全站仪三角高程代替水准测量
也谈全站仪测距三角高程代替几何水准测量
第5期也谈全站仪测距三角高程代替几何水准测量孙向晨(新疆维吾尔自治区有色地质勘查局地球物理探矿队乌鲁木齐830011)摘要运用三角高程测量原理，通过具体实例，证明全站仪测距三角高程导线在满足一定条件下采用直返觇观测，其测量成果能够满足水准测量精度要求，在实际工作中可推广应用。
关键词全站仪电磁波测距三角高程水准测量1概述传统的高程测量方法主要有水准测量、经纬仪三角高程测量，这两种方法各有特色，但都存在着不足。
水准测量是一种直接测高法，测定高差的精度较高，但其受地形起伏的限制，外业工作量大，施测速度较慢；经纬仪三角高程测量是一种间接测高法，它不受地形起伏的限制，施测速度较快，但精度低。
近十多年来发展和快速掘起的电子速测仪即全站仪,具有测程远、精度高、操作简单、功能齐全、可进行数据存取和通信以及自动化程度高等特点,普遍地运用于各种工程建设和测绘生产实践中。
2三角高程测量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(即竖直角)求定两点间高差的方法。
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。
三角高程测量的基本原理见图1，A、B为地面上两点，自A点观测B点的竖直角为α1.2，S0两点间水平距离，i1为A点仪器高，i2为B 点觇标高，则A、B两点间高差为:h1.2=S0tgα1.2＋i1－i2(1)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了[1]。
这里对球差和气差的改正不在赘述，只就三角高程测量的一般原理进行阐述。
3测距三角高程精度分析3.1大气垂直折光的影响众所周知，大气层是个既不平稳，又不均匀的随机场，它在许多因素的影响下不断地随时间、空间的不同而迅速地变化着。
用全站仪进行高程传递，所测的高差除了测距、测角、量仪器高和镜高误差影响外，还包括大气折射对电磁波传播的影响。
精密三角高程测量代替三等水准测量的研究
精密三角高程测量代替三等水准测量的研究摘要本文讨论了在水利水电施工过程中，在受场地限制和地形影响的情况下，在充分设计好相关线路的情况下，利用精密三角高程测量的方法，替代传统的三等水准测量。
笔者从自身的实践出发，认为此方法可行，并结合实例证实了其可行性和有效性。
关键词三角高程测量；三等水准测量；高程控制网；平差；精度中图分类号p2 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）39-0091-020引言在水电施工测量的实际工作中，尤其是在高陡山区进行施工测量作业时，由于受场地限制和地形的影响，控制网点的高程值无法用正常的水准测量方法来进行测量，而且有些控制点，水准线路根本无法顺利到达。
这时候，就有必要采取三角高程测量的方法来代替水准测量了。
在国内的诸多有关工程测量的规范中，对于三角高程测量代替传统水准测量的方法，多只局限于用三角高程测量的方法来替代四、五等水准测量，而对于三等及以上等级的水准测量，是否能用三解高程测量的方法来替代，并未作原则性的提示和建议[1-2]。
笔者认为，对于三角高程测量替代常规三等水准测量的可行性值得探求和验证，以在实际工作中提高工作效率。
笔者曾工作过的洞坪水电站工程，是一座以发电为主，兼有库区航运、交通、防洪、水产繁殖和旅游等综合效益的ii等大（2）型水利水电工程。
其主体建筑物有：混凝土双曲拱坝、坝身泄洪建筑物、左岸发电引水建筑物、左岸地下发电厂房及变电站。
最大设计坝高135.0m，坝轴线长253.11m[3]。
在这个工程上，大胆地采用了精密三角高程测量的方法来替代传统三等水准测量。
1测量方法的提出及路径方案选择1.1高程测量方法的选择根据工程性质及现场作业条件，测区的施工控制网布设拟采用ⅱ等平面控制和ⅲ等高程控制相结合的控制形式[4-5]。
由于测区相对狭窄，地势相对陡陗，测区控制点都将分布在河谷两岸的山坡上，最低点高程约为434m，最高点高程为约578m。
另外，有三座控制点标必须设在右岸的山坡上，右岸山坡由于交通问题，在施工总平面图设计时并没有加以利用，加之植被丰厚，坡度几近垂直，水准施测较难实现。
全站仪代替水准仪的新尝试
文章编号 :049420911 (2003) 1220035204 中图分类号 : P 204 文献标识码 :B全站仪代替水准仪的新尝试王爱生1 ,高有裕2(1. 徐州师范大学 国土信息与测绘工程系 ,江苏 徐州 221011 ; 2. 大同矿务局 地质勘测处 ,山西 大同 073003)A T est of Level ing by T otal Stat i onWAN G Ai 2sheng , G AO Y o u 2yu摘要 :介绍用全站仪代替水准仪 、不量仪器高和觇标高进行高程测量的原理 、误差来源和误差的消除方法 ,用实例证明这种方法的可行性 ,并得出一些结论 。
