二等光电测距三角高程测量技术正文
光电测距三角高程测量方法
光电测距三角高程测量方法光电测距是一种利用光学原理进行测距的方法,广泛应用于工程测量中。
光电测距的原理是利用光的传播速度以及光电传感器接收光信号的时间差来计算目标距离的方法。
光电测距主要分为直接测量法和间接测量法两种方法。
其中,三角高程测量方法属于间接测量法。
三角高程测量方法是一种基于三角形相似原理的测量方法。
它的原理是利用两个测站的测距数据和测站之间的高程差来计算目标的高程。
具体的步骤如下:1.设置两个测站:在测量区域内选择两个测站点,并在测站点上架设光电测距设备。
2.测距:测量两个测站点与目标点之间的距离。
在光电测距设备上启动测距功能,记录两个测站点到目标点的距离。
3.测高差:在一个测站点上,利用水准仪测量该测站与另一个测站之间的高程差。
水准仪的使用是为了避免在水平线上发生误差。
4.计算高程:根据测距和测高差的数据,利用三角形相似原理进行计算,得出目标点的高程。
三角高程测量方法相对于直接测量法来说,具有测量距离较远和在复杂地形中工作的优势。
不过,它也有一些限制。
首先,三角高程测量方法需要有多个测站点,并且这些测站点之间的视线要畅通才能进行测量。
其次,测站点之间的高程差不能太大,否则会影响测量精度。
在实际应用中,三角高程测量方法被广泛应用于地质勘探、海洋测量、建筑测量等领域。
在地质勘探中,三角高程测量方法可以用于测量山体的高程,进而进行地质构造的分析和研究。
在海洋测量中,三角高程测量方法可以用于测量浮标的高度,进而进行海洋流速的测量。
在建筑测量中,三角高程测量方法可以用于测量建筑物的高程,进而控制建筑物的水平度。
总结来说,光电测距三角高程测量方法是一种基于三角形相似原理的测量方法,它利用测站之间的距离数据和测站之间的高程差来计算目标的高程。
这种方法广泛应用于地质勘探、海洋测量、建筑测量等领域,具有测量距离较远和在复杂地形中工作的优势。
不过,在进行测量时需要注意测站点之间的视线畅通以及测站之间的高程差不能太大。
5章三角高程测量
垂直 角
误差 源 测 距 测 角
0.2km 0.221 1.369 0 2
0.4km 0.259 2.739 0.063 2
0.6km 0.297 4.108 0.152 2
0.8km 0.333 5.477 0.268 2
1.0km 0.370 6.847 0.420 2
3°
折光 差 量 高
2.43
1 K1 2 h1 d1 sin 1 d1 cos2 1 i1 t2 2R 1 K2 2 2 h2 d 2 sin 2 d 2 cos 2 i2 t1 2R
• • 代入式(7-53)又得
(7-54)
1 K1 2 1 K2 2 1 h中 [(d1 sin 1 d 2 sin 2 ) d1 cos2 1 d 2 cos2 2 2 2R 2R
• ( 1 )在已测几何水准的两点间进行三角高程 测量来确定值
• 设用几何水准测量直接测得的 A 、 B 两点高程分别为 HA 、 HB ,在A点上设站观测B点的垂直角为,A点的仪器高为, B点的觇标高为, A、 B两点的椭球面上的距离为 S,则 有 H B H A hAB Stg AB cS 2 i A t B hAB • • • • • 若令, (hAB ) 0 Stg AB i A t B hAB 于是有: H B H A (hAB ) 0 cS 2 即 H B H A (h AB ) 0 (7-57) 作业中用这种方法确定值时,应在测区内选择 4 ~ 5 条 两端已用几何水准测量。
• 3、仪器高和觇牌高的量取 • 应在观测前后用经过检验的量杆各量测一次, 精确至1mm,当较差不大于2mm时取中数采用。 • 4、大气垂直折光系数K的确定 • 当用单向观测高差计算实用公式计算每一条三 角边的往测和返测高差时,必须知道值。球气 差改正系数,对一个测区来说,地球平均曲率 半径R是个常数,因此确定值实质上就是确定K 值。作业中为了计算方便,通常不直接确定 K 值而确定值。
三角高程测量
中铁七局集团武汉工程有限公司测绘分公司
专业、专注、专心
勇于跨越 追求卓越
1、基本要求
1.1布设原则: 1.1.1以高程导线布设测区的基本高程控制,其等级应与测区范围相适 应,满足加密需要,一般应与国家水准点连测。 1.1.2导线水准点的高程,采用正常高系统和“1985国家高程基准”。 1.1.3各等级高程导线网的最弱点相对于高等级点(或起始点)的高程 中误差不超过0.05m。 1.1.4高程导线一般应在高级点间布设成附合路线或高程导线网。当测 区远离国家水准点时,也可布设支线引测国家水准点高程,作为测区的 高程起算点。 1.1.5当采用支线引测高程时,引测路线的等级不应低于测区基本高程 控制等级。引测高程的起算点必须进行检测。引测支线的长度可按表1 的规定放宽0.5倍。 1.1.6高程导线测量可与同等级水准测量混合使用,但在同一测段中只 能使用一种方法。
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两点距离D>300m时,考虑地球曲率和大气折光的影响
地球曲率的影响:
c D2 2R
大气折光的影响: 综合两项的影响:
r k D2 2R
f c - r (1 k)D2 2R
当D=300m,K取0.14时,f≈5.9mm
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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。因此,尽可能利用短边传算高程。
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。垂直
环线或附合路线闭合差
三角高程测量
§4-6 三角高程测量一、三角高程测量原理及公式在山区或地形起伏较大的地区测定地面点高程时,采用水准测量进行高程测量一般难以进行,故实际工作中常采用三角高程测量的方法施测。
