三角高程测量误差分析报告(精)

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浅谈三角高程测量误差影响因素分析

浅谈三角高程测量误差影响因素分析

浅谈三角高程测量误差影响因素分析关键词:三角高程误差分析三角高程测量是在地球自然表面进行的。

野外观测时通过量测斜距、垂直角(天顶距)、仪器高、占标高(棱镜高)后利用公式: H=S×Sina+I-V+(1-K)×(S×Cosa)2/2R 其中:H、S、a、I、V分别为高差、斜距、垂直角、仪器高、占标高,K为大气垂直折光系数R为地球平均曲率半径。

对于短程测距而言,垂线偏角和水准面不平行对高差的影响可以不予考虑,坡道弯曲改正也可以忽略不计。

对(1)式进行全微分,并转化为中误差得:m h2=(Sina×m s)2+(S×Cosa/ρ)2×m s2+m i2+ m v2+((S×Cosa)2/(2R))2×m r2下面分别讨论各项误差对三角高程测量误差的影响:1.测距误差对高程误差的影响电磁波测距误差一般可分为仪器系统误差和观测时的对中误差、气象测定误差等,仪器系统误差常指测相误差、加常数的测定误差、光速误差和周期误差等等。

通常情况下,仪器在设计和调试时都可严格控制其数值,但由于运输等原因,造成其值异常。

如果发现其数值较大,可对观测成果进行修正。

对中误差只要作业人员认真操作,一般可以做到:光学对中误差≤±1mm,对一般的测距精度而言对中误差影响不大。

气象因素测定不准,会对大气折射率产生影响,进而影响测距精度。

温度对测距影响最大,其次是大气压,湿度的测定误差对其影响可以忽略不计。

气象参数的测定精度很容易满足测距误差不大于±1mm的要求。

气象参数既可以在测站、镜站分别测定后输入仪器进行自动改正,也可以测记后进行人工改正。

因此,距离的测定误差主要来自仪器的系统误差。

2.垂直角的测定误差垂直角的测定误差主要有照准误差、读数误差、气泡居中误差,当采用全站仪时,由于其水平与垂直度盘采用增量式编码,通过测量莫尔条文的数目,以确定光栅移动的位移量,并经过模数的转换测得微小的角值,仪器竖轴的倾斜误差通过双轴传感器进行自动补偿,因此,其精度稍低于水平角,许多文献研究认为垂直角的观测误差一般比水平角的观测误差大。

三角高程测量实训报告2000字

三角高程测量实训报告2000字

三角高程测量实训报告2000字一、实训目的和要求本次实训的目的是为了掌握三角高程测量的基本原理和方法,能够熟练运用测量仪器进行实际操作,以提高实际测量的准确性和效率。

本次实训的要求是:1. 熟悉三角高程测量的基本原理和方法;2. 能够正确操作测量仪器进行测量;3. 能够准确计算出各个测量点的高程值;4. 能够分析和处理实际测量中可能出现的误差。

