两观测点之间的高差：b 12=S 2sin α2-v 2+(1-k 2)D 22/2R-[S 1sin α1-v 1+(1-k 1)D 12/(2R)]=(S 2sin α2-S 1sin α1)-(v 2-v 1)+[(1-k 2)D 22-(1-k 1)D 12]/2R 其中球气差对高差的影响部分，即[(1-k 2)D 22-(1-k 1)D 12]/(2R)=C ，虽然球气差中的大气垂直折光系数k 1、k 2难以确定，但是同一时间，相同地段的大气垂直折光系数k 1、k 2基本相同，即：k 1≈k 2=k ，而且在实际的操作过程中，当前后视测点确定以后，为了尽量不调整物镜焦距就能够清晰地照准觇标，这就要求前后视距D 1、D 2相对比较接近，通常前后视距之和选择在500m 以内，球气差对高差的影响值C 大小见表1。
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。
全站仪中点法三角高程测量替代二等水准测量研究
AB
= 20 1 . 055 1 . 056 1 . 056 3 . 394 1 . 090 1 . 091 1 . 091 3 . 795 1 . 130 1 . 130 1 . 130 4 . 175 1 . 323 1 . 323 1 . 324 5 . 367 1 . 620 1 . 620 1 . 621 6 . 573
( D1 - D2 ) D /m /m = 5 0 80 5 10 限差 0 100 5 10 限差 0 120 5 10 限差 0 200 5 10 限差 0 300 5 10 限差 0. 377 0. 377 0. 379 二等 0. 432 0. 432 0. 433 二等 0. 490 0. 491 0. 492 二等 0. 744 0. 744 0. 744 二等 1. 079 1. 079 1. 080 二等
2 1 + K2 D 1 m2 + tan2 2 + D1 2 R 2 m2 D2 D2 1 + K2 D 2 m2 + 1 2 + + D 2 2 R2 cos4 1 co s4 2 2 mK 4 ( 8) D4 1 + D2 4R 2 式 ( 8) 中 , 实 例采 用 索佳 SET 1130R3 全 站仪 进 行观 测 , 则 m = 1 , mS = 2 + 2 10- 6 S mm, 由于 D = S cos , 所
1 全站仪中点法三角高程测量原理
全站仪中点法三角高程测量是将全站仪置于已知高程点和 待测高程点中间 , 在不量取仪器高的 情况下 , 利用三角高程测量 原理测出待测点的高程。这种方法因全站仪到待测点和已知点
如图 1 中 , 假设 A 为 已知 高程点 , B 为 待测 高程点 , 在 距离 A 点和 B 点大致相等的位置 C 点安置 全站仪 , 根 据三角高 程测 量 原理 , 可以得到 : hCA = S1 s in 1 + f1 + f 2 + i - l1 ( 1)
全站仪中间法三角高程测量代替四等水准的可行性研究
全站仪中间法三角高程测量代替四等水准的可行性研究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，其高差测量精度可达三、四等水准测量的要求，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。
本文通过分析全站仪中间法三角高程测量的施测方案，采用合理的观测方法使大部分系统误差在观测和计算中相互抵消，对剩余的残余误差进行理论分析，对基于该方案的全站仪高程测量的精度作出理论评定，证明了该测量方法的可行性。
现在大多数测绘工作中的控制测量数据采集过程中仍采用传统的测量方法，即平面控制测量使用GPS采集数据，高程控制测量采用水准仪采集数据。
全站仪三角高程测量使用较少。
这种局面产生的原因是：人们普遍认为用全站仪测高程的精度较低，达不到高程控制测量。
在高程控制测量中，传统的水准测量在山区或高差较大的地区受地形起伏的限制，工作效率低。
采用全站仪三角高程测量方法，既能提高效率，又能保证质量，它是一种在地形起伏较大的山区非常实用的方法。
只要采取适当的作业措施，在特定的地形和施测条件下，其测量数据是正确可靠的。
用全站仪三角高程测量代替三等及以下的水准测量有其可行性，特别是地形起伏较大的山区是一种非常实用的方法，可大大降低工作量。
1三角高程测量的基本原理进行三角高程测量所使用的仪器为全站仪。
如图1.1，已知A点的高程为，欲测定B点的高程。
在地面上A、B两点之间测定高差，在A点设置仪器，在B点竖立反射梭镜。