传统的经纬仪三角高程测量的原理如图4-12所示,设A点高程及AB两点间的距离已知,求B点高程。
方法是,先在A点架设经纬仪,量取仪器高i;在B点竖立觇标(标杆),并量取觇标高L,用经纬仪横丝瞄准其顶端,测定竖直角δ,则AB两点间的高差计算公式为:故(4-11)式中为A、B两点间的水平距离。
图4-12 三角高程测量原理当A、B两点距离大于300m时,应考虑地球曲率和大气折光对高差的影响,所加的改正数简称为两差改正:设c为地球曲率改正,R为地球半径,则c的近似计算公式为:设g为大气折光改正,则g的近似计算公式为:因此两差改正为:,恒为正值。
采用光电三角高程测量方式,要比传统的三角高程测量精度高,因此目前生产中的三角高程测量多采用光电法。
采用光电测距仪测定两点的斜距S,则B点的高程计算公式为:(4-12)为了消除一些外界误差对三角高程测量的影响,通常在两点间进行对向观测,即测定hAB和hBA,最后取其平均值,由于hAB和hBA反号,因此可以抵销。
实际工作中,光电三角高程测量视距长度不应超过1km,垂直角不得超过15°。
理论分析和实验结果都已证实,在地面坡度不超过8度,距离在1.5km以内,采取一定的措施,电磁波测距三角高程可以替代三、四等水准测量。
当已知地面两点间的水平距离或采用光电三角高程测量方法时,垂直角的观测精度是影响三角高程测量的精度主要因素。
二、光电三角高程测量方法光电三角高程测量需要依据规范要求进行,如《公路勘测规范》中光电三角高程测量具体要求见表4-6。
表4-6 光电三角高程测量技术要求往返各注:表4-6中为光电测距边长度。
对于单点的光电高程测量,为了提高观测精度和可靠性,一般在两个以上的已知高程点上设站对待测点进行观测,最后取高程的平均值作为所求点的高程。
光电测距三角高程测量方法高程控制测量
光电测距三角高程测量方法高程控制测量光电测距是一种利用光电原理进行测量的方法,它可以通过测量物体与仪器之间的光信号来确定物体的距离。
在地理测量中,光电测距被广泛应用于三角高程测量中的高程控制测量。
三角高程测量是一种利用三角形的几何关系来测量物体高程的方法。
在高程控制测量中,我们需要确定某一基准点的高程,并通过测量其他点与该基准点之间的高差来计算出其他点的高程。
而光电测距作为一种高精度、高效率的测量方法,可以为三角高程测量提供准确的距离数据,从而实现高程控制测量的精确性和可靠性。
在光电测距三角高程测量方法中,首先需要选取合适的测量仪器和设备。
一般来说,我们可以选择激光测距仪作为测量仪器,因为激光测距仪具有高测量精度、快速测量速度和远距离测量能力等优点。
在进行三角高程测量之前,我们需要建立一个测量网,确定基准点和待测点的位置关系。
在建立测量网时,我们可以利用全站仪进行测量,测量基准点的坐标和高程,并将其作为测量网的起点。
然后,利用全站仪测量其他待测点与基准点之间的坐标和高程,确定各个待测点的位置关系。
接下来,我们可以开始进行光电测距三角高程测量。
首先,将激光测距仪安装在基准点上,并对准待测点。
然后,通过激光测距仪发射出的激光束,测量出基准点与待测点之间的距离。
在测量过程中,激光测距仪会自动记录下测量值,并通过内置的算法计算出距离数据。
测量完成后,我们可以利用三角形的几何关系来计算出待测点的高程。
根据三角形的高度定理,我们可以得到高程差与距离之间的关系。
通过将测得的距离值代入计算公式中,即可得到待测点的高程。
需要注意的是,在进行光电测距三角高程测量时,我们需要考虑一些误差因素对测量结果的影响。
例如,大气折射误差、仪器误差和观测误差等都会对测量结果产生一定的影响。
因此,在实际测量中,我们需要根据具体情况进行误差分析和修正,以确保测量结果的准确性和可靠性。
总的来说,光电测距三角高程测量方法是一种高精度、高效率的测量方法,可以为高程控制测量提供准确的距离数据。
浅述光电测距高程导线测量的方法及应用
浅述光电测距高程导线测量的方法及应用摘要:本文主要论述了三角高程测量原理以及光电测距高程导线中常用的每点设站法和隔点设站法。
并比较两种方法的优缺点及实际应用。
关键词:光电测距高程导线;每点设站法;隔点设站法0 前言随着高精度电子全站仪的不断普及,光电测距三角高程测量以其快捷的优点逐渐被广泛应用。
为了消除地球弯曲差和大气垂直折光差的影响,用此方法传递高程一般采取每点设站和隔点设站法进行。
1 三角高程测量原理在不考虑垂线偏差情况下,如图1所示,A为测站点,仪器高为。
B为照准点,觇标高为。
S为A、B两点的实地水平距离。
为P点的水准面,为P点的水平视线,CE为地球弯曲差。
为目标N的光程曲线,为P点望远镜照准目标N时视准轴所指的方向,MN为大气垂直折光差。
为P点望远镜观测目标N的垂直角。
AF为A点的水准面,BF为B点对A点的高差。
在平面三角形PCM中,∠PCM≈90°,PC≈,故MC≈,由图1可看出:== (1)式中K为大气垂直折光系数。
上式为三角高程测量单向观测高差的基本计算公式。
同样可得在B点观测A 点的高差计算公式:(2)如果三角高程的边长由电磁波测距仪直接观测,则电磁波测距三角高程测量可按斜距由下列公式计算高差(3)式中,为测站与镜站之间的高差;为垂直角;为经气象改正后的斜距;为大气折光系数;为经纬仪水平轴到地面点的高度;为反光镜瞄准中心到地面点的高度。
该计算公式为光电测距三角高程测量单向观测高差的基本计算公式。
由(1)、(2)、(3)式可看出,如不考虑垂线偏差影响,则三角高程测量的主要误差来源是边长、垂直角、仪器高、觇标高的测量误差,以及球曲差和大气垂直折光差的影响。
属于人或仪器影响的误差一般都可以通过提高仪器精度,选择有利的观测条件及认真作业等加以消除。
关于球曲差,在同一测区,可认为其地球平均曲率半径相同,可通过对向观测或控制前后边长差加以消除。
大气垂直折光由大气密度的分布不均匀引起,它随大气压、温度、湿度、风场、植被、海拔等的变化而变化,具有不稳定性。
二等光电测距三角高程测量技术(正文)