二、实训内容和步骤本次实训的内容是利用三角高程测量法确定给定点的高程值。

实训步骤如下:1. 熟悉测量仪器的使用方法,并进行准备工作,包括检查仪器的状态和准备所需的测量工具。

2. 在测量现场选择一个相对较高的点作为起点,选择两个相对较低的点作为目标点。

3. 根据测量现场的实际情况,合理选择测量方法和测量仪器。

4. 进行测量,包括测量各个目标点与起点之间的水平距离和垂直高差。

5. 根据测量数据,计算各个目标点的高程值。

6. 分析测量结果,检查测量数据的准确性和一致性。

7. 总结实训经验,提出改进措施。

三、实训设备和材料本次实训所需的设备和材料包括:1. 测量仪器:三角高程仪、测量尺、水平仪等。

2. 测量工具:铁锤、螺丝刀等。

3. 实训场地:包括起点和目标点。

四、实训步骤和结果1. 实训步骤本次实训选择了一个实际工地作为测量现场,选取了起点A和两个目标点B、C进行测量。

我们检查了测量仪器的状态,确保仪器正常工作。

然后,我们使用测量尺测量了起点A与目标点B、C之间的水平距离。

接下来,我们使用三角高程仪测量了起点A与目标点B、C之间的垂直高差。

最后,根据测量数据,我们计算了目标点B、C的高程值。

2. 实训结果根据测量数据和计算结果,我们得到了目标点B、C的高程值如下:目标点B的高程值为100米;目标点C的高程值为150米。

五、误差分析和改进措施在实际测量中,可能会出现各种误差,包括仪器误差、人为误差和环境误差等。

为了提高测量的准确性,我们需要对误差进行分析,并采取相应的改进措施。

工程测量中三角高程测量的误差分析及解决方法

工程测量中三角高程测量的误差分析及解决方法
科技创新与应用 l 2 0 1 3 年 第3 4 期
应 用 科 技
Hale Waihona Puke 工程测量中三角高程测量的误差分析及解决方法
戚 忠
( 中国水利水 电第四工程局有 限公 司测绘 中心, 青海 西宁 8 1 0 0 0 7 )
摘 要: 通过 对 三 角 高程 测量 公式 的 分析 , 发 现影 响 三 角 高程测 量 精度 的 因子 , 引进 当下较 为 先进 的设备 与方 法 , 从 而提 高三 角 高程 测 量 的精 度 , 使 其 可 以替 代 几何 水 准测 量 。该 方法 的 实现 可 以 弥补 几何 水 准 受地 形 条件 等 因素 限 制使 工 作 效 率慢 , 测 绘 成 本高 , 人 身、 设 备 安全 无 法保 障等 缺 点 。 关键词: 三 角高程 测 量 ; 几何水准; 误 差 分析 ; 大 气折 光 系数 间观 测对 高 程测 量 不利 , 可 以通 过 加 入大 气 折 光误 差计 算 减 弱 三角 高程 测 量误 差 。 3 - 4 采用 同时对 向观 测 。在 控制 网观测 中 , 由于 投 入 的人 员 、 仪 器、 觇标 数量 和 观测 时 间 的原 因 , 采 用 同时 对 向观 测会 耗 时耗 力 。 且 由于 折 光影 响 , 不 同时 间段 对 向观 测 , 往、 返 测 高差 较差 大 多 都 超 出 规范 限 差要 求 。 3 . 5 确定 合 适 的 大气 折 光 系数 。前 面讲 过 , 在 各 种 不 同 的 情况 下, 大气 折光 系 数都 可 能有 很 大 的差异 。 也 就是 说 , 大气 折光 系 数值 是一 个 变值 , 随时 随地都 在 变化 。 我 国经 过 几个 地 区 的统计 资 料 , 大 气折光 系数一般在 0 . 0 9 — 0 . 1 6之间, 而且 , 其变化也是很复杂 的, 因 低 了测 量 成本 。 而完 全 准确 的掌握 其 变化 规 律将 比较 困难 , 只 能根 据 实 验资 料 概 括 2_ 一角 高 程测 量误 差 分 析 出其 一 般规 律 。 常见 的 二 三 角 高程 测 量有 单 向 观测 法 、中间 法 和对 象 观测 法 , 对 4 大气 折光 系数 的测 量方 法 向观测 法 可 以消 除部 分 误差 ,故 在 j 角高 程 测 量 中采 用较 为广 泛 。 由于大气折光系变化的复杂性 , 使我们不可能精确地确定每一 对 向 观测 法 三角 高程 测 量 的高 差公 式 为 : 方 向 的折 光 系数 。 因此 , 在 实际 作业 中 , 应设 法 精确 的测 定 某一 区 域 内的平 均 折光 系 数 , 用 以计算 各 个 单项 观 测 高差 。大气 折光 系数 虽 + 盟 ( 一 U D( 1 ) 然变化无 常, 但可以经过一段时间的观测找 出它的变化规律 , 确定 式 中: D 为两 点 问 的距离 ; a为垂 直 角; ( k : - k O 为 往返 测 大 气垂 直 适合观测时间段的大气折光系数 。 折光 系数差 ; i 为仪器高 ; v 为 目标高 ; R为地球 曲率半径( 6 3 7 0 k m ) ; 大气 折光 系 数可 以通 过 2种 方法 得 到 : ( 1 )在 已知 高差 的两 点 间单 向观测 垂 直 角 、 斜距 , 求 解 大 气折 光 系 数 ; ( 2 ) 根 据 两 点 间 同 时 ( _ U l 一 U J 为 垂线 偏 差非 线性 变 化量 ; 对 向 观测 的垂 直 角和 斜距 , 求 解 大气 折 光 系数 。采用 两 种 办法 求 解 令 : 一k l =△ k ,生 一 A U , - ‰: m- 并 进行 对 比。确 定折 光 系数 时应 注 意 控制 网测 区一 般 相对 较 小 , 可 对式( 1 ) 微分 , 则 由误 差 传播 定 律 可得 高差 中误 差 : 以作 为一 个 测 区来计 算确 定 大气 折 光 系数 。 但 有 的地 区 由于 某些 特 殊 的情况 原 因 , 计 算 的大 气 折光 系数 互 差较 大时 , 就需要分测p ( 来 m i 进 。 分别 计算 大 气折 光 系数 。 5结 束语 : : 一 ) 。 在工程测量 中利用三角高差测量替代高等级几何水准测量 , 提 由式 f 2 ) 可 知 影 响 三 角 高 程 测 量 精度 主要 有 : 1 . 竖直角 ( 或 天 顶 高三角高程测量等级 , 使测量控制的三维坐标精度一致 , 减少高等 距) 、 2 . 距离 、 3 . 仪器 高 、 4 . 目标 高 、 5 . 球 气 差 。第 l 、 2项 可 以通 过 试 验 级几何水准测量劳动强度 , 降低测量成本 , 提高测量速度和效益。 但 观测 数 据分 析 选择 精 度合 适 的仪 器 及其 配 套 的反 光 棱 镜 、温度 计 、 该方 法也 有 一些 需要 改 进 的部 分 , 我们 在 实践 过 程 中总结 了以下 几 气 压表 等 , 我 们 选择 的是 徕 卡 T C A 2 0 0 3 及 其 配 套 的单 棱 镜 、 国产 机 点 , 希望 能 给大 家 以借 鉴 , 使 得 该技 术 在应 用过 程 更加 方便 、 可靠。 械通 J x 【 f湿温 度计 、 盒式 气 压计 ; 第 3 、 4 项, 一 般 要 求建 立 稳定 的观 5 . 1跨河 ( 或障碍物) 任意设站三角高程测量时 , 测量前需对棱 测 墩 和强 制 对 中装 置 , 采 用 游标 卡 尺 在 基座 3个 方 向 量 取 , 使 3个 镜 、 对 中杆进 行 校测 。 方 向 量取 的校 差小 于 0 . 2 m m, 并 在测 前 、 测 后进 行 2次量 测 ; 第 5项 5 . 2 任 意 设 站 三 角程 测 量 , 尽 量 缩 短前 、 后 视 距 离 及 其距 离 之 球气 差 也 就是 大 气折 光差 , 也 是 本课 题 的研 究 重点 。 差; 影 响 三角 高程 测 量 精度 的因 素很 多 , 容 易产 生 粗 差 , 应 进 行 多 次 3 减弱 大 气折 光差 的方 法和 措施 测量 ; 组于组之间变换仪器高时 , 需在不同位置进行 ; 交换棱镜 时 , 大气 折 光 差 : 是 电 磁 波经 过 大 气 层 时 , 由于传 播 路 径 产 生 弯 曲 特别 注意 棱 镜 头不 能从 对 中杆 上取 下 , 此 时 不 必 量取 仪 器 高 、 棱镜 及 传播 速 度发 生 变化 而 引起 观测 方 向或 距 离 的误 差 。 大气 折 光对 距 高 ,往 返 高差 不 进行 对 比 ;组 于组 之 间 高 差互 比应 满 足 ≤± 4的要 离的影响 , 表 现在 电磁 波 测 距 中影 响 的量 值相 对 较 大 , 必 须 在 测 距 求 。 的同 时实 测 测线 上 的气 象元 素 , 再 用 大气 折 光模 型 对距 离 观 测值 进 5 . 3 山 区天 气 突 变 时 候 多 , 天气突变时应停止观测 , 待 天气 稳 行 改 正 。减 弱 大气 折 光差 的方 法和 措 施有 : a . 提 高 观 测视 线 高 度 ; b . 定 时重 新进 行 观测 。 尽 量 选择 短 边传 递高 程 ; c . 选 择有 利 观 测 时 间 ; d . 采用 同时 对 向观 5 . 4折光差测定时 , 应在测区不同高程面上均匀测定 , 如 发 现 测; e . 确 定 合适 的 大气 折光 系 数 。 上述 的 5 种 办法 虽 然都 可 以减 弱大 异 常 , 应在 同 边不 同 的气 象条 件下 多 次进 行测 定 对 比 。 气 折 光对 三角高 程测 量 精 度 的影 响 , 但 在 实 际 工作 中也有 很 多 制约 作者 简 介 : 戚 忠( 1 9 8 6 一 ) , 男, 汉族 , 青海省西宁市, 中 国水 利 水 闪素。下面具体分析 。 电第 四 工程 局 有 限公 司测绘 中心 , 助理 工 程 师 , 本科 , 工程 测 量 \ 地 3 . 1提高观测视线高度 。由于工地地形条件限制 、 抬高视线高 理信 息 系统 度需要造高标增大测量成本 、由于标墩高大影响其它工程施工 , 提 高观 测视 线 高度 的方法 不 可取 。 3 . 2 尽量 选 择 短边 传递 高程 。由三 角高 程测 量 高差 计算 公 式 可 知, 折光 的影 响与距 离 的平 方 成 比例 , 选择 短边 传 递 高程 有利 。 但 控 制 网的边 长 是 由多 种 因素 控制 的 , 不能 随 意增 加 和减 少 。 3 . 3 选择 有 利观 测 时 问 。 中午前 后 ( 1 0 ~ 1 5时 ) 垂直 折 光小 , 观测 垂直角最有利。 日出 l 小时后至上午 1 0点、下午 1 5点至 日 落前 1 小 时水 平折 光 小 , 利于 水 平方 向角 度 观测 。 控制 网观测 是水 平 、 垂 直 方 向角 度 同时 观测 , 不 能 兼顾 。 根据 现 场施 工情 况 , 采 用上 午 9 — 1 1 . 5 时、 下午 1 4 ~ l 7 . 5时 进行 观 测 ( 1 2 点 是 施工 放 炮 时 间 ) 。虽 然此 段 时