关键词 :全站仪 ;水准测量 ;精度h A B = h A 1 + h 1 B= - (Δh 1 A + i 1 - v A ) + (Δh 1 B + i 1 - = - Δ h 1 A +Δ h 1 B + v A - v B =Δ h 1 + v A - v B同理可得一 、前 言v B ) 几何水准测量在坡度较大的地区难以实施 ,即 使勉强采用 ,由于测站太多 ,精度很难保证 利用三角高程测量时 ,由于有诸多因素的影响 ,使三角高程 的精度很难有显著的提高 ,在诸多因素中尤以大气 折光误差 、垂直角观测误差以及仪器高和目标高的 量取 误 差 为 甚 。
理 论 和 实 践 表 明 , 当 距 离 小 于400 m 时 ,大气折光的影响不是主要的 ,因此只要采取一定的观测措 施 , 达 到 毫 米 级 的 精 度 是 可 能 的 。
通常的措施有 :选择最佳时刻进行测距 、在最佳时间 测量垂直角 、采用合适的照准标志 、精确地量取仪器 高和觇标高 。
本文所述的方法是将全站仪当做水准仪来使 用 ,不必量取仪器高和觇标高 ,这样既能在地形起伏 较大的地区快速进行高程传递 ,又能保证足够的精 度 。
( 1) h B C =Δ h 2 + v B - h CD =Δ h 3 + v C - v Cv D ( 2)( 3) h D E =Δ h 4 + v - () v 4 D E式中 , h 为两点之间的高差 ,Δ h 为全站仪中心和棱 镜照准标志之间的高差 , i 为仪器高 , v 为觇标高 。
井下三角高程代替水准测量的可行性
的高度 角 和两点 间 的斜距 ， 运用 三角公 式 计算 两点
间的高 差 ， 面上 进行 三角 高程 测量 因受 到大气 折 地 光 和地球 曲率［ 的影响 ， ２ ］ 国内外学者 对 这方 面影 响 也 作 了很多 研究 ， 并论 证 了精密 三角高 程测 量 可 以 代 替一 、 二等 水准 观测 的可行 性［ ］ ３。 在井 下 高程控 制测 量 中 ， 由于井下 巷道 通风 和
如何 能够 在最 短 的 时间 内准 确 、 时 、 速 地 完 成 及 快 各项 测量 工作 ， 尽可 能减 少测 量外业 工作 对 生产 的
影 响 和 测 量 人 员 的 劳 动 强 度 ， 具 有 现 实 意 义 是
的 。
图 ｌ 三 角 鬲 程 示 意 图
． 一 Ｓ ・ｓｎ １ ｌ 舳 ｉａ十 ｉ 一
表 １ 平 巷 三 角 高 程精 度表 ／ ｍ ａ ｒ
（ 。） ｌ ２
３ ４
由以上 分 析 可 知 ， 用 测 量 精 度 ２ ， ２ｍｍ 利 ”±
十２ｐ ｍ 的全站 仪实施 井下 导线 控制 ， ｐ 进行 的三角
高程 测 量精度 完 全 可 以满 足 井 下 四等 水 准 测量 的
里 高差 限差 ±１ ０ｍｍ．
斜 巷三角 高程 误差 每公 里高差 中误差 最 大为
／ ｌ一 ｉ ＴＩ＝ ／ ， — — ± ｉ （ 一十 ０ Ｌ Ｕ ｍｍ ） ， √８ ｋ （ ） ， ４
据 误差 传播 定律 ， 角精 度可看 作 ±１。 测 ” 在井 下量测 仪器 高 和觇标 高时 ， 通过 采 用经过
下 高程 控制 的一 种手段 。并通过 一 些三 角 高程 测 量在 实 际矿 山测 量 中的应 用 实例 ， 证 了利 验
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1. 引言1.1 概述在日常工程实践中，四等水准测量存在着诸多不足之处，如测量时间长、费用高、精度较低等。
而三角高程测量通过利用现代化的测量设备和技术手段，能够在较短的时间内获取更精准的高程数据，从而大大提高了工程测量的效率和准确度。
越来越多的工程测量项目选择采用三角高程测量方法进行测量。
通过实际工程案例的探讨，我们将进一步了解到三角高程测量在各种工程领域的应用情况。
本文还将介绍三角高程测量的具体步骤和需要注意的问题，以帮助工程测量人员更好地掌握这一先进测量技术。
本文将全面分析三角高程测量代替四等水准测量的优势和应用案例，为工程测量领域的发展提供新的思路和方法。
1.2 目的本文旨在探讨三角高程测量如何代替传统的四等水准测量在实际工程中的应用情况。
通过对比四等水准测量的不足和三角高程测量的优势，分析其在工程测量中的实际应用案例，并详细介绍三角高程测量的步骤和需要注意的问题，从而全面展示三角高程测量在现代工程测量中的重要性和优势。
2. 正文2.1 四等水准测量的不足四等水准测量需要较好的天气条件进行测量，一旦遇到恶劣的天气，如大雨、大雾等，会严重影响测量结果的准确性，造成数据不稳定。
在一些需要测量跨越河流或湖泊等水体的工程中，四等水准测量存在困难，需要额外的设备或措施。
四等水准测量在实际工程中存在着诸多不足，因此需要寻求更加高效、便捷的测量方法来应对复杂多变的工程环境。
2.2 三角高程测量的优势三角高程测量相较于四等水准测量具有许多优势。
三角高程测量可以大大减少测量时间和成本。
在四等水准测量中，需要沿着一条直线布设多个测站，而且每个测站之间的距离通常较长，相比之下，三角高程测量在地形较复杂的情况下可以更快速地完成测量工作。
三角高程测量可以实现长距离的高程测量。
由于四等水准测量受到地形的限制，无法跨越大范围的地形起伏，而三角高程测量则可以通过多个三角形的建立，实现长距离的高程测量，使得测量的范围更广，更适合于大型工程项目的测量需求。
三角高程测量代替三、四等水准测量研究