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 二等光电测距三角高程测量技术(正文) 光电三角高程测量代替二等水准测量的尝试:摘要:光电测距三角高程测量代替二等水准测量是目前国内测绘行业正在研究的问题。
本文通过对武汉大学与铁四院在武广客专大瑶山隧道中成功应用的精密二等三角高程测量理论分析的基础上,提出一套适合工程施工单位使用的二等光电测距三角高程导线测量方法,并在向莆铁路二等水准复测中成功应用。
实践证明:该套测量方法在保证测量精度的前提下,经济效益显著! 关键词:二等水准;高、低棱镜;光电三角高程导线;精度分析;效费比较 1、概述随着我国新建铁路施工技术标准不断提高,对铁路施工测量精度的要求也越来越高。
特别是客运专线无碴轨道线路水准基点测量已提高到二等水准测量要求。
因此,配备 DS 1 型以上水准仪及铟瓦钢尺进行二等水准测量将成为现阶段新建高速铁路高程控制的普遍做法,但这种传统的水准测量方法在地形复杂的山区地带,将失去优势很难满足规范中的精度要求。
1 / 162、精密三角高程测量特点针对以上情况,武汉大学与铁四院共同完成了精密三角高程测量研究课题,并在武广客专大瑶山隧道二等水准测量中成功应用,弥补了传统二等水准测量的不足。
其主要原理是:采用在两台全站仪手柄上安装高、低棱镜对向观测的方法来避免量取仪器高、棱镜高及消除球气差的影响,从而提高测量精度达到二等水准测量的要求。
其基本原理如图(一)所示。
I 1△ i 101.3 起 1 2 3 4 终20 20 1#2#3#1.3I 2 △ i 10I3△ i 100#4#S 起S 1-2S 2-1S 2-3S 3 -2S 终 1、0#、4#站仪器为特制精密棱镜对中杆。
光电三角高程测量
光电三角高程测量(一) 三角高程测量的计算公式如图3-19所示,已知A 点的高程HA ,要测定B 点的高程HB ,可安置全站仪(或经纬仪配合测距仪)于A 点,量取仪器i A ;在B 点安置棱镜,量取其高度称为棱镜高v B ;用测距仪中丝瞄准棱镜中心,测定竖直角α。
再测定AB 两点间的水平距离D (注:全站仪可直接测量平距),则AB 两点间的高差计算式为:B A AB v i D h -+=αtan3-20如果用经纬仪配合测距仪测定两点间的斜距D'及竖直角α,则AB 两点间的高差计算式为:B A AB v i D h -+'=αsin 3-21以上两式中,α为仰角时tan α或sin α为正,俯角时为负。
求得高差h AB 以后,按下式计算B 点的高程:AB A B h H H += 3-22在三角高程测量公式3-20、3-21的推导中,假设大地水准面是平面(见图3-19),但事实上大地水准面是一曲面,第一章已介绍了水准面曲率对高差测量的影响,因此由三角高程测量公式3-20、3-21计算的高差应进行地球曲率影响的改正,称为球差改正f 1,如图3-21所示。
按下式,得RD h f 221=∆= 3-23式中R 为地球平均曲率半径,一般取R=6371km 。
图3-19 三角高程测量另外,由于视线受大气垂直折光影响而成为一条向上凸的曲线,使视线的切线方向向上抬高,测得竖直角偏大,如图3-20所示。
因此还应进行大气折光影响的改正,称为气差改正2f ,2f 恒为负值。
气差改正2f 的计算公式为图3-20 地球曲率及大气折光影响RD k f 222⋅-= 3-24式中k 为大气垂直折光系数。
球差改正和气差改正合称为球气差改正f ,则f 应为RD k f f f 2)1(221⋅-=+= 3-25大气垂直折光系数k 随气温、气压、日照、时间、地面情况和视线高度等因素而改变,一般取其平均值,令k=0.14。
全站仪精密三角高程法对二等水准测量的技术探究
全站仪精密三角高程法对二等水准测量的技术探究作者:杨珂来源:《科技资讯》 2012年第26期杨珂(蚌埠市勘测设计研究院安徽蚌埠 233000)摘要:利用几何水准来测量垂直位移不仅效率特别低而且极易受到周围环境的影响,通过全站仪精密三角高程发来实现二等水准的测量则能够有效避免这些问题并且还具有较高的可靠性并且易于操作。
本文介绍了在运用三角高程法进行二等水准测量时所使用到的使用技术,确定和布置水准点、线的方法以及埋石的技术,详细分析了利用全站仪精密三角高程进行各项信息的观测、数据的计算以及水准测量时应当特别注意的问题。
关键词:全站仪水准测量三角高程二等水准精度中图分类号:U212.2 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)09(b)-0049-01长久以来通常是利用几何水准来完成垂直位移的检测的,这种测量方法严重影响到了整体进度并且可靠性较差。
全站仪的诞生有效解决了传统测量方法存在的缺陷,其自动识别功能以及先进的测量技术为测量技术的发展做出了重要的贡献。
当前大部分水准测量都是依靠水准仪以及水准尺共同结合来实现的,根据不同的精度要求可以灵活选择相应精度的设备。
通常情况下一等水准测量是利用一般的水准仪和水准尺完成的,二等水准测量则需要用到精度相对较高的电子水准仪以及铟瓦尺等设备。
另外,利用精密三角高程进行测量同样可以视为和二等水准精度相同的测量,它所用到的全站仪需要具备自动补偿以及照准的功能,该测量方法明显缩短了工程的施工周期,有效改善了工程的施工质量。
1 测量过程中水准线的布置对于以二等水准测量为标准施工的三角高程测量技术,其水准线完全是沿着工程的基本线路布设的,对于隧道地段一般选择便于进行三角搞笑哼测量的地段,而且应当尽量靠近施工的一侧,使得测量线路尽可能缩短。
对于以一等水准或者二等水准为标准的工程运用三角高程测量技术联测时,起算以及线路通常选择相对比较可靠并且稳定性比较高的一等水准点,进行高程检查使则应当选择二等水准点。
三角高程测量及技术要求
三角高程测量及技术要求《三角高程测量及技术要求:我的趣味视角》在测量的世界里,三角高程测量就像是一个有点小脾气但又特别有趣的伙伴。