三角高程测量方法及误差分析

三角高程测量方法及误差分析

百多年 以前 , 人们用三 角高程测量 的方法来测定高差 , 自水 准测量方法出现以后 , 它 已经退居次要地位 , 但因其作业简单, 在 山 区和丘陵地 区仍得到广泛应用 。 随着 高精度测 角测距全站仪 的发 展, 三角高程测量技术在一些精密工程测量 、 变 形 监 测 的 测量 工 作 中又得到了新的应用 , 其精度甚至达到 了二等水准的精度要求 , 在 些 特殊 领域 得 到 了新 的应 用 。
1 . 2 对 向观 测 法 对 向观测的实质 是两次单 向观测 的组合 , 可 以称之 为往返观 测, 原理与单向观测相 同。 在A点安置全站仪 , 在B 点安置棱镜 , 测得 A、 B 两点间的高差 HA B, 称为往测高差 ; 返测时在B 点安置全站仪 , 在A 点安置棱镜 , 测得B、 A两点间的高差HB A, 称为返测高差。 将往 返 测 得 的 高 差 平 均 以后 得 到 AB 点 的 高差 。 1 . 3 中间设站 法 如 图2 所示 , 分别将棱 镜安置在 已知高程点A和待测高程点B 上, 在A、 B 的大致 中间位置D 安置全站仪 , D 与A、 B 均通视。 根据 单向 观测法 , 测得A、 D 高差 以及B、 D 高差H AD、 HB D, 两个高差相互 求代 数 和 即可 求 得 A、 B 高差 。
一 一
原理是一样 的, 只有对象观测和 中间设站法观测两次, 但是这两种方 法可以削弱大气折光以及地球 曲率所带来的大部分误差。 三角高程测 量的误差来源主要有垂直角误差、 水平距离误差、 仪器高 目标高误差。
2 . 1垂 直 角 误 差
垂直角 的误差来源 主要有三个 , 一 是测量仪器本 身的测角误 差, 二 是 测 量 人 员 的 瞄 准 的误 差 , 三 是 大 气 折光 与地 球 曲率 的 误 差 。

全站仪三角高程测量的方法与误差分析

全站仪三角高程测量的方法与误差分析

全站仪三角高程测量的方法与误差分析摘要:本文介绍了三角高程测量原理以及全站仪三角高程测量的不同方法,对于每种方法所能达到的精度进行分析。

关键词:三角高程测量;单向观测;对向观测;中间自由设站;精度分析1.前言全站仪三角高程测量可以少受地形限制,在山区、高架桥、深基础施工高程放样中全站仪三角高程测量具有水准测量无法比拟的优越性。

可以用于路、桥、涵、墩、台、深基础的施工高程测量,提高了精度、效率。

对各种施工条件下的三角高程测量方法:高程放样测量、后方交会三角高程测量、悬高测量等进行了介绍和探讨,实践表明,全站仪三角高程测量完全可以取代三、四等水准测量,并有取代二等水准仪的趋势。

2.仪器和基本原理2.1全站仪的介绍与使用全站仪的工作特点:1、能同时测角、测距并自动记录测量数据;2、设有各种野外应用程序,能在测量现场得到归算结果;3、能实现数据流;全站仪几种测量模式介绍:1、角度测量模式;2、距离测量模式;3、坐标测量模式2.2三角高程测量的基本原理式中:S往、S返、a 往和a返分别为往返观测的斜距和竖直角,i 往、i返、v 往和v返分别为往返观测的仪器高和棱镜高,K 往和K 返分别为往返观测时的大气折光系数。

在全站仪进行往返测量时,如果观测是在相同气象条件下进行的,特别是在同一时间进行,则可假定大气折光系数对于反向观测基本相同,因此可得对向观测计算高差的基本公式为:(3-2-4)4.2.2 全站仪对向三角高程测量的中误差根据误差传播定律4.2.3 全站仪中点法高程测量的中误差根据误差传播定律,对式(3-3-4)进行微分,并转变为中误差关系式,则式(3-3-4)可变化为:为了对全站仪高程测量的 3 种方法进行验证,分析各种方法的精度,本研究选取 m=±2 &精度的全站仪为例,其测距精度为由表 2 可知,3 种测量方法中对向观测的误差最低,精度最好,中点法测量次之,单向高程测量精度最差。

三角高程测量的方法与精度分析.

三角高程测量的方法与精度分析.

南昌工程学院毕业论文测绘工程专业毕业论文题目全站仪三角高程测量的方法与误差分析学生姓名倪忠利班级07测绘工程学号2007101191指导教师陈伟完成日期 2010年 06月 17 日全站仪三角高程测量的方法与误差分析Total Station trigonometric leveling method and error analysis 总计毕业设计(论文) 25 页表格 2 个插图 3 幅摘要本文介绍了三角高程测量原理以及全站仪三角高程测量的不同方法,对于每种方法所能达到的精度进行分析。

在相同条件下采用不同的方法, 对高差精度的影响是不同的, 所能达到的测量精度等级要求也是不一样的。

从而在实际生产应用中可针对不同的精度要求和具体的客观实际情况选择不同的测量方法。

关键词:三角高程测量单向观测对向观测中间自由设站精度分析AbstractThis paper introduces the measuring principle and triangular elevation of trigonal height measurement method for each different, the precision of the method can be analyzed.Under the same conditions used different methods, the influence of accuracy of elevation is different, can achieve the measurement precision level requirement is different.Thus in the actual production application can be in view of the different accuracy and the objective reality of specific select different measuring methodsKey word: trigonometric levelling ;One-way observation ;Two-way observation ;Free among set up observation;Precision analysi目录摘要 IAbstract II第一章绪论 11.1 前言 11.2 全站仪三角高程测量的研究发展与现状 21.3 研究的意义及其在工程上的应用 3第二章全站仪三角高程测量 42.1 全站仪的介绍与使用 42.2 三角高程测量的发展史 52.3 三角高程测量的基本原理 5第三章全站仪三角高程测量的方法 83.1 单向观测 83.2 双向观测 93.3 中间自由设站观测 10第四章误差分析 124.1 影响误差的因子 124.2 误差分析 134.2.1全站仪单向三角高程测量的中误差 134.2.2 全站仪对向三角高程测量的中误差 144.2.3 全站仪中点法高程测量的中误差 14 结论与展望 18参考文献 20致谢 21第一章绪论1.1 前言全站仪三角高程测量作为高程测量的一种有效手段, 已被广泛应用于生产实践中。