综上述 ， 全站仪类水准三 角高程测量方法在一定条件 下 可 以代 替水准仪进行三 、四等 水准测量 ， 方便快捷 的完 成工
程任务 。
点和 待测高程点上的 固定 高度 的棱 镜通 视； （ ）先用仪 器照准待测点 （ ２ 盘左盘 右观测 ） ，测出平距
和垂直角 ，计算 出水 平视线高程值 ； （ ）用 同样 的方 法照准 已知高程 点 （ ３ 盘左盘右观测 ） ， 测出平距和垂直角 ； （ ）代人公式 （ ）中，计算 待测 点的高程 。 ４ ６
（ ）垂直角观测误差 ； ２ （ ）大 气 折 光 误 差 ； ３
第 ３期
首先， 我们 用全 站仪 瞄准 Ｂ点 ， 观测 Ｂ点的垂 直角 。采 （ 取 盘左盘右取平均值 ） ，则全站仪水平视线 高程 为 ：
Ｈ｛ 爿＿ ＾一 ａ ｏ ＝ Ｂ ＋ Ｄｔ ｔ ｎ￣
（） ３
（ ）仪器高和棱镜高 的量 高误差 。 ４ 从全站仪类水准三角 高程测量 的方法分析可知 ， 长误 边 差 、垂直角 观测误 差影响近视相等 。大气折光误差 ，当两 点 之 间的距 离越远 ， 误差越大 。 站仪类水准三角高程测量 则 全 是将全 站仪安置与两个点之 间， 分别进 行瞄准 ， 使大气 折光 误差 的视线距离缩短 ，提高 了测测精度 。
［ 内容提要］ 讨论当前精密工程测量现状 ，针对工程单位实用仪器情况 ，从三角高程测量原理入手 ，得出全 站仪类水准三 角高程 测量新方法 ，分析误差 ，实践检验全站仪类水准三 角高程测量新 方法代替 水准 仪进 行三 四等
水准测量可 行性。
［ 关键词］ 全站仪；类水准 ；三角高程测量 ［ 中图分类号］ Ｔ ２ Ｂ２ ［ 文献标 识码］ Ａ ［ 文章编 号］ １０ ．４ ７ （０ ２ ３０ ５ ．２ ０ ８７ ２ ２ １ ）０ ．１ ９０
三角高程测量代替三等水准测量的研究
三角高程测量代替三等水准测量的研究作者：赵洪岩来源：《城市建设理论研究》2013年第14期摘要：本文介绍了在受场地限制和地形影响的情况下，为提高工作效率，同时保证高程控制测量精度，采用三角高程测量新方法代替水准测量，使三角高程测量达到三等水准测量的精度。
关键字：三角高程测量水准测量精度中图分类号：V552 文献标识码：A 文章编号：0 引言传统的高程测量方法为水准测量，它是一种直接测高法，测定高差的精度较高，但受地形起伏限制，外业工作量大，施测速度慢。
在施工测量的实际工作中，尤其是在山区进行施工测量作业时，由于受场地限制和地形的影响，控制网点的高程值无法用正常的水准测量方法来进行测量，而且有些控制点，水准线路根本无法顺利到达。
这时就有必要采取三角高程测量的方法来代替水准测量了。
随着测量技术的发展，特别是全站仪的广泛应用，距离测量简便，而且精度高，因此三角高程测量已经广泛应用于各类生产当中。
它不受地形的限制，且施测速度快，特别在地形起伏较大的区域有着非常大的优势。
但是，传统的三角高程测量方法每次测量都得量取仪器高、棱镜高，增加了误差来源，测量精度较低。
经过长期探索，总结出一种新的三角高程测量方法。
该方法结合了水准测量的任一置站的特点，同时每次测量时还不必量取仪器高、棱镜高，减少了误差来源，精度明显提高，达到了三等水准测量的要求。
1三角高程测量的传统方法若两点间的高差，难以用水准测量的方法测得(常见于山地、高层建筑物)，可采用三角高程测量方法施测。
图1 三角高程测量原理如图1所示，欲用三角高程的方法，测定地面点A、B两点之间的高差hAB，其方法如下：（1）在A点安置经纬仪，B点竖立觇标(或标尺)；（2）量出桩顶到经纬仪水平轴的高度(称为仪器高)i和觇标高度v；（3）以望远镜中的十字丝横丝照准觇标顶部(或在标尺上的读数)，测出竖直角α；（4）若A、B两点间的水平距离D为已知时，可知：hAB=Dtanα+i－v（5）设A点的高程为HA，则B点的高程为：HB=HA+hAB=HA+D tanα+i－v在应用上述公式时，应注意竖直角正负。
水准仪和全站仪测量高程有何区别
水准仪和全站仪测量高程有何区别
1、首先是测量高程的原理不同，水准仪是通过测量前后高程，来确定最终高程，而全站仪是三角高程，也就是用全站仪的垂直角来计算三角函数的原理。
2、仪器本身的差别，水准仪的视准轴是不会轻易动的，而用全站仪测量高程时，垂直角是不可能一直不变的，即使把垂直角锁定成90°00′00〃，也还是会产生一些人为的误差
3、全站仪的精度和稳定性的问题，如果徕卡或者稳定性非常好的全站仪测量四等水准仪也是可以的。
但高等级水准仪还是必须用水准仪
为何水准测量的高程与全站仪所测出的高程差近2公分？
只要你水准测量的闭合差越小，精度就越高~~
一般不会超出5MM
为什么全站仪能代替经纬仪而不能直接代替水准仪？除非是好几十万的机器~才能做到高程测量的精度要求~~
曾今做过实验：用全站仪回复中桩，仪器架好~后视点不变的情况下~连续放了10次同一个坐标~
结果是在10公分以内的范围内有10个点~
当然这个仪器也就2W多的机器~
但能说明全站仪他的测量结果受自身精度影响~会有一定误差~
所以会出现你说的那种情况.2公分的话说明你这机器还是挺不错的。
全站仪三角高程代替等级水准的应用研究
８—２ ０８
长春工程学院学报 （ 自然科 学 版 ）２ １ 年 第 １ 卷 第 １ ０２ ３ 期