首先,咱们来说说三角高程测量是怎么一回事吧。
简单理解,就是利用三角形的原理来测量两点之间的高差。
这就好比我们在玩一个找不同高度的游戏。
我们先在一个点设站,然后通过测量仪器瞄向另一个点,再结合一些角度和距离的信息,最后算出高差。
这个过程就像是一场小小的探秘之旅,每一个数据都是一个小线索。
不过呢,这其中的技术要求可不能小瞧。
就像是做蛋糕,原料放错了或者比例不对,那做出来的可就是个“灾难”。
对于测量仪器的使用,那可得小心翼翼的。
经纬仪或者全站仪得先调整得妥妥当当,就像给运动员做热身一样重要。
你要是没调好,测量出来的角度可能就会差之毫厘,谬以千里。
这时候我就感觉自己像是一个精密仪器的指挥官,但这个指挥官有时候还真不好当。
观测的时候更是状况百出。
天气那可是一个关键因素啊。
要是风太大了,仪器就像一个喝醉了酒的小玩偶,晃来晃去,数据根本就没法稳定获取。
这时候就祈祷老天爷给个好天气,就像小时候期待春游当天是个大晴天一样。
而且观测的时候,你的眼睛得像鹰眼一样锐利,要不然很容易看错了读数。
有几次我一马虎差点就把数字看错了,就像大厨在放盐的时候差点当成了糖,那可不得了。
另外,在计算高差的时候,公式就像是一个绕口令。
虽然原理上理解起来不难,但是每次计算的时候还是要小心谨慎,不然很容易在计算过程中出岔子。
就像走迷宫,每一步都得走好,一个不留神就可能走进死胡同。
三角高程测量虽然有这么多的“小麻烦”,但它也很有魅力。
当你经过一番折腾,最后得到准确的高差数据的时候,那感觉就像是解开了一道非常难的谜题,成就感满满。
而且它在一些地形复杂的区域特别管用,那些大型的水准测量仪器去不了的地方,三角高程测量就像是一个灵活的小超人,快速地完成任务。
总之,这三角高程测量就像一场精彩又略带惊险的冒险,让我在测量的道路上越走越有味道。
光电测距三角高程
光电测距三角高程测量4.3.1 各等级光电测距三角高程测量的限差应符合表4.3.1的规定。
表4.3.1 光电测距三角高程测量限差要求(mm)测量等级对向观测高差较差附合或环线高差闭合差检测己测测段的高差之差三等±25±12±20四等±40±20±30五等±60±30±40注:D为测距边长,Li为测段间累计测距边长,以千米计。
4.3.2 光电测距三角高程测量,宜布设成三角高程网或高程导线,视线高度和离开障碍物的距离不得小于1.2m。
高程导线的闭合长度不应超过相应等级水准线路的最大长度。
4.3.3 光电测距三角高程测量观测的主要技术要求应符合表4.3.3的规定。
表4.3.3 光电测距三角高程测量观测的主要技术要求等级仪器等级边长(m)观测方式测距边测回数垂直角测回数指标差较差(″)测回间垂直角较差(″)三等1″≤6002组对向观测2 4 5 5四等2″≤800对向观测 2 3 7 7五等2″≤1000对向观测 1 2 10 104.3.4 三等光电测距三角高程测量应按单程双对向或双程对向方法进行两组独立对向观测。
测站间两组对向观测高差的平均值之较差不应大于±12mm。
4.3.5 所使用的仪器在作业前应按本规范附录B的规定进行检校,仪器检校的各项要求应符合本规范附录B的规定。
4.3.6 光电测距三角高程测量应满足下列要求:1 光电测距三角高程测量可结合平面导线测量同时进行。
2 仪器高和反射镜高量测,应在测前、测后各测一次,两次互差不得超过2mm。
三、四等测量时,宜采用专用测尺或测杆量测。
3 距离应采用不低于Ⅱ级精度的测距仪观测,取位至毫米。
测距限差应符合本规范表3.1.6-3相应仪器等级的规定。
导线点应作为高程转点,转点间的距离和竖直角应对向观测,并宜在同一气象条件下完成。
计算高差时应考虑地球曲率的影响。
测距三角高程测量操作规定
测距三角高程测量操作规定一、适用范围按《公路测量规范》规定,“在进行水准测量确有困难的山岭地带以及沼泽、水网地区,四、五等水准测量可用光电测距三角高程测量”。
公路及公路构造物三角高程控制测量等级应按表—1选定。
公路及公路构造物三角高程控制测量等级表—1二、有关技术要求和规定1、三角高程可直接起闭于高一级的高程控制点上,也可与几何水准混合使用,其附合或环线长度不应超过表—1最大长度;2、光电测距的主要技术要求,应符合表—2的规定。
光电测距主要技术要求表—2注:①1测回——指照准目标1次,读数4次的过程。
②a、b——指仪器的加常数、乘常数,在仪器的检定表中查取;③D——测距长度。
3、GPS测距主要技术要求,应符合表—3的规定。
GPS测距主要技术要求表—34、垂直角观测及三角高差主要技术要求,应符合表—4的规定。
垂直角观测及三角高差主要技术要求表—45、光电测距三角高程测量应符合下列规定:1)光电测距仪应检定有效,并有仪器检定表,便于测量时进行仪器的加常数、乘常数改正。
仪器等级等有关技术要求请详见表—2。
2)选择测距边应符合下列4个要求:①测距边应选在地面覆盖物相同的地段,不宜选在烟囱、散热塔、散热池等发热体的上空;②)测线上不应有树枝、电线等障碍物,测线应离开地面或障碍物1.3m以上;③测线应避开高压线等强电磁场的干扰,并宜避开视线后方的反射物体;④测距边的测线倾角不宜太大。
垂直角不得超过15°。
3)测边时应成像清晰、气象条件稳定,不宜顺光或逆光且与太阳呈小角度观测,严禁将仪器照准头对准太阳。
每站观测时同时读取气温和气压值。
4)对向观测宜在较短时间内进行,计算时应考虑地球曲率和大地折光差的影响。
5)仪高、镜高的量测,应在观测前后各量测一次(精确至1mm),两次量测结果(符合较差要求时)取平均值,两次量测较差要求,四等不大于2mm,五等不大于4mm。
6、GPS测距三角高程测量,即用GPS测量平面距离,用经纬仪测量垂直角并量测仪高、镜高,用水平距离计算高差。
三角高程测量技术与精度控制方法
三角高程测量技术与精度控制方法引言:在测量工程中,高程是一个非常重要的参数。
而三角高程测量技术则是一种常用的测量方法。
本文将介绍三角高程测量的原理和方法,并探讨如何控制测量精度。