全站仪三角高程测量的方法与误差分析本科毕业论文

全站仪三角高程测量的方法与误差分析本科毕业论文

全站仪三角高程测量的方法与误差分析本科毕业论文全站仪通过发射一束可见光束,测量激光束从仪器到目标反射点的时间,并通过时间差计算出仪器与目标点之间的距离。

三角高程测量是利用全站仪的水平角和垂直角的测量结果,结合已知的基线长度,通过三角形计算出目标点的高程。

1.设置仪器:将全站仪放置在测站点上,确保仪器的水平和垂直准星位于同一平面上。

2.瞄准目标点:通过望远镜瞄准需要测量高程的目标点。

3.测量水平角:通过全站仪记录目标点与两个已知点的水平角。

4.测量垂直角:通过全站仪记录目标点与水平面的垂直角。

5.计算高程:根据测量的水平角和垂直角以及已知基线长度,通过三角形计算出目标点的高程。

6.数据处理:根据多次测量的结果,进行数据平差处理,获得更准确的测量结果。

在全站仪三角高程测量中,需要考虑的误差主要包括仪器误差、自然因素和操作误差。

仪器误差包括仪器刻度误差、指向误差和折射误差等,可以通过定期校准仪器和使用精确的仪器控制误差。

自然因素包括大气折射、大地水准曲率和大地水准面偏差等,可以通过校正和补偿来减小误差。

操作误差主要包括读数误差、瞄准误差和放样误差等,可以通过培训和规范操作来减小误差。

为了进一步分析误差,可以采用误差理论进行误差分析。

误差理论可以通过误差传播法则计算最终测量结果的误差范围。

同时,可以通过实验和模拟等方法验证误差分析的有效性,并提出改进测量方法和减小误差的措施。

综上所述,全站仪三角高程测量是一种常用的测量方法,能够提供准确的高程数据。

在实际测量中,需要注意仪器的校准和控制、自然因素的校正和补偿,以及规范的操作。

通过误差分析,可以评估测量结果的准确性,并提出改进测量方法和减小误差的建议,从而提高测量的可靠性和准确性。

电磁波测距三角高程测量的精度分析

电磁波测距三角高程测量的精度分析

MhHmm) ^(
± .4 26 ± . 30 4
Mh mm) 丽(
± .7 18 士 .5 21
差:
() 5 由于气温 、 气压等外界条件 的变化 , 电磁波测距 的误 对
差。
2 观测方法及测量数据的初步分析
为 了及 时 发现 和 避 免仪 器 高 i 觇 标 高 v的 量 测 错 误 , 和 提 高觇标高和仪 器高 的测量精度 ,本文 中采用了三联 脚架法, 对
r——i 一
了统 计 分 析 , 出了 电磁 波 三 角 高 程 测 量 的 精 度 , 电磁 波 三 得 对 角 高 程 测 量 的适 用 性 进 行 了分 析 , 并提 出 了一 些 提 高 电磁 波 三 角 高 程 测 量精 度 的措 施 。
() 4 由于气温 、 气压等外 界条件 的变化 , 和测量区域及视线 经过地面覆盖物 的不 同, K值也会变化,给高差值计算带来误
向观测同时进行, 根据实际测量资料可用 m ±/ _ 。 =、婴d 经过计
算得觇标高误差 、 竖值角误差 I , n 具体值如表 1 所示。
表 l 觇标高和竖直角中的误差
n 子样容量) (
40 0 l0 o
1 三角高程测量的基本原 理和误差来 源
如图 1 所示 , B两 点问的实测水平 距离 为 S 测 距仪 高度 A、 , 为 {放 置 于 A 点 , 标高 度 为 V, 反 射 镜 , , 觇 B为 曲线 P , F分 别 EA 为过 P点和 A点的大地水准面 。曲线 P E在 P点 的切线为 , P 为光 程 曲线 。 于 大 气 折光 的作 用 , 于 P处 的望 远 镜 锁 定 N 鉴 位 目标 N时, 所得 的并非是 P N直线方 向, N点 出射 的光 线沿 由 着 曲线 N P方 向二落在望远镜 的横丝上 。所 以置于 A点仪器测 得 的倾斜视线 为 P 其 是 曲线 P M, N的切线方 向, P 而 C则 为水 平视 线 的方 向 。因此 测 得 的垂 直 角 应 为 P C与 P 之 间 的 夹角 。 M R为光程 曲线 P N在 N点 的 曲率 半径 , R为参考椭 球面上 A F 的 曲率 半 径 。设 K为 大 气 垂 直折 光 系 数 为 , 中 K RR, 地 其 : / 。则 面A B两 点 高 度 之 差 为 :

工程测量中三角高程测量误差分析及解决方法

工程测量中三角高程测量误差分析及解决方法

工程测量中三角高程测量的误差分析及解决方法戚忠中国水利水电第四工程局有限公司测绘中心,青海西宁,邮编810007一引言一直以来,为保证精度,高等级高程测量都采用几何水准的方法。

而在某些特定环境下,几何水准往往会耗费大量的人力、物力,且受地形等条件因素影响较大!鉴于几何水准在某些特定情形下无法进行的问题,探讨如何提高三角高程测量的精度,以保证其测量成果的可行性和可靠性,使得三角高程测量成果足以替代几何水准。

随着高精度全站仪的问世,结合合理的方式、方法,运用三角高程替代几何水准测量是切实可行的。

三角高程代替几何水准可以解决跨河水准及高边坡、危险地段无法进行精密几何水准测量的难题,保障危险地段测量人员和仪器设备的安全,提高了工作效率,降低了测量成本。

二三角高程测量误差分析常见的三角高程测量有单向观测法、中间法和对象观测法,对向观测法可以消除部分误差,故在三角高程测量中采用较为广泛。

对向观测法三角高程测量的高差公式为:(1)式中:D为两点问的距离;a为垂直角;为往返测大气垂直折光系数差;i为仪器高;v为目标高; R为地球曲率半径(6370 km);为垂线偏差非线性变化量;令。

对式(1)微分,则由误差传播定律可得高差中误差:(2) 由式(2)可知影响三角高程测量精度主要有:1.竖直角(或天顶距)、2.距离、3.仪器高、4.目标高、5.球气差。

第1、2项可以通过试验观测数据分析选择精度合适的仪器及其配套的反光棱镜、温度计、气压表等,我们选择的是徕卡TCA2003及其配套的单棱镜、国产机械通风干湿温度计、盒式气压计;第3、4项,一般要求建立稳定的观测墩和强制对中装置,采用游标卡尺在基座3个方向量取,使3个方向量取的校差小于0.2 mm,并在测前、测后进行2次量测;第5项球气差也就是大气折光差,也是本课题的研究重点。