Ｊ Ｃｈ ｎ ｃ ｕ ｎ ｔＴｅｈ （ ｔ Ｓ ｉＥｄ． ， ０ ２ Ｖｏ． ３ Ｎｏ １ ． ａ ｇ ｈ ｎＩ ｓ． ｃ ． Ｎａ． ｃ． ｉ） ２ １ ， １１ ， ．
墨 墨
范 》 的要 求三 等水 准测 量要 求每 千米 的全 中误 差 上
为 ６ｍｍ［ ， 得 三等 水 准 单 向测量 偶 然 中误 差 为 ６ 可 ］
仪 有 明显的优 势 ， 以在 精度 要 求 不 高 的 山 区测 量 所 时 ， 以考 虑使用全 站仪来 代替水 准仪 ， 可 但是 要用 全 站仪 三角高程来 普 遍 代替 水 准 仪 来进 行 高 程 测 量 ，
目前还 无法 达到理 想的精 度 。
ｍ永一土３ ２ － 由此 可知 ， Ｌ一 ０２ （ ｋ √ ×￣ Ｅ， 当 ． 时 Ｌ以 ｍ
为单 位 ） ｍ永 ＝± １ ９ ， ． ０ｍｍ， 故
行性。
Ｓ， 竖直 角为 和 口 ， 镜高为 和 Ｚ ， 棱 假定 仪器 在
Ｃ点高 程为 Ｈ 则 Ａ 点 的高程 为 Ｈ 和 Ｈｓ２。 ， Ｂ ［ ３
１ 全 站 仪 三 角 高 程 的 测量 方 法
１ １ 传统 法三 角高 程的测量 方 法 ． 如 图 １所示 ， Ａ 点架 设 仪 器 ， Ｂ 点安 置 棱 在 在 镜， 设仪 器高 为 ｉ棱镜高 为 ， ， 此时 可测 得全 站仪 中
准 的成 果作 比较 分 析 ， 而得 出三 角高 程 测量 的实 从 际精 度 。
测点 ， 样就会 在一定 程度 上降低 测 量速 度 ， 这 并且 在 测量 时需要量 取仪 器高 与棱镜 高 ， 加 了误 差来 源 ， 增
全站仪三角高程测量替代水准仪观测桥梁预压沉降量
行性 。
则： 高程 Ｈ ｂ ＝ Ｈ ａ＋ Ｈ ａ ｂ ， 式中 Ｈ ａ ｂ ＝ ａ— ｂ ， 故Ｈ ｂ ＝ Ｈ ａ
＋（ ａ一６ ） 。
图 １ 水 准测 量计算 示意 图
Ｆｉ ｇ． １ Ｌｅ ｖ ｅ ｌ ｉ ｎｇ ｍｅ ａ ｓ ｕｒ ｅ ｍｅ ｎｔ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏｎ
１ 常 用 的 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， 下 面给 出其原 理和计 算公 式 。
１ ． ２ 常 规 三 角 高程 测 量 计 算 表 达 式
如 图 ２所示 ， 假 定 Ａ， 曰为两 个不 同高程 的地面 点 ， 已 知 Ａ点 高点 为 Ｈ ａ ， 欲求 ｌ ｉ ｂ点 的高程 ， 即求 出 Ａ点 到 点
Ａｌ ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｏ ｆ Ｔｒ ｉ ｇ ｏ ｎ ｏ ｍｅ ｔ ｒ ｉ ｃ Ｌｅ ｖ ｅ ｌ ｉ ｎ ｇ Ｍ ｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｔｏ ｔ ａ ｌ
Ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｏ Ｌｅ ｖ ｅ ｌ ｉ ｎ ｇ ｆ ｏ ｒ Ｂｒ ｉ ｄ ｇ ｅ Ｐｒ ｅ・ － ・ Ｌｏ ａ ｄ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｅ ｔ ｔ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ Ｏｂ ｓ ｅ ｒ ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
１ ． １ 水 准 测 量 计 算 表 达 式
水 准测量 又 叫做 几 何 水 准 测 量 ， 是 测 量 高 程 定 ｍ 的高 程 ， 可 把全 站 仪架 设 在 Ａ点上 ， 量 取仪 器 高 ｉ ， Ｂ点架 设棱 镜 ， 量 取冷 静 高 ｔ ， 观 测 竖直 角＠ ， 已知 Ａ， 曰两点 的水 平距 离为 ， 则： 高差 Ｈ ａ ｂ
用精密三角高程测量代替二等水准测量方法的探讨
０ 前
言
１ Ｔ 程 实 例
以桥 墩为 例 ， 绍 采用 精 密 三角 高 程对 高于 地 介 表 ３ｉ 以上构 筑物 顶部 高程 达到 二等水 准测 量精 度 ｎ
要 求 的施 测要 领 、 理论 推演及 实测 统 的二 等水 准方 法 进
ｓｅｉ ｒ ｍ ｉ ａｐｉ ， ｎ ｅｔ ａ ａｇ ｂｅｖｔ ｎｃｎｒｐａｅｔｅｓｃｎ ｌ ｓｅｅ ｎ． ｐｃ ｐ ｓ ｐ ｌｄ ａｄｖｒｃ ｌ ｏｓｒａ ｏ ａ ｌ ｅｏｄｃａ ｖｌ ｇ ｌ ａ ｉ ｓ ｅ ｉｌ ｎ ｅ ｉ ｅ ｃ ｈ ｓ ｌ ｉ
Ｋ ｙ ｗ ｒ ｓ ｒｎ ｉｇ ｔ ｇ ｎ ｍ ｔ ｃｌ ｅｉ ； ｅ ｏ ｄ ｃ ｓ ｌｖｌ ｇ ｅ ｇｎ ｅ ｎ ｕ ｅ ｅ ｏ ｄ ： ｇ ； ｒ ｏ ｏ ｅｒ ｅ ｌ ｇ ｓｃ ｎ ｌ ｓ ｅｅｉ ； ｎ ｅ ｒ ｇｓｒ ｙ ａ ｎ ｉ ｉ ｖ ｎ ａ ｎ ｉ ｉ ｖ
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Ｔ ｅｕｕｌ ｒ ｔ ｅｉ： ｏｎ ｔｅｔ ａ ｓ ｔ ｎａ ａｐｏｒ ｔ ｌ ａ ｏ ｉ ｉ ｔｅｄｓ ｎ ｅｏ ０ｍ （ ｏ ｍ ｒ ｔａ ５ ｍ ａ ｍ ｘｍ ｍ） ｈ ｓａ ｐａ ｉ ｍ ｕｔ ｈ ｔ ｔ ｉ ｔ ｐ ｒｐ ａｅ ｏ ｔ ｎｗｔ ｎ ｈ ｉａｃ ｆ ０ ｃｃ ｓ ｏｌ ａ ｏ ｉ ｃｉ ｈ ｔ １ ｎｔ ｏｅ ｈ ｎ１０ ｔ ａｉ ｕ ，