一、三角高程测量技术的原理三角高程测量是利用三角形的几何关系来测量点的高程。
测量过程中,测量人员会在三角形的两个顶点上设置测站,使用经纬仪等仪器进行观测和测量。
1. 观测角度测量人员需要利用经纬仪观测两个顶点之间的水平角和垂直角,以确定三角形的大小和形状。
在观测水平角时,经纬仪会通过水平圆盘来确定测量的水平角度。
而测量垂直角时,需要使用直角仪来测量相对高程。
2. 计算高程通过观测的角度和已知的边长,可以计算出点的高程。
计算方法通常采用三角函数的运算,根据正弦定理和余弦定理等几何原理,将观测角度和边长代入计算公式中,得出点的高程。
二、三角高程测量的方法三角高程测量有多种方法,常见的包括非整式测量法、正割平差法和整式测量法。
1. 非整式测量法非整式测量法是利用两条边与一个角度进行测量的方法。
在测量过程中,仅需测量两条边和一个角度,通过计算可以得出目标点的高程。
该方法适用于地形起伏较大、测量范围较小的场景。
2. 正割平差法正割平差法是一种对三角形进行平差的方法。
该方法通过对测量结果进行逐次校正,减小测量误差,提高测量精度。
根据正割平差法的原理,通过初始测量值进行迭代计算,不断接近真实值,从而得到更准确的高程值。
3. 整式测量法整式测量法是一种通过整数倍的边进行测量的方法。
该方法中,边的长度是整数倍关系,并且可以构成等边或等腰三角形。
通过观测边的长度和角度,利用整式测量法的公式计算,可以得到目标点的高程。
三、测量精度的控制方法为了保证测量结果的准确性,需要采取一系列的控制方法来控制测量精度。
1. 观测仪器的选择观测仪器的精度和稳定性直接影响测量结果的准确性。
在选择仪器时,应考虑其精度和稳定性,选择适合实际测量需求的仪器。
2. 观测条件的控制观测条件的控制对测量精度有重要影响。
光电测距三角高程测量方法
光电测距三角高程测量方法光电测距是一种利用光电测量原理进行测距的方法。
光电测距三角高程测量方法是利用光电测距仪和三角测量原理来测量地面上某一点的高程。
在进行光电测距三角高程测量前,首先需要确定测量点和测量基线。
测量点是指需要测量其高程的地面上的点,而测量基线是指从测量点到光电测距仪的直线距离。
测量基线的长度要足够长,以确保测量的精度。
测量过程中,先将光电测距仪放置在已知高程点上,并将其与所测点之间的测量基线测量出来。
然后,将光电测距仪对准所测点,通过光电测距仪测得的斜距和水平距离,再结合已知的测量基线长度,利用三角函数计算出所测点的高程。
在进行光电测距三角高程测量时,需要注意以下几点:1. 测量条件要合适。
测量时要保持光电测距仪与测量点之间的视线畅通,避免有遮挡物影响测量结果。
同时,要选择在天气晴朗、光照充足的情况下进行测量,以保证测量的准确性。
2. 测量精度要高。
测量基线的长度和测量仪器的精度都会影响到测量结果的准确性。
测量基线的长度越长,测量精度越高;而测量仪器的精度越高,测量结果的误差越小。
因此,在实际测量中,应选择适当的测量基线长度和高精度的光电测距仪,以提高测量的精度。
3. 数据处理要准确。
在测量完成后,需要对测量得到的数据进行处理,以得到最终的高程结果。
数据处理过程中,要保证计算准确,避免计算错误导致的测量误差。
光电测距三角高程测量方法在工程测量和地质勘探等领域具有广泛的应用。
通过该方法,可以快速、准确地测量地面上各点的高程,为工程建设和地质研究提供了重要的参考数据。
光电测距三角高程测量方法是一种利用光电测量原理进行测距的方法,通过测量基线和光电测距仪测得的斜距和水平距离,结合三角函数计算出所测点的高程。
在实际应用中,需要注意测量条件、测量精度和数据处理的准确性,以提高测量的精度和准确性。
该方法在工程测量和地质勘探中具有重要的应用价值。
光电测距三角高程测量方法高程控制测量
光电测距三角高程测量方法高程控制测量光电测距三角高程测量方法是一种基于光电测距技术的高程测量方法,通过测量物体与测量仪器之间的距离差,来计算出物体的高程。
该方法常用于土地测量、建筑工程和地质勘探等领域。
在光电测距三角高程测量方法中,测量仪器通常由一个发射器和一个接收器组成。
发射器发出一束光,并通过反射回来的光信号来计算物体与仪器之间的距离。
在进行高程控制测量时,需要事先确定一个已知高程点,作为参考点,从而建立一个高程控制网络。
测量过程中,首先需要设置一个基线,即已知高程点与待测高程点之间的直线距离。
然后,在待测高程点处设置一个测量仪器,将发射器和接收器对准目标物体。
发射器发出一束光,并在目标物体上产生一个反射点。
接收器接收到反射回来的光信号,并通过测量光信号的时间差来计算出物体与仪器之间的距离。
接下来,需要进行三角高程测量。
首先,在已知高程点处设置一个测量仪器,将发射器和接收器对准目标物体。
同样地,发射器发出一束光,并在目标物体上产生一个反射点。
接收器接收到反射回来的光信号,并通过测量光信号的时间差来计算出物体与仪器之间的距离。
然后,通过比较已知高程点与待测高程点的测量结果,可以计算出两个测量仪器之间的高程差。
这样,就可以根据已知高程点的高程值和测得的高程差来计算出待测高程点的高程值。
通过重复这个过程,可以建立一个高程控制网络,并进行高程控制测量。
在实际应用中,光电测距三角高程测量方法具有许多优点。
首先,它可以实现非接触式测量,无需接触物体即可测量其高程,从而避免了测量过程中可能引起的误差。
其次,该方法测量精度高,可以达到亚毫米级别的精度要求。
此外,该方法适用于不同的测量距离范围,可以测量几米到几百米的距离。
然而,光电测距三角高程测量方法也存在一些限制。
首先,该方法对环境光的干扰较为敏感,需要在光照条件良好的环境下进行测量。
其次,该方法在长距离测量时,由于大气折射的影响,测量结果可能存在一定的误差。
三角高程测量
三、三角高程测量在一点设站向另一点观测竖直角和其间的距离,就可以求得这两点的高差,这种方法称为三角高程测量。
如果距离是由电磁波测距测得,就称为电磁波测距三角高程测量。