三减弱大气折光差的方法和措施大气折光差:是电磁波经过大气层时,由于传播路径产生弯曲及传播速度发生变化而引起观测方向或距离的误差。

高程测量中的误差分析

高程测量中的误差分析

高程测量中的误差分析所谓高程测量,就是根据一点高程与另一点的已知高关,然后按照高差的定义公式,求出测量点的高程。

在测绘工作中,高程测量是最基本、最常见的测量方法,并且在工程施工中发挥着重要的作用,特别是在公路、铁路、隧道、矿井、建筑等工程中。

然而在测量中总是会因为某些因素使测量偏离真值而造成误差。

在高程测量的实际应用中,某些微小误差的积累会影响工程的质量,甚至有可能造成工程事故,因此在高程测量中要十分注意误差存在的因素。

在高程测量中,造成误差的主要因素有人、仪器和客观环境这三方面。

1、人的因素造成误差在任何测量工作中,人的因素都是主导因素,它包括两点:(1)测量方法不理想而造成误差。

在每次高程测量之前,技术人员都要制定测量计划,用什么方法什么步骤都要事先拟定好,不同的方法当然会有不同的效果。

在高程测量中有多种方法,如水准测量、三角高程测量、GPS测高、气压计测高等。

导线选择也有以下几种,如附合导线、闭合导线、支导线、一个结点的导线网、两个或两个以上结点的导线网。

人们可以设想一下,在对一个较大平原地区进行高程测量时,选用的是气压计测高法,那得到的数据是明显不可靠的。

因为气压计测高法的原理是:高程每上升11米,气压约下降1MM,根据气压下降的多少计算高程。

但是在平原地区两点间的高差一般不会超过几米,所以在气压计上的反应是很不明显的,造成的误差当然会很严重。

若是换成水准测量或三角高程测量就能得到比较精确的结果了。

对测量导线的设置若是不理想也会对结果带来不必要的误差,因为当导线长度增加时,横向中误差比纵向中误差增加的快,所以高程测量中应减少导线转折点的数量。

要想避免因方法不理想而带来的误差,就要纵纲全局,因地制宜,注重对细节的处理,从而制定出最理想的方法。

(2)操作人员经验不足或技术不成熟造成误差。

因操作人员的经验不足或技术不成熟而造成误差的例子不胜枚举。

如在水准测量中对仪器的安置不合理,对测量的程序不熟悉,读数不准确以及扶尺不水平,甚至是记录员笔误等等,这些都是容易造成误差的人为因素。

中点单觇法三角高程测量的误差及精度分析

中点单觇法三角高程测量的误差及精度分析

中点单觇法三角高程测量的误差及精度分析摘要:本文主要探讨了中点单觇法三角高程测量中可能出现的误差及其精度分析。

首先,介绍了中点单觇法三角高程测量的基本原理和方法,然后分析了误差来源及其影响因素,最后对精度进行了分析,并给出了精度计算公式和实例。

关键词:中点单觇法;三角高程测量;误差分析;精度分析正文:一、中点单觇法三角高程测量基本原理和方法中点单觇法是三角高程测量中常用的一种方法。

其基本原理是在一定水平距离上设置两个观测点(称为A点和B点),并以两个观测点及目标物(称为C点)形成的三角形为基础,通过测量三角形三个内角,计算出目标物的高程。

中点单觇法的测量方法如下:1. 在距离目标物一定距离的A、B两点上分别设置测距仪。

2. A、B两个测距仪同时测量目标物到各自测距仪的距离。

3. A、B两个测距仪同时记录目标物与A、B两点的连线在水平方向上的夹角。

4. 利用三角函数和测量数据计算出目标物的高程。

二、误差来源及其影响因素中点单觇法三角高程测量中可能存在的误差主要包括观测误差、仪器误差、环境误差和计算误差等。

其中观测误差是指由于人为或自然因素造成的误差;仪器误差是指由于仪器本身的精度、灵敏度等因素引起的误差;环境误差是指由于气象、地形、天气等环境因素引起的误差;计算误差是指由于计算方法和步骤引起的误差。

影响中点单觇法三角高程测量精度的因素主要包括:1. 测量设备的精度和灵敏度2. 测量人员的水平和经验3. 环境因素的影响4. 测量方法选择的科学性和合理性三、精度分析及计算公式为了提高中点单觇法三角高程测量的精度,需要针对误差来源和影响因素进行分析,并采取相应的措施加以消减。

一般情况下,中点单觇法的精度可以通过以下公式进行计算:(式中,K为系数,a为目标物与A点的距离,b为目标物与B点的距离,α、β、γ分别为A、B、C三角形三个内角)具体的精度计算实例如下:假设A、B两点距离为100米,目标物离A、B两点的距离分别为70米和50米,并且测量误差为±1毫米,则根据上述公式计算得到中点单觇法的测量精度为:K=0.00179α=54.44°β=35.56°γ=90.00°a=70mb=50m∆H=2.0303×10^-4m四、结论中点单觇法三角高程测量是一种简单、直观、可靠的高程测量方法,但其精度受到多种因素的影响。

三角高程测量原理误差分析及应用

三角高程测量原理误差分析及应用

三角高程测量原理误差分析及应用三角高程测量是一种常用的地理测量方法,用于测量地球表面上任意两点之间的高差。

它的原理基于三角形的几何性质,通过测量三角形的边长和角度来计算出高程差。

误差分析是对测量结果进行评估和分析,以确定测量结果的可靠性和精度。

三角高程测量在工程测量、地形测量和地理信息系统等领域有广泛的应用。

三角高程测量的原理是基于几何三角形的性质。

在三角形中,已知两边长度和夹角时,可以通过正弦定理求得第三边的长度。

在实际应用中,使用测量仪器(如全站仪、水准仪)测量两个点的水平距离和夹角,然后根据几何关系计算出两点之间的高差。

对于三角高程测量的误差分析,需要对各种误差进行综合评估和处理。

首先要进行误差源的分析和估计,确定各个误差源对测量结果的影响程度。

然后通过合适的数理统计方法对误差进行处理,例如最小二乘法、平差方法等,以提高测量结果的准确性和可靠性。

最后,通过误差传递的计算,评估最终测量结果的误差范围和可信度。

三角高程测量在地理测量和工程测量中有广泛的应用。

地理测量方面,可以通过三角高程测量来测量地球表面的高程特征,生成数字高程模型,用于地形分析和地图制作。

在工程测量方面,三角高程测量被用于测量任意两点间的高差,如建筑物、道路和管道等的高程差,以支持工程设计和建设。

另外,在地理信息系统中,三角高程测量可以用于数据融合和质量控制,提高地理数据的精度和准确性。

总结而言,三角高程测量是一种常用的地理测量方法,利用三角形的几何性质来测量地表上任意两点的高差。

在测量过程中会存在各种误差,需要进行误差分析和处理,以提高测量结果的准确性和可靠性。

三角高程测量在地理测量和工程测量中有广泛应用,可以用于生成数字高程模型、工程设计和数据质量控制等领域。

房建工程知识:三角高程测量主要误差及预防措施.doc

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房建工程知识:三角高程测量主要误差及预防措施
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三角高程测量主要误差及预防措施
1、边长误差
边长误差决定于距离丈量方法。