量取望远镜旋转轴中心L至地面上A点的高度称为仪器高i，棱镜的反射中心至地面点B的高度成为目标高v，测出A、B两点的距离及倾斜视线与水平视线所夹的竖角，其原理如图1.1所示：图 1.1 三角高程测量基本原理如果已经测定A、B两点间的水平距离，则A、B两点间的高差计算公式为：（1.1）如果已经测定A、B两点间的斜距离S，则A、B两点间的高差计算公式为：（1.2）若A点的高程已知为，则B点的高程为：（1.3）由此可见，高差的误差主要受测量斜距S的误差、测量竖角的误差影响以及棱镜高和目标高的影响。
浅谈全站仪测量与GPS测量的精度比较
业业业业尘业业业业童业坐坐鼗业业啦堂业业业业业鼙坐肇坐业业坐坐坐坐坐坐坐坐簟章坐业坐业业妊坐业ｊｌ｝
当前，随着工业、网络技术和自动化应用技术的不断发展，加强了工 程物探专业的相关的理论。工程物探探测设备也得到了很大的发展，它 们具有采样密度集中、低成本、高效率、信息量加大的特点。工程物探探 测设备可以使我们获得较为连续的地址界面，充分的解决勘探孔深度和 间距的定位不合理，测试取样分布的不充分等问题。比传统的勘察手段 有着很大程度的改良，在这种设备使用时，较小的受地形和环境的限制， 并且可以很大程度上节省工程的时间、金钱和人力物力资源，准确度也 相对较高。每一个工程要想达到最理想的结果，仅仅依靠一种技术是不 行的，需要结合其他的钻探技术，达到扬长避短的效果，使得勘察的数据 更加精准，从而保证工程顺利的进行。 参考文献 『１１宋永健，高怀真＿工业与民用建筑岩土工程勘察计算机处理系统”系统 简介田．大坝观测与土工测试，１９９６，４． ［２ｌ ｒ扣华人民共和国标准．岩土工程勘察规范（ＧＢ５００２１—２０００１）．中国建筑 工业出版社，２００２． ｆ３１陈考培，甘德福．岩土工程勘察技术发展动向明．上海地质１９８７，３． 『４１刘玉荣．岩土工程勘察中地下水问题的探讨叨．宁夏工程技术，２００６，５
３选点
选点的科学与否。也是影响仪器外业控制质量和控制网测量成果精 度的重要因素。仪器观测的一次观测距离长，对点位布设具有较大的灵 活性，在实际的公路工程测量中选点应满足交通部行业标准《公路勘测
规｝酚（ｍ０６１—９９）的规定。选点应考虑控制网的设计要求及测区的自然
地理情况的要求，一般说来选点应满足以下几点要求： （１）相邻点位要通视，应选在交通方便、土质坚硬、稳定的地方，以便 于埋设、长期保存和安置仪器。 （２）点位应选在地势较高，平坦且视野开阔的地方，视场内不应有高 度角大于１５。的成片障碍物，还应考虑日后便于进行加密、扩展、寻找和 碎部测量及施工放样。这样，不仅充分发挥了加密控制点的控制作用，更 重要的是使放样点精度得到了保证。 （３）相邻点各边的长度应尽量接近于平均边长，且不同相邻点各边 长不应相差过大，选择的控制点数量要足够，以便控制整个测区。 （４）所选的控制点，必须满足观测视线超越（或旁离）障碍物１．３。以 上。 （５）路线平面控制点的位置应沿线布设，距路中心的位置宜大于５０ｍ 且小于３００ｍ，同时应便于测角、测距、及地形测量和定线放样。 （６）在桥梁和隧道处，应考虑桥隧布设控制网的要求；在大型构造物 的两侧应分别布设一对平面控制点。
全站仪中间法和全站仪对向观测法的比较
全站仪中间法和全站仪对向观测法的比较[摘要]高程控制测方法中，水准测量是最常用的作业方法，精度较高但工作量大。
三角高程测量是替代水准测量的主要作业方法，在实际作业中三角高程对向观测法应用的较为普遍，随着全站仪的普遍使用，采用全站仪中间法更能提高效率。
本文就三角高程对向观测和全站仪中间在作业方法、工作效率和测量精度等方面做了对比。
【关键词】三角高程；全站仪；中间法；对向观测法几何水准测量作为高程控制测量的传统方法，普遍应用已有相当长的历史，但精度较高，但效率低下、劳动强度很大。
用经纬仪进行三角高程测量可以在很大程度上提高工作效率，但精度较差。
随着科技的进步，到目前全站仪已广泛使用于各种测量作业，全站仪的测距和测角精度都有了很大提高，使的三角高程测量的精度有了较大提高。
下面就全站仪中间法和对向观测法从原理、效率、精度方面作一比较。
在本文以下的讨论中，假设在测距时全站仪正确设定了温度和气压参数，所有的推导过程不再考虑由温度和气压带来的误差。
1、全站仪三角高程对向观测法原理如图1所示：首先将全站仪安置于A点，量得仪器高为i1，B点安置反射棱镜，棱镜高为v1。
测得斜距为S1，垂直角为α1由图1考虑到地球曲率和大气折光的影响，可得出A、B两点的高差hAB 的计算公式：1.1然后将全站仪安置于B点，量得仪器高为i2，A点安置反射棱镜，棱镜高为v2。