与水准测量相比较,它的精度较低,但灵活,简便,受地形条件限制小。
1、三角高程测量原理(1)单向观测高差计算公式如上图所示,欲测A、B两点间的高差h,将仪器置于A点,量取仪器横轴至A点的铅垂高度即仪器高i 。
B点竖立目标(如用全站仪观测则安置反射棱镜),量取目标照准点(棱镜中心)至B点的铅垂高度即目标高L。
A、B两点间的高差h即为:h = h’ + c + i - r - L由于A、B两点间的距离与地球半径的比值极小,故可认为∠PNM = 90°于是在ΔPNM中:h’ = S sin a式中:a —目标照准点(棱镜中心)的竖直角;S —A、B之间的斜距;i —仪器高;L —目标高;c —地球曲率影响;r —大气折光影响,即c == ar == aR —地球半径R’—光程曲线PQ的曲率半径设K = ,称为大气折光系数,则有单向观测计算高差的基本公式:h = Ssina + ()S²cos²a + i – L (斜距形式)由于 D = Scosa则h = Dtana + ()D² + i – L (平距形式) (2)对向观测高差计算公式对向观测即是把仪器置于A点观测B点测取高差,再将仪器置于B 点观测A点测取高差,然后取两高差的平均值作为观测结果。
其公式如下:h AB (平均) = ( S AB sina AB – S BA sina BA ) + ( i A + L A ) - ( i B + L B )(斜距形式)h AB (平均) = ( D AB tana AB – D BA tana BA ) + ( i A + L A ) - ( i B + L B ) (斜距形式)2、三角高程测量要求及方法在三角高程测量中,单向观测仅在一点上设站,在另一点上安置目标,测定两点间的高差,这种方法难以克服地球曲率和大气折光等因素影响,也没有检核条件,所以一般只在地形测量及低精度测量中应用。
二等光电测距三角高程测量技术(正文)_0
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 二等光电测距三角高程测量技术(正文) 二等光电测距三角高程测量技术(正文) 光电三角高程测量代替二等水准测量的尝试摘要:光电测距三角高程测量代替二等水准测量是目前国内测绘行业正在研究的问题。
本文通过对武汉大学与铁四院在武广客专大瑶山隧道中成功应用的精密二等三角高程测量理论分析的基础上,提出一套适合工程施工单位使用的二等光电测距三角高程导线测量方法,并在向莆铁路二等水准复测中成功应用。
实践证明:该套测量方法在保证测量精度的前提下,经济效益显著! 关键词:二等水准;高、低棱镜;光电三角高程导线;精度分析;效费比较 1、概述随着我国新建铁路施工技术标准不断提高,对铁路施工测量精度的要求也越来越高。
特别是客运专线无碴轨道线路水准基点测量已提高到二等水准测量要求。
因此,配备 DS1 型以上水准仪及铟瓦钢尺进行二等水准测量将成为现阶段新建高速铁路高程控制的普遍做法,但这种传统的水准测量方法在地形复杂的山区地带,将失去优势很难满足规范中的精度要求。
1 / 112、精密三角高程测量特点针对以上情况,武汉大学与铁四院共同完成了精密三角高程测量研究课题,并在武广客专大瑶山隧道二等水准测量中成功应用,弥补了传统二等水准测量的不足。
其主要原理是:采用在两台全站仪手柄上安装高、低棱镜对向观测的方法来避免量取仪器高、棱镜高及消除球气差的影响,从而提高测量精度达到二等水准测量的要求。
其基本原理如图(一)所示。
3# 1、0#、4#站仪器为特制精密棱镜对中杆。
每测段测站数均为奇数。
2、测段起、止点观测应为同一全站仪、棱镜杆,且距离大致相等。
图(一)精密测距三角高程测量原理计算公式推导如下:1 ????D2????D2D2 H4#?H0#??S 起*Sin?起?(1?K)起?I1?I 镜????S1?2Sin?1?(1?K)1?2?I1?I2???S2?1Sin?2?(1?K)2?1?I2?I1???2 2R2R2R?????????? ????D2????D2D2 ???S2?3Sin?3?(1?K)2?3?I2?I3???S3?2Sin?4?(1?K)3?2?I3?I2???2??S 终*Sin?终?(1?K)终?I3?I 镜? 2R2R2R???????????? 222D??DD ?H0#?S 起*Sin?起?(1?K)起?I1?I 镜??S1?2Sin?1?(1?K)1?2?S2?1Sin?2?(1?K)2?1?2I2?2I1??2 2R2R2R??D 终---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 2??D2?32D3?22 ??S2?3Sin?3?(1?K)?S3?2Sin?4?(1?K)?2I3?2I2??2?S 终*Sin?终?(1?K)?I3?I 镜2R2R2R?? ?H0#?S 起*Sin?起?I1??S1?2Sin?1?S2?1Sin?2?2I2?2I1??2??S2?3Sin?3?S3?2Sin?4? 2I3?2I2??2?S 终*Sin?终?I3?H0#?S 起*Sin?起?I1??S1?2Sin?1?S2?1Sin?2??2?I2?I1??S2?3Sin?3?S3?2Sin?4??2 ?I2?I3?S 终*Sin?终?I3?H0#?S 起*Sin?起??S1?2Sin?1?S2?1Sin?2??2??S2?3Sin?3?S3?2Sin?4??2?S 终*Sin?终?H0#?S起*Sin?起??S1?2Sin?1?S2?1Sin?2?S2?3Sin?3?S3?2Sin?4??2?S 终*Sin?终由公式最终推导结果可知:仪高、棱镜高、球气差均相互抵消,所以测量过程中不量取仪高、棱镜高是此套测量方法的最大特点。
三角高程测量原理及应用
三角高程测量原理及应用 Revised by Hanlin on 10 January 2021三角高程测量及其误差分析与应用一、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。