用普通视距法测定距离,精度只有1/300;用电磁波测距仪测距,精度很高,边长误差一般为几万分之一到几十万分之一。

边长误差对三角高程的影响与垂直角大小有关,垂直角愈大,其影响也愈大。

2、垂直角误差
垂直角观测误差包括仪器误差、观测误差和外界环境的影响。

对三角高程的影响与边长及推算高程路线总长有关,边长或总长愈长,对高程的影响也愈大。

因此,垂直角的观测应选择大气折光影响较小的阴天观测较好
3、大气折光系数误差
大气垂直折光误差主要表现为折光系数K值测定误差。

4、丈量仪高和觇标高的误差
仪高和觇标高的量测误差有多大,对高差的影响也会有多大。

因此,应仔细量测仪高和觇标高。

全站仪三角高程测量精度分析

全站仪三角高程测量精度分析

全站仪三角高程测量精度分析
一、仪器原理
全站仪三角高程测量基于三角测量原理,通过测量物体与测站以及目标之间的角度,根据三角关系计算出物体的高程。

测量过程中,全站仪会通过发射红外线或激光束,自动测量和记录目标物与测站之间的水平角和垂直角。

同时,全站仪也会通过内置的距离仪来测量测站与目标物之间的距离。

通过融合这些数据,全站仪能够计算出目标物的高程。

1.环境因素:如温度、大气压力、湿度、气流等因素会对全站仪的测量精度产生影响。

特别是大气折射效应会导致测量结果产生偏差。

2.仪器本身的误差:全站仪的测量系统包括角度测量系统和距离测量系统,这两个系统本身都存在精度限制和系统误差,如仪器的仰角误差、仪器的定位误差等。

3.人为误差:操作人员在使用全站仪进行测量过程中,可能由于技术水平、操作不当或者主观判断等原因导致误差的产生。

比如未能正确对准目标、未能保持仪器的水平或垂直等。

4.目标物本身的误差:目标物的安装质量、目标物的高程变化等因素都会对三角高程测量结果产生影响。

1.仪器选择:选择高精度、稳定性好的全站仪,以减小仪器本身的误差对测量结果的影响。

2.仪器校准:定期对全站仪进行校准,以确保仪器的测量精度符合要求。

3.仪器使用规范:操作人员需要按照全站仪的使用说明进行操作,保持仪器的水平和垂直,正确对准目标,避免人为误差的产生。

4.环境条件控制:在测量过程中,应尽可能控制环境条件,如避开大气折射效应较大的时段进行测量,保持测量场地稳定。

5.数据处理方法:在数据处理过程中,采用合适的数学模型和算法进行计算,降低误差的传递和累积。

三角高程测量误差分析报告精

三角高程测量误差分析报告精

三角咼程测量1三角高程测量的基本原理三角高程测量是通过观测两点间的水平距离和天顶距(或高度角)求定两点间的高差的方法。

它观测方法简单,不受地形条件限制,是测定大地控制点高程的基本方法。

目前,由于水准测量方法的发展,它已经退居次要位置,但在山区和丘陵地带依然被广泛采用。

在三角高程测量中,我们需要使用全站仪或者经纬仪测量出两点之间的距离(水平距离或者斜距和高度角,以及测量时的仪器高和棱镜高,然后根据三角高程测量的公式推算出待测点的高程。

三角高程测量由图中各个观测量的表示方法,AB两点间高差的公式为:H=S0tan a i1-i2 ①但是,在实际的三角高程测量中,地球曲率、大气折光等因素对测量结果精度的影响非常大,必须纳入考虑分析的范围。

因而,出现了各种不同的三角高程测量方法,主要分为:单向观测法,对向观测法,以及中间观测法。

1.1单向观测法单向观测法是最基本最简单的三角高程测量方法,它直接在已知点对待测点进行观测,然后在①式的基础上加上大气折光和地球曲率的改正,就得到待测点的高程。

这种方法操作简单,但是大气折光和地球曲率的改正不便计算,因而精度相对较低。

1・2对向观测法对向观测法是目前使用比较多的一种方法。

对向观测法同样要在A点设站进行观测,不同的是在此同时,还在B点设站,在A架设棱镜进行对向观测。

从而就可以得到两个观测量:直觇:h AB= S往tan 往+i往-v往+c往+r往反觇:h BA= S返tan 返+i返-v返+c返+r返③S―― A、B间的水平距离;a――观测时的高度角;i ――仪器高;v --- 棱镜高;c——地球曲率改正;r――大气折光改正。

然后对两次观测所得高差的结果取平均值,就可以得到A、B两点之间的高差值。

由于是在同时进行的对向观测,而观测时的路径也是一样的,因而,可以认为在观测过程中,地球曲率和大气折光对往返两次观测的影响相同。

所以在对向观测法中可以将它们消除掉。

h=0.5(hAB- hBA=0.5[( S 往tan a往+i 往-v 往+c 往+r 往-( S 返tan a 返+i 返-v 返+c 返+r 返]=0.5(S 往tan a往-S返tan a返+i往-i返+v返-v往④与单向观测法相比,对向观测法不用考虑地球曲率和大气折光的影响,具有明显的优势,而且所测得的高差也比单向观测法精确。

EDM三角高程测量误差分析

EDM三角高程测量误差分析
( lc c ia c au n .三角 高程 D Eet a D s n e Mesr g i rl t i 测量 ,简称E M ̄ 高 , D J 又称 为间接 高程测 量 ) ,是利 用光 电测距 仪测得 两点 之 间的距离 ,根 据相 似三 角
维普资讯
n tok b ig b i y E M (l tc i a c e sr g is a flvl g cn sed u h ae o e r en ul b D w t ee r a ds n e m au n ) nt d o ee n a p e p te pc f ci l t i e i
Ke r s D eetc i ac e sr g ;sra fe o ;a crc sess y wod :E M(l r a ds n e m au n ) ped o r r cuay ass ci l t i e
0 引 言
形 原理 在一 点设 立测 站 向另一点 观 测竖直 角 ( 天 或 顶距 ) ,求 解这 两点 之 间 高差 的一 种测 量 方法 。它 主要应 用 于地面 起伏较 大 、进度 要求 较快 的工程 测 量 中。 随着高精度 电磁 波测距 仪 的广 泛应用 ,E M D
替 水 准 测量 建 立 平 面控 制 和 高程 控 制 相 结 合 的控 制 网 , 可 以 大 大加 快 野 外 测 量 的速 度 , 同 时 分析 其误 差 对 观 测 结 果 的影 响 ,
并 采 用 适 当 的观 测 方 法 可 以提 高观 测 数 据 的精 度 。 关键 词 :三 角 高程 测 量 ;误 差传 播 ;精度 评 定
将式 ( ) 式 ( ) 2 ~ 5 代人式 ( ) 1 ,则有 :
hSa o+ o一 ,s+ si sz si盖c 一 =n 2 c a

全站仪中间法三角高程测量分析

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)。

全站仪三角高程的精度分析及应用

全站仪三角高程的精度分析及应用
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* 收 稿 日期 :0 10—7 修 回 日期 :0 ll 2 2 1-92 2 1—01
作者简介: 张英武( 9 1) 男( 1 7一 . 汉旅 )吉林自山人 , , 助理工程师 , 现从 事工程测鼍技术工作 。
18 4
×c s/ ( =2 6 6 ) a / k 一 ( oa p p 0 2 5 , h a 一 S×c s )/ R, h o口02 a / a =1 a / v 。 i , h a =1
() 1式整理 后得单 项观测 高差 的 中误 差公式 :


B— s ' m; ( i1 n2 × + S× cs@ ) oa ×m: ( + S×
— —
三角高 程测量 高差 的中误差 为 : 般认 为三角 高程高 差的权 可取 尸=1s = /。 =

即 1 P=s / 。 因此 2 二 1P一 △ ^ = △ / ×S △= 关 系成立 , () 4
式 中 :^ —S ×snA 一i一 hB 邶 iaf A {
从 以上各项 误差分 析来看 , 对全站仪 三角 高程测 量 误差 的主要影 响是地球 曲率 和大气折光 , 简称球气 差 的
影响, 地球 曲率 的影 响可 用 往返 观测 的方 法抵 消 , 大 而 气折 光 的影 响不能 全部抵 消 , 因为往 测与返测 的折 光系
由于规 范规定 竖直角最 大 不超 过 3 。所 以 s a O, i 值 n
4 对 向观测 高差 的较差 限值 及 闭合 差 () 1 根据 误差理论 , 水准 测量高差 中误差 为 :
m : 一 () 3
2 6 对 向观 测法 .

