电磁波测距高程导线施测等级水准的实验研究

电磁波测距高程导线施测等级水准的实验研究

摘要：测定两地面点之间高差的方法有很多。如：普通水准测量、经纬仪三角高程测量等，但都有一定的限制。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高等级水准测量，就成为我们急待解决的问题。本文将着重阐述利用全站仪进行等级水准测量的理论、方法、精度等，并研究其可行性。

关键词:全站仪；高程；三角高程；水准测量；闭合差；精度abstract: there are many methods for the determination of height difference between two points. such as: ordinary leveling, triangulated height measurement, but there are certain restrictions. the advantage of using total station ranging trigonometric leveling can replace high grade universal leveling, becomes an urgent problem. this paper focuses on the theory, method, precision grade leveling with total station, and to study its feasibility.

key words: total station; elevation; trigonometric leveling; leveling; closure; accuracy

中图分类号： tu195 文献标识码：a 文章编号：2095-2104（2013）1前言

在测绘领域里，测定地面上两点之间高差比较原始的方法是普通水准测量，但普通水准测量是借助水平视线方法进行测量的，所以存在局限性，此方法较适用于平坦地区。本课题通过对电磁波测距

高程导线即利用全站仪测距高程导线实测数据的试验研究，寻求达到等级水准测量精度的切实可行的方法和措施。

2电磁波测距概述

随着光电技术的发展，电磁波测距仪的使用愈来愈广泛，与传统量距方法比较，电磁波测距具有测程远、精度高、操作简便、作业速度快和劳动强度低等优点。

3全站仪进行等级水准测量的可行性探讨

因为全站仪集电子经纬仪、光电测距仪于一体，而且全站仪又可以测量天顶距（z）和斜距（d），所以我们可以用全站仪测量天顶距和斜距，这和利用经纬仪三角高程测量相类似，这时我们说利用全站仪进行等级水准测量在理论上是可行的。

4大范围的数据采集和实验研究

下面我们仍采用以上方案进行一个大范围，而且测量方式有更高要求的实验：

实验要求：斜距的测量要求进行正倒镜观测，并测量两个测回，得到四个值；天顶距的测量要求进行正倒镜观测，并测量三个测回，得到六个值，现在野外布设一个具有多个水准点，且具有多个闭合环的高程导线，进行测量。

4.1 选点绘制草图

草图如下所示：

大范围数据采集导线布设草图

4.2 数据采集和记录

利用徕卡（leica）402型全站仪进行外业的数据采集。数据记录如下表：

大范围数据采集记录表

4.3 数据整理和计算

（1）计算斜距平均值（）为公式：

（2）计算天顶距平均值（）为公式：

计算结果如表：

斜距和天顶距平均值计算成果表

（3）计算两点间高差h为公式（4.8）：

（4.8）

计算结果如下列各表：

一号闭合环表高差计算成果表

二号闭合环高差计算成果表

三号闭合环高差计算成果表

（4）闭合差的计算：

因为所测导线为闭合导线，所以： = 0.000m闭合差用公式进行计算: = –允许值用公式进行计算: = n (n=12、20)

一号环: = 0.091 – 0.051 – 0.133 + 0.096 = 0.003m所以闭合差为:

= – = 0.003 – 0 = 0.003m = 3mm允许值:若为三等水准测量, =12=12=5.46235993≈5mm若为四等水准测量, =20=20=9.103933216≈9mm

将闭合差的绝对值分别和三、四等水准测量允许值进行比较得：

从一号环的实验可以初步得出：利用电磁波测距高程导线施测等级水准成果合格。二、三号环同一号环。

（5）平差计算

因为所布设的导线形成了网，各闭合环之间是相互关联、相互影响、相互制约的，所以为了进一步验证数据的可靠性，要对导线网进行整体的精确平差。利用djc数字测绘平差软件对所测得的数据（经过整理计算得到的水准测量形势的数据（两点之间的高差和水平距离））进行平差计算。

对其平差计算的成果打印输出如下:

已知点数据如下表：

已知点数据表

已知点数据

观测得到的数据如下表

观测得到的数据表

观测数据

平差值及精度如下表：

平差值及精度表

平差计算得到：每公里高差中误差 = 0.1(mm)

各未知点高程值如下表：

5结束语

经过以数据可知，利用电磁波测距高程导线施测等级水准的方法所测得的数据已经达到了我们预想的结果，所以通过对所测数据的分析和实验研究可得出如下结论：利用全站仪进行电磁波测距高程导线施测等级水准，可以代替普通水准测量中的三、四等水准测量，能够满足相应的工程测量规范要求和实际工作中的水准测量精度

要求，此方法将大大加快水准测量的工作效率。

参考文献

[1]王森,刘鸿硕,张天祥,孙表山,张凤新,姜永慎.光电测距三角高程导线测量规范[m].北京:地质出版社.1992:1-3,7-9.

[2]段定乾.电子速测技术.北京:解放军出版社,1996.