如图1,所示,在地面上A,B两点间测定高差hAB,A点设置仪器,在B点竖立标尺。
量取望远镜旋转轴中心I至地面点上A点的仪器高i1,用望远镜中的十字丝的横丝照准B点标尺上的一点M,它距B点的高度称为目标高i2,测出倾斜视线与水平线所夹的竖角为a,若A,B两点间的水平距离已知为S,则由图可得图1如图1,所示,在地面上A,B两点间测定高差hAB,A点设置仪器,在B点竖立标尺。
量取望远镜旋转轴中心至地面点上A点的仪器高i,用望远镜中的十字丝的横丝照准B点标尺,它距B点的高度称为目标高v,测出倾斜视线与水平线所夹的竖角为a,若A,B两点间的水平距离已知为s,则由图可得,AB两点间高差的公式为:若A点的高程已知为HA,则B点的高程为: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。
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光电三角高程测量代替二等水准测量的尝试摘要:光电测距三角高程测量代替二等水准测量是目前国内测绘行业正在研究的问题。
本文通过对武汉大学与铁四院在武广客专大瑶山隧道中成功应用的精密二等三角高程测量理论分析的基础上,提出一套适合工程施工单位使用的二等光电测距三角高程导线测量方法,并在向莆铁路二等水准复测中成功应用。
实践证明:该套测量方法在保证测量精度的前提下,经济效益显著!关键词:二等水准;高、低棱镜;光电三角高程导线;精度分析;效费比较1、概述随着我国新建铁路施工技术标准不断提高,对铁路施工测量精度的要求也越来越高。
特别是客运专线无碴轨道线路水准基点测量已提高到二等水准测量要求。
因此,配备DS型以上水准仪及铟瓦钢尺进行二等水准测量将成为现阶段新1建高速铁路高程控制的普遍做法,但这种传统的水准测量方法在地形复杂的山区地带,将失去优势很难满足规范中的精度要求。
2、精密三角高程测量特点针对以上情况,武汉大学与铁四院共同完成了“精密三角高程测量研究”课题,并在武广客专大瑶山隧道二等水准测量中成功应用,弥补了传统二等水准测量的不足。
其主要原理是:采用在两台全站仪手柄上安装高、低棱镜对向观测的方法来避免量取仪器高、棱镜高及消除球气差的影响,从而提高测量精度达到二等水准测量的要求。
其基本原理如图(一)所示。
3#1、0#、4#站仪器为特制精密棱镜对中杆。
每测段测站数均为奇数。
2、测段起、止点观测应为同一全站仪、棱镜杆,且距离大致相等。
图(一)精密测距三角高程测量原理计算公式推导如下:22212214#0#112112212212223322332332432*1)1)1)22221)1)222D D D H H S Sin K I I S Sin K I I S Sin K I I R R R D D S Sin K I I S Sin K I I R R ααααα--------⎡⎤⎡⎤⎛⎫⎛⎫=-+-+-++-+--+-+-÷⎢⎥⎢⎥ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎣⎦⎡⎤⎛⎫⎛⎫++-+--+-+-÷+⎢⎥ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦起起起镜(((((2322212210#11212122122233223332432*1)2*1)1)1)2222221)1)222*122D S Sin K I I R D D DH S Sin K I I S Sin K S Sin K I I R R R D D S Sin K S Sin K I I S Sin R R ααααααα--------⎡⎤+-+-⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎛⎫=----+++-----+÷ ⎪⎝⎭⎛⎫++-----+÷++- ⎪⎝⎭终终终镜起起起镜终终(((((((()()()()230#1121212212333243230#1121212212333242330#)2*222222**22**D K I I R H S Sin I S Sin S Sin I I S Sin S Sin I I S Sin I H S Sin I S Sin S Sin I I S Sin S Sin I I S Sin I H S Sin S ααααααααααααα--------+-=--+--+÷+--+÷++=--+-÷-++-÷+-++=-+终镜起起终终起起终终起起()()()1212122333240#12121223332422**2*Sin S Sin S Sin S Sin S Sin H S Sin S Sin S Sin S Sin S Sin S Sin ααααααααααα---------÷+-÷+=-+-+-÷+终终起起终终由公式最终推导结果可知:仪高、棱镜高、球气差均相互抵消,所以测量过程中不量取仪高、棱镜高是此套测量方法的最大特点。
其主要优缺点如下: 优点:a 、测量速度快,精度高。
特别适合于山区测量。
b 、原理简单、理论计算严密能够满足二等水准测量的要求。
c 、在地形复杂的山区中比二等水准测量更容易达到规范要求。
缺点:a 、价格昂贵,一次性投入大。
按照这种测量方法的要求,需配备两台徕卡TCA2003全站仪、两套高、低棱镜组、对讲机等,折合人民币70万元左右。
一般施工单位难以负担。
b 、此套方法仅能完成高程控制测量,不能与导线控制测量同时进行。
c 、高、低棱镜组加工误差及安装误差对测量精度产生一定影响。
图(二) 全站仪+高、低棱镜组安装图综合以上因素此套方法对于设计部门在复杂山区定测阶段布设二等高程控制网,可以起到事半功倍的效果;但对于施工单位而言此套测量方法高昂的投入就成为了沉重负担。
