高度测量方法在工程测量中作用

高度测量方法在工程测量中的作用摘要:本文介绍了工程测量中每一种高度的测量方法,且论析
了其使用范围,论述了其使用范围，讨论了其测量精度。

关键词:工程测量；弧垂直；gps测高
1 钢尺量高
钢尺量高就是直接测量建筑的任何一个角度。

此方法操作很灵活也比较方便，主要是应用于能够直接进行高度测量的场合。

在高度过高、操作不便时，需利用相似形原理间接测高。

如图1所示，量测ab，则需选一点立一长度已知的标杆（cd），同时量取ab和cd影子长度bp和d0，则 ab=bp（cd/d0）。

该法为原始的间接测高方法，要求地面平坦，天气晴朗，有平行光源。

高度测量精度很大程度取决于影子和标杆长度的测量精度，标杆和影子过短、过长或标杆不垂直都会使高度测量失真。

而且该方法时间性强，没有影子则不能作业。

当精度要求较高时，钢尺量高需按精密量距方法作业并进行相应的尺长改正。

2 水准仪配合钢尺测高
当高度过高和常规钢尺量高操作不便时，可采取水准仪配合长钢尺测高。

竖井施工和隧道开挖所采用的钢尺导入标高、钢丝导入标高均是水准仪配合钢尺测高的例子。

精度要求较高时，除用水准仪读取钢尺读数和传递高程外，下放钢尺或钢丝时，应加大下端垂球重量，同时需进行钢尺比长改正、温度改正、拉力改正，必要时还要采取
防风措施。

该方法主要用于隧道开挖、高大建筑施工、坚井施工等场合。

其精度主要取决于作业过程的组织和控制情况。

3 经纬仪配合钢尺测高
经纬仪配合钢尺测高是直接测出仪器到目标的水平距离和仪器到目标顶、底的垂直角，通过计算间接求出目标高度。

如图2所示ab=ac+cb=0c(tan+tan)。

该法精度主要取决于垂直角和水平距离的测量精度。

4 全站仪测高
当目标上下均可安置棱镜时，则可直接用全站仪测出目标上下的三维坐标，高程差自然就是观测目标高。

也可利用全站仪直接进行高差测量。

当目标顶不能架设棱镜时，可进行悬高测量。

使用全站仪进行悬高测量需首先在目标下安置棱镜，然后应用全站仪测出仪器到棱镜目标的平距和仪器到目标顶端的垂直角，再根据随机软件求出目标高度。

当目标为悬线，且悬线上、下均不能安置棱镜时，可以采用悬点高度测量的方法，但是该方法需要在两塔杆处设立棱镜并观测4个观测量，还需要进行较为复杂的计算。

若采用无反射棱镜的全站仪瞄准目标最高处和最低处就可完成高度测量，作业效率可大大提高。

该法精度主要取决于全站仪测量垂直角和倾斜距离的精度。

进行悬高测量时，棱镜是否精度安置在悬线垂直下方对测高结果精度有重大影响，采用简易悬点对中器对提高结果精度有一定作用。

5 使用测高仪测高
测高仪是将激光测距装置和垂直角度传感器合二为一的手持快速测量仪器，测高仪轻巧便携，操作简单。

根据目标尺寸和反射性的不同，手持激光测高仪量程可达1000m。

利用内置的电子倾斜传感器，倾斜补偿激光测距仪可对倾斜角度进行测量（倾斜度达
0.10）。

进而可得出目标物体的高度值。

激光测高仪发出的激光束是不可见的带状垂直光束，这使它测量细小的垂直物体的能力提高。

激光测高仪具有一种特有的锁定目标功能以降低光束偏离与背景环境相近的待测物体的可能，只需按住“range”按钮并在探物镜中保证红色指示光点对准待测物即可，激光束会在松开按钮之后从测距仪中发出，这就保证使用者有足够的时间来通过探物镜内的红色指示光斑来锁定目标。

为提高测量精度，测高仪的每次测量实际上都是由多次重复测量组成的，当获得足够的测量信息后，扬声器会发出声音提醒操作者，并将测量结果显示在液晶面板上。

激光测高仪所能测量的最大量程取决于待测目标的形状、大小、反射性、所处方向以及空气条件，目标的颜色和表面的涂漆色彩同样也会对量程产生影响。

对于浅色，反射面积较大的非光滑物体具有最佳的测量效果。

垂直物体比水平物体更容易瞄准，白色物体的量程大于黑色物体，反射表面与光束方向垂直的物体要比表面方向偏离的物体更容易测量，对于那些对反射性予以特别设计的物体，能够获得最大的测量范围。

需要特别注意的是，窗户和玻璃这样的光滑物体并不像想象的那样是理想的待测目标，恰恰相反，由于它们会将反激光反射到光源以外的方向，反而会极大地增大测量的难
度。

激光测高仪测高的精度与目标的反射性能有关，一般在457mm。

对于过暗或过亮的物体误差可达0.9m。

手持测高仪适用于对精度要求不高，而对仪器成本有所限制的测量领域。

在树高测量、建筑施工、地质勘测、地产评估等多种应用领域可采用。

6 gps、rtk测高
gps测高基本是利用rtk（实时动态测量系统）技术来分别测出待测目标顶、底点的高程，然而求出目标高。

这除了要求目标顶、底都能够安置流动站外还要求：①能接收5个以上的gps卫星；②迁站过程中不能关机、不能失锁；③必须能同进接收到gps卫星的信号和基地站播发的差分信号。

星数问题限制了rtk技术的应用范围。

在城镇、林荫、山地等地区所测星数少于5个时rtk测量就会遇到困难，在建筑物底部无疑会遇到这些限制，这就需要在旁边选择过渡点，使用其他仪器辅助完成测高工作。

迁站的过程当中不能关机是非常容易做到，但是不能失锁则很难。

当迁站过程中通过树下、立交桥、隧道等地物时，都会引起失锁。

失锁后，必须重新初始化，即重新确定整周模糊值。

随着陀螺惯性导航系统与rtk系统的集成，该困难有望解决。

然而,gps测高的应用到现在位置都还受到非常大的限制。

rtk
测高的精度取决于gps系统本身、rtk设备、测量环境、用户专业水平、测量方法等五大因素，目前主流rtk系统的测高精度已达厘米级。

7 结束语
高度测量的方法分为好几种，就测量方便程度来讲，以手持测高仪测高是最方便的一种，其次为无反射棱镜的全站仪测高，再次为普通全站仪测高，但钢尺量高在直接测量就可完成任务的情况下也和手持测高仪测高一样方便；就测量精度而言，普通全站仪测高、无反射棱镜的全站仪测高均可达到较高的精度，钢尺测量在规范作业的情况下也可得到满意的测高结果。

就组织过程而言，水准仪配合钢尺测高、经纬仪配合钢尺测高、gps、rtk测高稍显复杂，但在特殊场合有其用处。

因此，高度测量方法应根据工程需要和工程特点及仪器设备条件进行选择。