测得斜距为S2，垂直角为α2同理可得出B、A两点间的高差计算公式：1.2采用对向观测法时，应取往测和返测高差的平均数作为最终的高差结果：1.3可以看出：在上式中S1cosα1和S2cosα2为A、B两点间的水平距离，所以有：由上式有：1.4综合1.3式和1.4式，可得出：1.5对上式进行整理：1.6由1.6式可知，通过对向观测可以抵消地球曲率和大气折光的影响。
2、全站仪三角高程中间法原理如图2所示：将全站仪安置于A、B两点之间的中点O点，量得仪器高为i；分别在A、B两点安置反射棱镜，设置两个棱镜等高为v。
中间法测距三角高程测量精度分析研究
中间法测距三角高程测量精度分析研究摘要：在工程的施工过程中，常常涉及到高程测量。
传统的测量方法是水准测量、三角高程测量。
水准测量是一种直接测高法，测定高差的精度是较高的，但水准测量受到地形起伏的限制，外业工作量大，施测速度较慢。
因此，研究了全站仪中间法三角高程测量，推导了全站仪中间法高程测量的计算公式，并运用误差传播定律导出了高程测量精度的计算公式，分析了有关误差来源对高程测量精度的影响，从而达到提高高程测量效率的目的。
关键词：三角高程测量全站仪中间法精度分析实验研究中图分类号：P221.1 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）01（c）-0146-02在高精度的高程测量中，主要用水准仪采用传统的测量方法进行。
水准测量具有较高的测量精度，但会受到地形起伏的限制，在坡度较大和地形比较复杂的地区，因测站增多，精度降低，外业工作量和测量成本增大，施测速度较慢。
随着测量技术的发展与测量仪器的更新进步，三角高程测量的应用变得越来越广泛，三角高程测量以其简便灵活、受地形条件限制较少的优势，正在逐步代替一定范围内的水准测量工作。
但是三角高程的精度与多种因素有关，要想让三角高程测量在一定程度上代替水准测量，如何提高其测量精度成为当前研究的主要任务。
1 全站仪中间法三角高程测量的原理可见：采用中间法三角高程测定高差可以消除量取棱镜高、仪器高的影响，其精度只与测定距离、垂直角的误差以及球气差有关。
但对现在的大多数全站仪而言，仪器已经对距离自动进行了气象、基准面以及加常数的改正，且仪器性能可靠，精度稳定。
所以，测距误差对高差的影响已经降到次要地位。
其中影响最大的还是垂直角的测定误差，主要包括照准误差、读数误差和全站仪本身的误差，而照准误差的影响最大，全站仪读数均为电子自动显示，读数误差则没有人为影响，全站仪本身的误差为全站仪竖盘指标差，竖盘指标差在仪器使用说明书中已经给定。
球气差对高差观测结果也有一定的影响，k值的确定是否准确是影响球气差计算的关键，而k值受地区、季节、气候、地面覆盖物和实物超出地面高度等因素的影响，但其在一天内的变化是有规律的，中午前后稳定，日出日落变化较大，因此应该选择在合适的时间进行观测。
全站仪中间法代替二等水准测量的精度分析与实验[1]
![全站仪中间法代替二等水准测量的精度分析与实验[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/342a591910a6f524ccbf85c4.png)
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°
全站仪中间法三角高程测量精度分析及应用
全站仪中间法三角高程测量精度分析及应用1龚军 2、王敏昆明子午环测绘咨询服务有限公司云南昆明 650000摘要：利用三角高程测量，建设高程控制网，可以显著提升野外测量效率。
三角高程测量原理，可以消除仪器高、目标高量取误差，确保测量准确度。
在本文研究中，注重分析三角高程测量原理，按照误差传播定律，推导误差传播公式，同时分析高差测量影响因素，仅供参考。
关键词：全站仪中间法；三角高程测量；精度分析现代科学技术支持下，测绘技术可以显著提升测量距离准确度，保证测量角度准确性。
通过全站仪装置，科学测量三角测量高程，技术可靠性非常高，被广泛应用到各测绘作业中。
视觉阻碍多、高差大山区，开展三角高程测量时，测量效果显著高于传统水准测量法。
在三角高程测量时，因受到空间地域影响，照准方向少，无法全面应用到全站仪的固化程序。
通过长期测绘实践可知，全站仪技术可以实现角度测量、边长测量、坐标测量、高程测量。
本文重点分析三角高程测量精度，合理应用全站仪中间法，验证高程测量效果。
1、基本原理Ⅰ、Ⅱ为地面两点，通过全站仪中间法，测量两点间高差。
在Ⅰ、Ⅱ两点间，放置棱镜，高度为vⅠ、vⅡ，O为全站仪设站位置，到两点间的距离相等，且两点间实现通视效果。