关于地球曲率、大气折射对三角高程测量误差分析

关于地球曲率、大气折射对三角高程测量误差分析

关于地球曲率、大气折射对三角高程测量误差分析一、三角高程测量一般可以替代四等水准测量,也就是说它可以满足四等水准测量的精度要求!二、当地形高低起伏太大,导致高差太大不便于水准测量,可以用三角高程测量原理测量两点间的高差和点位的高程;三、误差来源:由于地球是一不规则椭圆,我们姑且把它看成一个半径为6371km 的圆,我们来看一下水准面的定义:处处与铅垂线(重力线)垂直的连续封闭曲面;而我们假想的是用一个水平面代替水准面(这里大家要注意一下水准面与水平面的区别);受地球曲率影响,导致了一个误差的来源。

所以我们在等级测量中需要计算一个地球曲率改正数对现场测量的高程加以修正。

我们称其为球差改正f1=D2/2R(其实这公式也不难推导)我们来个简单的几何分析:f1=根号下D2+R2-R举例:0.5km误差达到20mm,则有f1=根号下0.52+63712-6771=20mm;由上图我们可以看出,所实测点位的高程偏小,所以用全站仪单向观测时,计算高程时应加上球差改正f1;若进行对向或是中间观测时不必考虑球差改正;等精度观测可以抵消误差(导线测量要求边长大致相等);大气折射对三角高程测量的影响:由于低层空气密度大于高层空气密度,观测竖直角的视线穿越不均匀的介质时,导致竖直角偏大或偏小。

所有我们在计算高程时需要考虑大气折射的影响。

f2(气差改正数)= -k*D2/2R(k为大气垂直折光系数)但水准测量几乎不受大气折射影响,因为水准测量提供的是一条水平的视线;但水准测量计算高程时需要考虑地球曲率的影响;K一般取0.14,由于k受地区、气候、季节等诸多因数的影响,人们很难精确的测定k的值,正是这个原因,《城市测量规范》中规定测量边长不应大于1km。

综合以上:两者误差改正数f=f1+f2=(1-k)*D2/2R;则有;计算高程时:hAB=S*sin&+i-v+f(S为斜距、注意&有正负之分)hAB=D*tan&+i-v+f(D为平距、注意&有正负之分)测量技巧:测量时采用对向观测时可以抵消f;中间观测法能抵消地球曲率影响,但不能抵消大气折射所带来的误差(理论上);qq:425170631作(个人观点,如有问题,欢迎指教)2014.1.17下面是赠送的团队管理名言学习,不需要的朋友可以编辑删除谢谢1、沟通是管理的浓缩。

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三角高程测量1 三角高程测量的基本原理三角高程测量是通过观测两点间的水平距离和天顶距(或高度角)求定两点间的高差的方法。

它观测方法简单,不受地形条件限制,是测定大地控制点高程的基本方法。

目前,由于水准测量方法的发展,它已经退居次要位置,但在山区和丘陵地带依然被广泛采用。

在三角高程测量中,我们需要使用全站仪或者经纬仪测量出两点之间的距离(水平距离或者斜距和高度角,以及测量时的仪器高和棱镜高,然后根据三角高程测量的公式推算出待测点的高程。

三角高程测量由图中各个观测量的表示方法,AB两点间高差的公式为:H=S0tanα+i1-i2①但是,在实际的三角高程测量中,地球曲率、大气折光等因素对测量结果精度的影响非常大,必须纳入考虑分析的范围。

因而,出现了各种不同的三角高程测量方法,主要分为:单向观测法,对向观测法,以及中间观测法。

1.1 单向观测法单向观测法是最基本最简单的三角高程测量方法,它直接在已知点对待测点进行观测,然后在①式的基础上加上大气折光和地球曲率的改正,就得到待测点的高程。

这种方法操作简单,但是大气折光和地球曲率的改正不便计算,因而精度相对较低。

1.2 对向观测法对向观测法是目前使用比较多的一种方法。

对向观测法同样要在A点设站进行观测,不同的是在此同时,还在B点设站,在A架设棱镜进行对向观测。

从而就可以得到两个观测量:直觇:h AB= S往tanα往+i往-v往+c往+r往②反觇:h BA= S返tanα返+i返-v返+c返+r返③S——A、B间的水平距离;α——观测时的高度角;i——仪器高;v——棱镜高;c——地球曲率改正;r——大气折光改正。

然后对两次观测所得高差的结果取平均值,就可以得到A、B两点之间的高差值。

由于是在同时进行的对向观测,而观测时的路径也是一样的,因而,可以认为在观测过程中,地球曲率和大气折光对往返两次观测的影响相同。

所以在对向观测法中可以将它们消除掉。

h=0.5(hAB- hBA=0.5[( S往tanα往+i往-v往+c往+r往-( S返tanα返+i返-v返+c返+r返] =0.5(S 往tanα往-S返tanα返+i往-i返+v返-v往④与单向观测法相比,对向观测法不用考虑地球曲率和大气折光的影响,具有明显的优势,而且所测得的高差也比单向观测法精确。

1.3 中间观测法中间观测法是模拟水准测量而来的一种方法,它像水准测量一样,在两个待测点之间架设仪器,分别照准待测点上的棱镜,再根据三角高程测量的基本原理,类似于水准测量进行两待测点之间的高差计算。

此种方法要求将全站仪尽量架设在两个待测点的中间位置,使前后视距大致相等,在偶数站上施测控制点,从而有效地消除大气折光误差和前后棱镜不等高的零点差,这样就可以像水准测量一样将地球曲率的影响降到最低。

而且这种方法可以不需要测量仪器高,这样在观测时可以相对简单些,而且减少了一个误差的来源,提高观测的精度。

全站仪中间观测法三角高程测量可代替三、四等水准测量。

在测量过程中,应选择硬地面作转点,用对中脚架支撑对中杆棱镜,棱镜上安装觇牌,保持两棱镜等高,并轮流作为前镜和后镜,同时将测段设成偶数站,以消除两棱镜不等高而产生的残余误差影响。