浅谈全站仪三角高程测量代替四等水准测量
浅谈全站仪三角高程测量代替四等水准测量一、概述：高山地区高差大，进行几何水准测量效率低，因普通水准仪尺只有3m，进行水准测量则视距短、转站多，而转站多精度下降，如果水准尺上的圆水准气泡有误差对水准测量精度影响很大（水准尺出厂时自带的圆水准气泡一般不准，受运输振动影响大）。
如果水准尺圆水准气泡不准，高山地区水准测量容易超限。
水准尺不竖直对水准测量结果影响以下有分析。
如果采用全站仪三角高程测量代替四等水准测量提高作业效率，但是影响三角高程测量精度因素比常规水准测量多，除了全站仪竖盘指标差外（相当于水准仪的i角误差）还有球差与气差（高差大，空气密度不同引起折射），怎样减少这些因素对三角高程测量精度影响使用三角高程测量达到等级水准的精度要求。
以下通过盐什公路高差最大段k9+600～k11+800的实测数据分析。
二、高山地区几何水准测量的局限性：高山地区几何水准测量特点是高差大、视距短、转站多。
上山测量时后视尺倾斜对测量累积差大使测量后视读数增大，前尺视线靠地表受地表折光影响大；下山测量时前尺倾斜累积差大使测量前视读数增大，后尺视线靠地表受地表折光影响大。
通过以上分析高山地区水准测量如果水准尺倾斜使山顶水准点高程偏高；高山地区转站多也会使测量累积差大，精度低下平原地区的水准测量；高山地区水准测量转站多使测量速度慢、作业效率低；在陡峭的悬崖地区几何水准不可能进行。
我们于2015年4月份对盐什公路k9+600～k11+800隧道进口到出口进行一次水准点联测，按照国家四等水准测量的要求进行，四等水准联测结果如下：从上表中可看往返测误差大，水准线总长共2.2km，测量60站。
进行往返测量用了2天时间。
且测量精度也不高，测量成果刚达到限差要求（±6√n（mm））。
其中D21在山顶，这点的精度最低，往返测差38.5mm。
这种误差主要在于水准尺倾斜影响，一般水准尺自带的气泡受运输振动影响产生误差，且水准尺气泡难以校正。
全站仪代替四等水准仪测量
全站仪代替四等水准仪测量摘要：当面对崎岖的山路，或者复杂的地形条件时，很难通过普通的设备以及手法实施水平测量，而为了追求测量效果的良好，能够以全站仪三角高程测量充当水准仪进行四等水准测量的替代品，加以偏差的消除。
如此一来，地理的因素将不再约束测量的效果，这一手法表现出偏差范围小，精密水平突出还有效率高等优势，能够可靠地替换四等水准测量，同时，大量的应用实践证实了这一设备的优越功能。
关键词：四等水准；全站仪；误差；测量1 前言通过实践能够明显看出，全站仪三角高程能够实现四等水准测量具备的精准水平，但是目前在多种测量规范中，均要求全站仪三角高程测量在替换四等水准手法的过程里，各站点需要具备超过两个测回，同时属于往返测，而涉及到的全站仪等仪器均需要投设于控制点位置，诸如此类的全部操作旨在保障三角高程测量与水准高程手法实现的精准能力保持一致。
然而这个过程暴露出庞大的工作量以及繁杂的流程，一旦工程落实地点设置于地形崎岖的山区，就不可能落实任务，有时候这一替换还会起到画蛇添足的效果。
2 现实原因在具体施工中，诸如目标修建一条新的公路时，由于所处的地点为山区或者低山丘陵聚集的地区等，路面起伏不定给施工带来了棘手的问题，与此同时，南方雨水丰富而且水田贯穿施工范围，植被繁茂，这些地貌特征都是进行以往水准测量的阻碍。
由于设备庞大易损坏，精度缺乏保障，最后导致工作落实进度缓慢。
经过多方实践，总结得到全站仪替换水准仪进行测量的一系列手法。
3 可行性s3.1 全站仪简介全站仪的构造决定其要更加先进，在精准水平、保护效果还有多种性能上优于以往的水准仪。
其中，全站仪具备的自动双轴补偿系统是基于以往水准仪的问题加以改进而形成的。
以往水准仪设置的塔尺不具备准符合气泡，突出表现为倾斜误差显著。
除此以外，全站仪属于电子产品的范畴，无需人力的观测，直接消灭了主观因素带来的误差。
3.2 误差分析三角高程涉及的误差包括：仪高、棱镜高量误差，照准误差、斜距测量误差还有大气折光等。
全站仪三角高程视线高代替几何水准精度分析及应用
的有 竖 直 角 观 测 中误 差 、 距 观 测 中 测
误差 ｍ 、 仪器高 ｍ 和棱镜高 ｍ ｉ 大气折光和地球 曲 目前测量仪器较常用 ２全 站仪 ， ” 其测距精度一
般 为 ３ｍ ＋ ｍ ２×１ ～。取 规范 中规 定 ｓ ７０ｍ，Ｌ ０ ＝ ０ Ｏ＝
Ｓ ｒａ ． ８ ｅ ｉｌＮｏ ５１
现
代
矿
业
Ｊ ｎ ．２ １ ｕｅ ０２
Ｍ ＯＲＤＥＮ Ｉ ＮＧ Ｍ ＮＩ
总 第 ５８ １ 期 ２ １年 ６月 第 ６期 ０２
全 站仪 三角 高程 视 线 高 代 替 几何 水 准精度 分析 及应 用
李金 池
（ 马钢 （ 团 ） 司桃 冲矿 业 公 司 ） （ 集 公 ）
劳动强度大 、 工作效率 较低 。到了上世纪末期全站 仪出现并普及 ， 为三角高程测量代 替部分几何水准 测量提供 了可能。全站仪集 电子经纬仪、 电测距 光 仪和数据记录传输 于一体 ， 其测距 和测角精度大大