按照三角高程原理，O-Ⅰ距离高差为hOⅠ，即： (1)在（1）式中，表示视线斜距；表示竖直角；表示曲率改正数；表示折光改正数；i表示仪器高度；表示棱镜高。
地球曲率、大气折光影响表示如下：……（2）在（2）式中，R表示曲率半径，K表示折光系数。
按照分析可知，Ⅰ、Ⅱ两点间高差为：……（3）。
在（3）式中，通过全站仪中间法，测量三角高程，无需对仪器高度进行量测。
在测量操作时，Ⅰ、Ⅱ两点使用相同中杆、棱镜，无需变换高度，规避仪器高，目标高量取误差。
测量误差来源，涉及到大气折光误差、竖直角测量、距离测量等。
2、精度分析按照误差传播定律可知，对（3）公式进行全微分处理，推导Ⅰ、Ⅱ两点间高差误差传播计算公式。
全站仪中间法三角高程测量分析
2012年第29期(总第44期)科技视界Science &Technology VisionSCIENCE &TECHNOLOGY VISION 科技视界0引言确定地面点高程的测量工作,称为高程测量,按所使用的仪器和施测方法不同,高程测量方法主要有水准测量、三角高程测量、GPS 高程测量。
水准测量精度高,可用于任何等级的高程测量,但劳动强度大、进度慢。
全站仪三角高程测量受地形条件的限制少,具有测距精度高、测量速度快、适用范围广等特点,采用全站仪中间法三角高程测量,既可以避免量取仪器高和棱镜高所产生的误差,减少三角高程的误差来源,又有水准测量的任意设站的特点,灵活自由设站且不用对中,极大地提高了作业效率,在一定范围内可替代三四等水准测量。
1三角高程测量的传统方法如图所示,设A,B 为地面上高度不同的两点。
已知A 点高程H A ,只要知道A 点对B 点的高差H AB 即可由H B =H A +H AB 得到B 点的高程H B 。
图1三角高程测量示意图图中:D 为A、B 两点间的水平距离,а为在A 点观测B 点时的垂直角,i 为测站点的仪器高,t 为棱镜高,H A 为A 点高程,H B 为B 点高程,V 为全站仪望远镜和棱镜之间的高差(V=Dtanа)首先我们假设A,B 两点相距不太远,可以将水准面看成水平面,也不考虑大气折光的影响。
为了确定高差hAB,可在A 点架设全站仪,在B 点竖立对中杆,观测垂直角а,并直接量取仪器高i 和棱镜高t,若A,B 两点间的水平距离为D,则hAB=V+i-t故H B =H A +Dtanа+I-t (1)或H B =H A +i+S sin α-t这就是三角高程测量的基本公式,但它是以水平面为基准面和视线成直线为前提的。
因此,只有当A,B 两点间的距离很短时,才比较准确。
当A,B 两点距离较远时,就必须考虑地球曲率和大气折光的影响(当两点距离大于300m 时,须加球气差改正数,或采用对向观测后取平均高差的方法,抵消球气差的影响)。
中间设站法精密三角高程测量在基坑监测中的应用
中间设站法精密三角高程测量在基坑监测中的应用孙愿平姚培军刘洪臣(中兵勘察设计研究院，北京 100053)【摘要】几何水准法是目前基坑竖向位移监测的常规方法，该方法受基坑施工场地环境的影响较大，在一些空间狭窄的基坑工程中很难进行施测。
简述了三种三角高程测量方法的特点，并选用了中间设站法精密三角高程测量作为研究对象。
研究了中间设站法精密三角高程测量的误差来源及精度，结合工程测量试验,分析了TCA2003 全站仪中间设站法精密三角高程测量的实测精度及其替代二等几何水准测量的可行性和可靠性，给出了中间设站法精密三角高程测量应用于基坑竖向位移监测的条件及操作流程。
【关键词】测量机器人；基坑竖向位移监测；中间设站法精密三角高程测量；精度【中图分类号】P 224.3【文献标识码】A doi:10.3969/j.issn.1007-2993.2013.04.003 The Application of Precise Trigonometric Leveling in Foundation PitMonitoringSun Yuanping Yao Peijun Liu Hongchen(China Ordnance Industry Survey,Design&Research Institute,Beijing 100053,China)【Abstrct】Geometric geoid method is the conventional method of foundation pit vertical displacement monitoring. This method is strongly influenced by the environment of foundation pit construction