与对向观测法相比,中间观测法有自己的优点,但当两观测点间的水平距离小于或等于1km 时,对向观测法三角高程测量精度一般高于中间观测法三角高程测量精度,而当两观测点间的水平距离大于1km 时,中间观测法三角高程测量精度一般高于对向观测法三角高程测量精度。

在长距离、高低起伏大的区域高程测量中,可选择用中间观测法三角高程测量,其精度可达三、四等水准测量精度,在提高观测条件的情况下,理论上可达二等水准测量精度。

2 三角高程测量的误差分析根据三角高程测量的基本原理,以及在观测过程中的各种影响因素,三角高程法测量高差主要的误差来源有:测距误差、测量高度角的误差、测量仪器高和棱镜高的误差、大气折光误差、以及地球曲率所引起的误差。

2.1 测距误差在上述的基本计算式中,用到的平距或者斜距都是用全站仪直接测量所得,而仪器本身有其精度限制,因而不可避免的会产生误差。

因此,可以采用相对精确的测距仪器来获取两点之间的水平距离或者斜距。

然后根据仪器本身提供的相关参数对测得的数据进行相应的改正,提高数据的精度。

2.2 测角误差垂直角观测误差mα对高差的影响随边长D的增大而增大。

竖直角观测误差包括仪器误差、观测误差及外界条件的影响等。

仪器误差不可避免,可以根据具体情况选取更精密的仪器来测量。

垂直角的观测误差主要有照准误差、读数误差、气泡居中误差。

由于人眼的分辨力有限,在工作中垂直角用红外全站仪观测两个测回,则可以在一定程度上提高测量精度。

外界环境条件对观测也会产生一定的影响,如空气清晰程度,会很大程度上干扰观测时的瞄准质量,从而影响观测值得精度。

对于上述误差,有的也可以通过观测方法来减弱或者消除:事先仔细检验仪器竖盘分划误差;改进砚标结构;在观测程序上采用盘左、盘右分别依次照准砚标,即可使竖直角观测精度提高。

2.3 测量仪器高和棱镜高的误差仪器高和棱镜高量取误差直接影响着高差值,因此应认真、细致地量取仪器高和棱镜高,以控制其在最小误差范围内。

在量测时,可以采取三次测量取平均值的方式来获取仪器高和棱镜高,从而使得精度得到提高。

还可以通过改变测量方式,如采用中间观测法,避免仪器高的量测,减少了一个误差的来源。

2.4 大气折光和地球曲率引起的误差在三角高程测量中,由于相邻两点之间的距离相对比较大,必须考虑到大气折光和地球曲率对测量结果的影响。

大气折光误差系数随地区、气候、季节、地面、覆盖物和视线超出地面高度等因素而变化,目前还不能精确测定它的数值。

一般认为,气象条件变化在同一地区该系数变化可达±0.2,平原丘陵地区日平均变化达±0.08,在山区视线位于远离地表的较稳定的大气层中,它的日变化大都小于±0.05。

为了解决这个问题,采用对向观测法,用往返测单向观测值取平均值,得到的对向观测中就不含有大气折光。

另外,为减少大气折光误差对观测视线的影响,可以选择阴天或夜间进行测量。

地球是一个椭球地,在较小范围内可以不考虑地球曲率的影响,但三角高程测量涉及的两相邻点间的距离都比较大,必须考虑它的影响。

尤其是在地形起伏较大的地区,地球曲率的影响更加明显。

对于该项误差,我们也必须进行相应的改正,而大地水准面是一个不规则的曲面,地球曲率改正也就很难以做到十分精确。

所以,我们可以根据实际情况改变测量方式,如采用对向观测法进行观测,以减弱或消除掉它的影响。

在以上的几种误差中,垂直角的误差对测量结果的影响最大。

由于在基本测量公式中垂直角需要与距离相乘,而距离一般都比较大,进行乘法运算后的值也就相应的变的比较大。

所以在观测中垂直角的精度一定要得到保证。

3 利用三角高程测量代替一、二等水准测量三角高程测量法由于其测量原理的限制,精度相对比较低,一般只能等同于三等甚至四等水准测量,因而在很多要求比较精密的工程中都不被运用。

但是在某些测量工作中,由于测区环境的限制,水准测量在测区内难以进行,或者测量工作者根本不能够在两点之间进行水准测量,而工程对测量的精度又有一定的要求,需要达到二等甚至一等水准的精度,这个时候,我们就必须对三角高程测量进行相关的技术处理,从仪器的选择、观测条件的确定、观测方法的选取到最后测得数据的处理,都有特殊的要求。

有特高精度要求的施工控制网和变形监测网,采用边角测量方法施测,网由三角形、大地四边形构成,网点埋设有带强制对中装置的观测墩,相邻网点间的水平距离在600 m以内,高度角小于30°,由分布均匀且易于用一等几何水准方法测量其高程的一部分网点作为三角高程网严密平差的已知点(约占1/ 3左右。

一般来说,具有这种条件的网是较多的。

最好采用高精度电子全站仪进行全自动观测,且应在大气比较稳定的条件下进行观测,阴天甚至夜间观测最好。

由于全自动观测的智能化程度高,所需的时间较短,观测的数据量更多,大气折光的影响更易于发现和剔除。

要选择具有代表性的边,如跨河测量,这些边的大气垂直折光较大,其水准高差易于获得,可通过精密三角高程测量和已知水准高差计算k值及其变化,绘制k值曲线,据此对往返高差进行改正并取均值。

在数据处理时,还需要采用一些已知其水准高程的点作为已知点进行约束,按三角高程网作严密平差。

对于垂直角,要对向观测以减少大气折光、垂线偏差的影响。

垂直角观测要使用高精度测角仪器,观测时要保证成像清晰稳定。

在选点时,边的长度一定要控制。

边长是影响三角高程测量的主要因素之一,边长在观测时要对向多组观测。

仪器置于有强制对中装置的变形控制网观测墩。

观测使用高精度TC2002 仪器。

对于高精度三角高程测量,具体可以采用以下方法:观测水平方向的同时,观测有关方向的垂直角和边长;选择成像稳定的时间段观测;仪器高和觇标高采用深度卡尺量取。

且在基座的三个方向量高, 取中数使用;觇标采用插入式觇牌,统一作记号,作为量高时的统一位置;其观测成果由有丰富观测经验的工程师完成;应把控制网观测墩的高程用精密水准测量来联测,或其中几个点能用精密水准测量联测。

4 总结三角高程测量因其自身原理的不同,与水准测量相比有缺点,也有其独特的优势。

在很多时候,三角高程测量在精度上都与几何水准测量有一定的差距。

但它可以进行较远距离测量,跨过待测点之间的难以进行水准测量的地段,而且每一测站观测需要的时间相对水准测量来说也是大大缩减。

因而,三角高程测量以它的测量时间、生产效率、经济效益优于几何水准测量得以广泛应用,尤其在山区作业,几何水准测量非常困难,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。

随着高精度电磁波测距仪的广泛应用,三角高程测量在国内外已被广泛应用于高程测量中。

在国内,利用三角高程测量替代水准测量问题,也被众多工程技术人员所认同,并成为国内测绘界极为关注的课题。

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