提 高 ， 它进 行高程 测 量 ， 测 速度快 、 作效 率 高 。 用 观 工 全站仪进行 三角高程 测量时有单 向观 测 、 向观 对 测、 中间观测等 方法 ， 分别 可 以满 足 不 同工 程 测量 的 高程精度 需要 。而冶金 测量规 范对此 方 面规定很 少 ， 要合理运 用规 程对 全 站仪 进行 开 发利 用 。就 冶金 矿 山而言 ， 根据 采 矿生 产具 体 要 求 ， 开 拓 、 准 、 应 按 采 回 采工程所 规定 限差 ， 过 误差 预 计 和施 测 方案 比较 ， 通 采用最经 济 、 最高效且符 合生产 需要 的施 测方案 。
Ｄ ＋
图 １ 三角高程原理
精密三角高程测量替代二等水准测量研究与实施
精密三角高程测量替代二等水准测量研究与实施摘要：所谓的三角高程测量，就是借助测站向照准目标观测垂直角和它们之间的水平距离或者斜距，简单来说，就是用来计算测站点与照准点之间距离的方式。
对于三角高程测量方式来说，最突出的优势就是比几何水准测量方式在时间以及效率等方面较为突出，特别是在山区进行作业时，利用几何测量方式很难进行，那么利用三角高程测量不仅能够推动工作快速进行，而且也能很好的解决几何水准测量方式无法实现的高程传递问题。
在测试仪器更新过程中，三角高程测量因为机器人的融入，从而促使精度有了较大的提升。
通过实践调查发现，三角高程测量方式的较高精密度，完全可以取代二等水准测量方式。
关键词：精密三角高程；二等水准；测量引言：在测量技术应用的过程中，常常需要测量地面点高程，来确定目标点相对参考基准面的高度，当前常用的测量高程点的方法有水准测量、三角高程测量和GPS高测量程测量３种。
水准测量是利用一条水平视线，并借助水准尺，来测定地面两点间的离差，测量由己知点的离程推算出未知点的高程。
GPS高程测量通过GPS接收机通过测量目标点的大地高和高程异常来获取未知点高程。
三角高程测量的基本思想是利用测站对照准点所观测的天顶距（竖直角）和测量平距，计算测站点到观测点之间的高差，从而获取未知点高程。
这几种高程测量各有优势并相互补充。
从精度而言，几何水准测量精度最高，能满足国家一、二等水准测量的需求，并广泛应用于国家髙程控制网的布设；三角高程测量精度其次，能够满足三、四等水准测量精度要求；GPS高程测量因很多地区难以获得区域高程拟合模型，因此只能达到等外水准的精度。
从工作效率和适应地形环境来说，几何水准测量精度虽然最高，但由于本身测量手段的局限，在高差较大的山区和丘陵地带效率很低，需要大量设站才能进行高程传递，同时在跨越障碍物时测量显得更加困难。
一、三角高程测量基本原理设A，B为两个高度不同的地面点，已知A点的高程为HA。
三角高程替代一等跨河水准
三角高程替代一等跨河水准摘要：水准测量在工程建设中使用率较高，但是在某些特殊情况下，由于受到场地地形条件、仪器精度等影响，无法使用水准测量，影响到工程顺利进展。
本文主要探讨三角高程替代一等跨河水准测量的可行性，全文在理论分析基础上结合实例进行说明，证明三角高程可替代一等跨河水准测量。
关键词：三角高程；一等跨河水准；水准测量；全站仪；可行性工程勘察、工程设计以及工程施工阶段，水准测量均发挥着重要作用，尤其是在跨河工程建设中。
跨河工程建设中考虑到两岸之间距离以及地形起伏较大，采用正常的跨河水准测量难度较大，而且无法保证测量精度[1]。
针对这种情况，笔者提出采用三角高程替代一等跨河水准测量方法，并取得了较好效果，相关内容分析如下：一、理论分析水准测量主要使用水准仪，通过水准仪计算出两个不同测站之间的高差，比如：前视点高程=后视点高程+后视读数-前视读数。
如果工程所在区域需要跨越较大水面或宽峡谷，由于视线超出常规水准测量长度，此时需要使用跨河水准测量并使其得到要求的精度范围。
但是跨河水准测量也会受到实际测区的影响，造成某些情况下无法使用[2]。
三角高程测量主要是通过对两个不同控制点的测量，比如A、B点，通过从A 点对B点进行观测，可产生竖直角为α1.2，A、B两点水平距离为S0，A点架设的仪器高度为i1，B点觇标高为i2，此时A、B两点间高差可表示为h1.2=S0tgα1.2+i1-i2按照上述公式能够计算出两点之间的高差，当某点高程已知后，另外一点的高程也能够顺利计算出来。
二、实例分析1、工程概况本文根据水电站枢纽区工程施工，整个区域高程控制网主线路采用一等水准闭合环，主线路沿右岸过境改线公路向上游，经鲁羌隧洞、上坝支洞，至坝顶过江（SJ-01→SJ-02→…→SJ-09→SJ-12→…→SJ-15→SJ-16）；再经坝后之字形公路，下至厂前区，沿右岸沿江改建公路向下游，至右岸过境改线公路交叉口（SJ-22→SJ-23→…→SJ-38→SJ-39），形成闭合环线。
全站仪三角高程代替四等水准在水利水电工程中的应用
348全站仪三角高程代替四等水准在水利水电工程中的应用The Application of Total Station Triangle Elevation Replaces the Fourth Level in Water Resources and Hydropower Engineering■ 颜旭贤 吴自金 张继宇 ■ Yan Xuxian Wu Zijin Zhang Jiyu[摘 要] 在水利水电工程测量中，很多时候需要使用三角高程测距代替水准测量。