site. It is hard to measure in some narrow space foundation pit engineering. In this paper, the characteristics of three trigonometric leveling methods were summarized, and the source of measuring error and accuracy of total station precise trigonometric leveling was studied. Combining with engineering survey test, the measurement accuracy of TCA2003 total station precise trigonometric leveling was discussed. Then the feasibility and reliability of substituting precise trigonometric leveling for second-order leveling was analysed. Finally, the process and condition of the application of total station precise trigonometric leveling were put forward.【Key words】measuring robot; foundation pit vertical displacement monitoring; total station precise trigonometric leveling; accuracy0 引言随着城市化进程的不断加快，城市建设基坑工程得到了充分的发展和推进。
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。
全站仪中站法高程测量探讨
收稿日期:2010-02-23作者简介:高 诚(1982)),男,河南永城人,工程师,2004年毕业于河南理工大学,现从事矿山测量工作。
全站仪中站法高程测量探讨高 诚(淮南矿业集团潘北矿,安徽淮南 232087)摘要:利用传统三角高程测量的原理和方法推导出井下全站仪中站法高差测量的计算公式,应用误差传播定律分析了该方法的测量精度,并与水准测量的精度进行比较,从而得出在一定条件下该方法可代替井下三等水准测量的结论。
关键词:中站法;三角高程;水准测量;精度分析中图分类号:TD 175.2 文献标识码:A 文章编号:1003-0506(2010)06-0039-02D iscussion on H eight Survey by M et hod ofM iddle Observation Station Setti n gU sing Total Station I nstru m entGao Cheng(P anbei M ine ,H uainan CoalM ining Group C o .,L t d.,H uainan 232087,China )Abstrac t :A cco rd i ng to t he theory o f tr i ang le elevati on survey w it h tota l sta tion i nstru m ent under coa lm i ne ,the he i ght difference f o r mu la w as derived ,and the errors o f aff ec ti ng height d ifference and its prec isi on w ere ana lyzed i n the paper ,and the contrast w ith leveli ng sur -vey precisi on was m ade 1It i s consi dered tha t tr i ang le e lev ati on survey o f tota l sta tion i nstru m ent can rep l ace three -g rade leve ling survey under coa lm i ne and m eet three -grades l eve li ng prec isi on demand i n a g i v en li m its 1K eywords :me t hod o f m iddle observa ti on sta ti on setti ng ;triang l e e leva ti on ;leve ling survey ;precision ana lysis煤矿测量中常用的高程测量方法主要有水准测量和传统的三角高程测量。