对于这个问题中铁十四局向莆铁路指挥部测量队,在复杂山区二等水准复测中采用传统三角高程测量方法,很好的解决了高昂的设备投入问题。
3、传统光电测距三角高程导线测量 3.1精度分析光电测距三角高程测量与普通三角高程测量一样,均属于间接高程测量,都要通过测定两点间连线的天顶角或竖直角、边长(斜距或平距),以及量测仪器高和棱镜高,在计算高差时还要顾及地球曲率及大气折光的影响,所有观测与量测项目将综合影响施测高差的精度。
当三角高程测量采用单向观测时,计算公式为21212(1)*(*)2k h S CosZ S SinZ i v R---∆=++- (1) 当三角高程测量采用对向观测时,计算公式为()()1212122121211**2h S CosZ i v S CosZ i v ----∆=+--+-⎡⎤⎣⎦ (2)S-斜距 Z-天顶角 i-仪高 V-棱镜高 k-大气折光系数-2图(三) 光电测距三角高程测量原理根据以往经验,如果对向观测是在相同的观测条件下进行时,大气折光系数K 1-2≈K 2-1。
以S 1-2*SinZ 1-2和S 2-1*SinZ 2-1为对向观测1#、2#两点间的平距,也可近似相等,故有:221221*********)1)(*)(*)22K K S SinZ S SinZ R R--------≈(( 因此,由式(1)、(2)可知:若往测高差为正(负)时,球气差改正后会使高差增大(减小);这时返测高差为负(正),球气差改正后会使高差减小(增大);往返高差(对向)取均值则会完全抵消球气差的影响。
最终剩下的主要误差有:测角误差、测距误差、仪高及棱镜高量测误差。
a 、测角误差测角误差(其中包括折光影响在内),是对高差精度影响的决定因素。
因此,外业测量中应加以充分重视。
根据以往经验采用2″的全站仪两测回测角精度可达到1.5″,如果采用0.5″的全站仪两测回测角精度可达到0.35″。
因此,投入高精度仪器可最大限度的降低测角误差的影响。
全站仪望远镜瞄准误差是影响测角精度的另一个主要因素。
测量过程中当视线长度超过300米时,人眼的瞄准误差将显著增大;超过500米时,就必须用特制大觇牌作为照准目标。
然而,复杂山区光电三角高程测量视线长度大部分都在700米左右。
因此,利用上述消除照准误差的传统做法已经很难满足二等光电三角高程测量的精度要求。
所以利用徕佧TCA2003全站仪先进的自动目标识别功能(ATR ),才能与测角精度匹配;使光电三角高程对向观测代替二等水准测量成为可能。
目前徕佧TCA2003全站仪就具有以上功能。
其自动目标识别功能(ATR )的精度指标详见附表(一),附表(一)注:TCA2003激光对点器可用光学对点器替换,这样可以提高设站精度。
徕佧TCA2003全站仪自动观测过程中,为了减少测量时间,当望远镜十字丝与棱镜中心有小量偏差时就停止转动仪器(该偏差可达5mm),然后由ATR1测出十字丝与棱镜中心的偏移量及大气折光的影响并对水平角和垂直角进行相应改正。
因此,在进行单向光电测距三角高程测量时,高差计算公式中不再考虑大气折光影响。
b、测距误差光电三角高程测量最显著的特点,是边长测量具有很高的精度。
所以测距误差相对于测角误差来说,对高差精度的影响很小,几乎可以忽略不计。
c、仪高及棱镜高误差仪高及棱镜高的量测精度,一般在对中杆上直接读取或采用其它精密测量方法均可达到±1mm精度。
但在施工现场测量中,测量人员习惯将平面与高程控制,通过导线测量的方法同时进行;棱镜也大多采用三角架+基座形式架设。
因此,为达到棱镜高量测精度±1mm的要求,测量过程中可以采取以下措施进行保证。
由于棱镜中心至棱镜占板外侧边垂直距离是固定值,当现场量取棱镜占板外侧边至测点斜长后,就与棱镜中心至测点垂直高构成一直角三角形如图(四)所示,通过三角形勾股定理即可计算出棱镜垂直高。
精度完全能够保证±1mm的要求。
图(四)棱镜高量取原理图3.2精度估算通过以上分析对光电三角高程测量对向观测精度估算如下:首先,根据误差传播定律对式(2)进行偏导,并转化为中误差关系式得:121221211222221212122222222212121***14***Z S h Z S g g S SinZ m CosZ m m S SinZ m CosZ m m m ρρ-------∆---⎡⎤⎛⎫+⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥=⎢⎥⎛⎫⎢⎥++++ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦(3) 12211221121122212222222221-21-22-12-11-22-1S *SinZ =S *SinZ =D Z Z =Z,3Z Z Z S S S g g g g i v g i v m m m m m m m m m ----=-=-======≈式中:,。
考虑到,,,则式()变成222222111**222h Z S g D m m CosZ m m ρ∆⎛⎫=++ ⎪⎝⎭ (4)由式(4)计算不同距离及不同天顶距对所测高差的影响。
具体数值见附表(二)。
3、受全站仪自动瞄准精度限制对向观测距离不允许超过1000米。
表中数据显示:1、测角误差对高差影响显著,测距误差影响不大。
2、天顶角大小对高差影响不大可不予限制。
光电三角高程对向观测高差精度计算表由附表(二)中计算结果可知。
在距离200-1000米之内,采用徕佧TCA2003全站仪进行光电三角高程测量(对向观测)可以代替二等水准测量。
具体操作要求:a 、采用具有自动目标识别功能(ATR )的全站仪照准目标b 、仪高及棱镜高量测精度控制在±1.0mm 范围内c 、对向观测高差较差20√Ld 、虽然天顶角大小对精度影响不大在作业时可以不予限制,但是考虑到全站仪系统误差(竖轴、横轴、视准轴等)与天顶角大小成正比的影响,复杂环境下测量时天顶角宜限制在20度以内。
e、观测过程中的技术要求应符合附表(三)中规定。