本文从三角高程基本原理和误差来源出发，讨论了三角高程测量应进行的误差改正和注意事项，论述了全站仪三角高程测量在水利水电测量工程中代替四等水准的可靠性。
[关键词] 水利水电 三角高程 水准测量[Abstract] In the water conservancy and hydropower engine- eering survey, most of the time people need to use trigo- nometric elevation range instead of leveling. This article embarks from the basic principle of triangular elevation and error sources and discusses the trigonometric leveling error correction and announcements, and discusses the reliability of triangle elevation surveying instead of the fourth level in the water resources and hydroelectric power measurement project.[Keywords] water conservancy and hydropower, triangle ele- vation, leveling西藏错那县娘江曲流域规划测量工程测区位于藏南山原湖盆谷地中的喜马拉雅山区，气候属于喜马拉雅山南麓亚热带山地半湿润、湿润气候区，气候特点是降水多、气候湿润，日照时间短，旱雨季不分明。
全站仪三角高程代替四等水准测量的可行性分析
全站仪三角高程代替四等水准测量的可行性分析作者：喻方建来源：《中国科技纵横》2013年第13期·【摘要】根据全站仪三角高程测量原理，把全站仪视为水准仪测定两点间的高差，不用量取仪器高、棱镜高，经过精度分析和实践运用，可以代替四等水准测量。
【关键词】三角高程测量一测站水准多测站水准1 引言随着高速公路、铁路事业的蓬勃发展，需要进行大量的水准复测工作，全站仪代替水准测量是广大测量工作者备所关心的问题。
由于水准仪自身的局限性，适用于平坦地区，在地形条件复杂地区做水准复测，测站数增多，不仅工作速度慢，而且精度也难满足施工要求。
而全站仪操作简便快捷、误差小、精度高等优点逐渐取代水准测量工作。
2 全站仪三角高程测量原理如图1所示，A为已知点，B为待测高程点，将全站仪整平、对中于已知点A，并量取仪器高i；将棱镜置于待测点B上，量取的棱镜高为l。
则AB两点间的高差为（1）（2）（3）式中：S为斜距；a为竖直角；c为地球曲率改正值；r为大气折光改正值；K为大气折光系数；R为地球半径（取6371km）。
将（2）式、（3）式代入（1）式可得高差计算公式（4）3 全站仪代替水准测量方法3.1 一测站水准测量如图2所示，将全站仪置于AB两点的中间，已知A点的标高为Ha，求待测点B的标高Hb。
设仪器高为i，棱镜高分别为La、Lb。
将仪器置于AB的中间可不用考虑地球曲率影响，同时在同一时间内可不用考虑大气折光的影响，则可得如下表达式（5）若：、（6）若前、后视棱镜高相等，即：则（7）3.2 多测站水准测量如图3所式，AB是一条水准复测的符合路线，同时要在其间加密部分水准点以满足施工放样的要求。
由（6）式可得如下表达式第一测站高差（8）第二测站高差（9）第三测站高差（10）……………………………（1）当测站为偶数站时，由（8）式和（9）式可得（11）（2）当测站为奇数站时，由（8）、（9）式和（10）式可得（12）4 精度分析4.1 三角高程测量高差的中误差根据误差传播定律，由（4）式可得（13）4.2 两点间高差的中误差根据误差传播定律，由（5）和（7）式可得（14）假设（15）根据全站仪测量精度，ma=2″，ms=±（3+2*10-6S）mm为例子，对不同的测距和不同的竖直角，计算出一系列每千米观测高差中误差mh，以mh为纵坐标，s为横坐标，可得mk的误差曲线图。
用精密三角高程测量代替三等跨河水准测量的技术探讨
高误差对测量精度影 响较 大 ，必须准确丈量仪器 高和
觇 标 高 ，三 角 高程 测 量 时 为 了便 于 量 高 ，可 采 用 偏 心
观测，也可设计一种量高工具 。丈量 次数不少于４ 次。 大气折光对高 差的影 响较 大 ，测量时最好 能在 同时段 内往返观测取 中数、 。如果 实际工作 中不能往返设站 ， 也可将 当地大气折 光系数Ｋ 值准确测定置于全站仪 内测
Ｍ１ Ｓ ｎ ０ 。ＳＣ Ｓ０ （ ／ ）。 中 ｐ＝ ０ ２ ５ ．＋ ｉ 。 ０ ＋ 。Ｏ Ｍ０ ｐ 其 ２ Ｍ ２６６ ，
Ｍ。 ± √ （ Ｉ２ Ｍ ｉ Ｍｌ＋ ｉ ｓ ＳＣ Ｓ０ Ｍ０／ Ｈ： Ｍｔ＋ Ｈ ＋ ｕ Ｓ ｎ ０Ｍ ２ Ｏ （ Ａ ２ ＋
样， 以及跨河高程传递 ，这些放样 工作，若要求用水 准测量方法进行施工 ， 比较 麻烦，甚至无法测量 。如 果用全站仪精密三角 高程法 就比较 方便可行 了。下面 本人用理论和实践两个方面对用精 密三角高程测量代
替三 等 水准 测 量 的方法 进 行探 讨 。