全站仪三角高程替代四等水准测量精度分析
全站仪三角高程替代四等水准测量精度分析全站仪三角高程替代四等水准测量精度分析生产部测量组李刚摘要根据全站仪三角高程测量的原理，推导了全站仪三角高程侧量高差的公式，对全站仪三角高程测量的高差进行了精度分析，认为用全站仪代替水准仪进行高程测量，在一定范围内可达到三、四等水准测量要求。
关键词全站仪三角高程四等水准精度分析1 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。
测定两点间高差的方法很多，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较低，其高差测量精度较低。
随着测量技术的高速发展，全站仪现已普遍用于控制测量、地形测量及工程测量中。
全站仪集电子经纬仪、光电测距仪和数据记录于一体，其测距和测角精度大大提高，这使全站仪用于高程测量成为可能;但是，利用全站仪精确测距的优势进行三角高程测量能否普遍代替水准测量，已成为测绘人员急待解决的问题。
本文结合全站仪三角高程测量的原理和方法，应用误差传播定律，对其进行系统的精度分析，对全站仪三角高程测量代替水准测量进行了探讨。
2 全站仪三角高程测量原理用全站仪进行高程测量的方法有单向观测和对向观测法，下面分别给出其观测原理和高差的计算公式。
图1 全站仪三角高程测量原理图2. 1 全站仪单向观测测定高差的计算公式如图1所示，A为已知高程点，B为待测高程点，求B点高程，必须观测A，B两点间的高差。
将全站仪安置于A 点，量得仪器高；将反射棱镜置于B 点，量得棱镜高。
由图可得A ，B 两点间的高差为：h AB =S*sina+c-r+i-l （1）式中：S 为斜距；a 为竖直角；c 为地球曲率改正数；r 为大气折光改正数。
c 、r 为:C=22cos 2a R S （2） r=22cos 2a RKS （3）式中:R 为地球半径（6371 km ）；K 为大气折光系数。
水准测量的一些误差[1]
![水准测量的一些误差[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/e807cbed102de2bd96058831.png)
摘要：水准测量是确定公路工程地面点高程的方法之一，是高程测量中精度较高且常用的方法。
实施过程中，需要几个人合作才能完成，误差允许范围内的精度由于仪器和人为的影响而不容易控制，而且易出现隐蔽性错误，如果不能及早发现，基础资料是错误的，从而水准点高程不正确，直接影响路线纵断面设计和施工。
关键词：水准测量水准仪高程误差1. 0勘察设计过程中水准测量的问题水准测量是采用几何原理，利用水平视线测定两点间高差。
仪器使用水准仪，工具是水准尺和尺垫。
公路工程测量一般使用DS3型微倾式自动安平水准仪，每公里能达到的精度是3mm，水准仪在一个测站使用的基本程序是安置仪器、粗略整平、瞄准水准尺、精确整平和读数。
我们在实际勘测过程中按这个顺序施行，在每一水准点段测完后复核结果。
同一条公路采用同一个高程系统，测量方法是基平与中平同时测量，两台水准仪同时观测一个水准尺，间视和转点由两个人立水准尺，但两台水准仪总是同时观测一个水准尺进行读数，一个水准点段测完后检核，在每一测站，没有检查、复核，为误差的积累创造了条件，容易返工，耽误时间、浪费人力。
通过工程实践证明，这一方法经常出现错误，节选五个水准点连续错误中的一个测段结果如表1.1和1.2所示：表1.1 廊泊一级公路BM4至BM5水准点外业测量结果表1.2 廊泊一级公路BM4至BM5水准点复核测量结果表1.1经过成果整理，读数差Δh=Σ后视-Σ前视，Δh小于2mm满足规范要求。
但是施工过程中，施工单位提出问题，经过表1.2复核补充测量成果证实，外业测量的结果不正确，因此，有必要分析水准测量的误差，找出控制纠正的方法，避免错误的出现，保证项目的顺利施工。
2. 0水准测量的现状现在应用水准点与中桩分开观测的方法，水准点观测采取往返测量，成果整理要求高差闭合差f h容（f h容=Σh（1/2）。
平原微丘地区影响水准测量精度的主要往+Σh返）达到平原微丘区三等水准测量的精度不大于±20·L因素是水准路线的长度，长度越长，精度越低。