４ 次取 中数 ，用往返观测计算 的高差中数 差值计算大气 折光系数 。计算公式 为： △ｈ １ ｋ ２２ ， △ 为两 ＝（ － ）￥／ Ｒ ｈ 点间的往 返观 测的高差差值，ｓ 为两点 间距离 ，Ｒ 为地 球 曲率半径，通常取６ ７ 公里 。 ３１ 下面举几个本 人在实际工作 中采 用精密三角高程 测量 成功应用的范例 ：１ ９ 年 本人在海 口世 纪大桥 施 ９８ 工 测量中就采用上述方法测定位于海 甸河两岸大桥控 制 点的高程 的。布置在海甸河两岸有六个控制点 ，为
回取中数测角误差为１ １秒 ，取Ｍ ＝ Ｈ ±ｌｍ ．４ Ｍ］ ｍ ，代入上 ＝
式 得 ：Ｍ。±２ ６ ｍ ＝ ． ｍ ，可 以满 足 三 等 高 程 测 量 要求 。量
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全站仪三角高程代替水准测量研究摘要：通过对全站仪三角高程测量与水准仪水准测量原理的对比分析，探讨在满足精度要求条件下用全站仪代替水准仪进行水准测量的可行性。
关键字：全站仪,水准测量,精度
传统的水准测量虽然精度很高，但是在丘陵、山地等坡度变化较大的地区却会受到很大限制，不但测量困难度很大，因为测站太多，精度也无法保证。
同时，随着全站仪在测量工作中的应用和普及，其简单便捷、操作灵活、功能多、精度高的特点引起了测量人员的广泛关注。
如果能够将全站仪应用于精密高程测量中，那么在坡度变化较大地区进行高程测量时，工作效率和精度都会得到极大提高。
本文结合全站仪三角高程测量的特点和不受地形条件限制的优势，分析全站仪三角高程测量在水准测量中的应用前景。
一、传统三角高程测量原理：
如图（1），s是a、b两点间测得的水平距离,弧pe和弧af分别为过p点和a点的大地水准面，弧pn为由于大气折光影响而产生的光程曲线，而仪器置于a点测得的倾斜视线为弧np曲线的切线方向pm，从而产生切曲差f。
倾斜视线pn与水平视线pc的夹角则为垂直角。
欲测定地面上a、b两点的高差，在a点设置全站仪，b点放置棱镜，量取仪器高i, 棱镜高v，则：
= +i-v+f(1)
若a点高程已知为 ,则b点高程为：
= + = ++i-v+f(2)
式中：为实测平距，为竖直角，f为球气差改正数，f=p-r 不同距离d时f的计算式为f=0.42(取r=6370km)，d为实测平距s投影到大地水准面后的距离。
在非高山地区,s与d相差甚微，可以视为近似相等；但是在青藏高原等高海拔地区，则必须加入距离改正，将观测距离s投影到大地水准面化为距离d后进行计算。
二、全站仪精密三角高程测量代替水准测量探讨研究
如图（3）, 设观测时c为测站,a和b 为目标点,、为ac 和cb 之间经气象改正和投影归化后的水平距离,、r 为全站仪照准棱镜中心的竖直角, i为仪器高, v为棱镜高
欲测定地面上a、b两点的高差，在a、b两点之间约中点c处架设全站仪，a、b两点竖立等高棱镜，则：
= +i-v+f1
= +i-v+f2
式中：、r均为竖直角， = = ，由球气差改正数f的公式可知f1=f2，相互抵消。
由高差公式知：
= - = - （3）
则中误差为：
=（ + ） + （ + ）
=（ + ） + （ + ）（4）
由式（7）可知，竖直角越大、观测距离越远，中误差越大
假设观测边长 =100m， =5°， =6°，采用拓普康 gts-600全站仪观测，垂直角测角精度为： ,最小显示： / ；测距精度为：，最小显示：0.2mm
将测角和测距的最大中误差代入式（7），得： =1.411mm
当 =100m时，三等水准测量限差12 =3.795mm，满足精度要求。
同理：
当 =300m时， =4.161mm
三等水准测量限差12 =6.573mm，满足精度要求
当 =500m时， =6.926mm
三等等水准测量限差12 =8.485mm，满足精度要求。
观测要求：
（1）全站仪尽量架设在中点处，保证视距差较小
（2）前后视竖直角大小接近，且为小于10°的较小值
（3）观测采用测回法，观测顺序奇数站时“后-前-前-后”，偶数站时前-后-后-前，取高差平均值，此举可有效减少仪器沉降误差、消除i角误差和竖轴倾斜误差。
（4）应在有利于观测的时间进行，气象条件应稳定
误差来源：
（1）观测时前后视距不相等或气象条件不同，使球气差不能完全抵消
（2）仪器与棱镜在观测过程中发生沉降
（3）全站仪测距、测角不准确
（4）仪器没有严格整平、棱镜不竖直
优势：
在距离远、坡度变化大的地区用全站仪观测高差时，观测速度快，劳动强度低，工作效率高、且观测不受地形条件限制。
同时，此方法不用量取仪器高和棱镜高、测站数相对水准仪也减少了很多，故而可以有效地减少各测站量取误差，进而减少误差累计差，提高测量精度。
参考文献
1、武汉测绘科技大学《测量学》第三版，测绘出版社
2、武汉大学测绘学院《误差理论与测量平差基础》，武汉大学出版社
3、孔祥元，郭际明《控制测量学》，武汉大学出版社
4、宋宜容，图不信巴图，用电磁波测距仪进行三角高程测量的精度分析，青海大学学报
5、姜留涛，全站仪三角高程测量不同方法的比较与分析
注：文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。