第6章控制测量---第2讲

1,第六章小地区控制测量,2,6.4全站仪三角高程测量,3,水准测量：在测量学的广泛应用中，高程测量的主要方法。优点：测量精度高、操作简单是这种方法的优势。缺点：视线短、速度慢、劳动强度大。三角高程测量：适用于野外地形测量，在地势起伏较大时，不方便水准测量时，在一定的精度范围内，代替水准测量。优点：速度快，效率高，操作方便缺点：精度较低,为什么要学习本节课程？,学习内容,三角高程基本原理、球气差改正、计算公式,光电测距三角高程测量可以代替四等水准测量,经纬仪三角高程测量用于山区图根高程控制,三角高程测量方法,三角高程测量的观测,主要内容,三角高程测量原理,三角高程测量的计算,根据两点间的水平距离(斜距)和竖直角计算两点间的高差，再根据已知点的高程，求出未知点的高程。,一、三角高程测量原理,h,D,S,或,B点的高程：,A、B两点之间的高差hAB:,hAB,A,B,HB,HA,大地水准面,i,v,Dtan,S,D,8,上述公式成立的条件是什么？,思考,1、假定视线在空间是一条严格的直线,2、假定A、B两点之间的水准面可以用水平面代替,当两点间距离较长时，应考虑地球曲率和大气折光的影响,球气差（）,地球曲率差（）地球曲率对高差的影响，简称球差。,大气折光差（）大气折光引起视线变成弧线的差异，简称气差。,三角高程测量中的“球气差”改正,v,i,A,B,A、B两点之间高差的计算公式,整理得：,球差：,气差：,球气差：,技术要求,二、三角高程测量的观测,应对向观测,以消除地球曲率和大气折光的影响。,要满足规范关于竖直角观测次数与限差的要求。,要满足规范关于三角高程测量的其它要求。,1,2,3,直觇（往测）,反觇（返测）,考虑球气差影响时，高差计算公式为：,当在A、B两点进行对向观测时，往、返测高差分别为：,取往、返测高差的平均值为：,可以消除掉球气差f的影响。,为什么对向观测可以消除球气差的影响？,光电测距三角高程测量的主要技术要求,经纬仪三角高程测量的主要技术要求,1,2,3,4,三角高程测量路线应组合成闭合或附和路线，以便校核。,二、三角高程测量的观测,18,（五）三角高程测量的计算,1、三角高程测量对向观测所求得的高差(经两差改正后)较差应小于0.1D(D为距离，单位：km),符合要求，则取平均值作为最后高差值。,2、三角高程测量路线测应组成闭合或附合路线。观测结果列于图上，其线路高差闭合差的限值fh容=0.05（D以公里km为单位）,3、当观测成果满足要求时，则将闭合差按与边长成正比分配，再用改正后的高差计算各点的高程。,2005年珠峰高程复测原理第一阶段：精密水准测量海拔5600米之前水准测量法从拉孜(位于西藏自治区西南部,为此次测量起点)到5600米的珠峰半山坡使用精密水准测量路线长为500km，每天测量4公里3月开始从拉孜出发的陕西测绘队应在6月15日前测完全程500km路段精密水准测量工作,第二阶段三角高程，GNSS拟合高程测量海拔5600米以后6点联测确保精度从5600米起使用觇标、GNSS、雪深雷达综合测量峰顶高度测量人员将直接进行珠峰山顶测量测量人员在观测点，用三角高程测量原理观测登山队员竖立在珠峰顶上的觇标测量距离、竖直角计算最终得出珠峰山体高度为提高测量精度，珠峰脚下布设6个观测点观测队员进行6点联测,31,6.4.2、大气折光系数,提高三角高程测量精度的最大障碍是大气折光问题。由于大气折光受所在地区的高程、地形条件、气象、季节、时间、地面覆盖物以及光线离地面高度等等诸多因素的影响，要精确确定光线经过时的折光系数是难以做到的。因此，工程测量中，通常是根据所在地区的观测条件取一个平均的K值来计算高差。目前的研究资料表明，K值在晴朗的白天取0.130.15；阴天白天和夜间取0.160.20；晴朗的夜间取0.260.30为宜。由于大气折光对三角高程测量的精度影响极大，因此对精密高程测量来说，一方面应实地测出适合该地区情况的K值；另一方面，在实际测量中应采取适当的施测方案，如对向观测、选择有利时间段观测、以短视线传递高程等。,32,6.4.3、误差分析,全站仪三角高程测量误差来源主要有以下四个方面。（1）、测距误差的影响；（2）、测角误差的影响；（3）、大气折光的影响；（4）、量高误差,33,（1）、测距误差的影响全站仪测距中误差mD对高差的影响与竖直角的大小有关，但理论计算和实践表明，这种影响通常很小。,常用的全站仪测距精度不低于（5+5ppms）mm，由于测距精度很高，因此测距误差对高程测量的影响很小。,34,（2）、测角误差的影响,测角误差包括:观测误差、仪器误差及外界条件影响。分析表明，竖直角观测中误差m对高差的影响随边长的增长而增大，这项影响比测距误差的影响要大得多。减小测角误差措施：A边长不要太长，一般不能超过1km；B增加竖直角的测回数，提高测角精度，使m在2之内。,35,（3）、大气折光的影响,大气折光影响主要决定于空气的密度。空气密度在一日内从早到晚不停地变化着。一般认为早、晚变化较大，中午比较稳定，阴天与夜间空气的密度亦较稳定，所以折光系数是个变数，通常采用其平均值来计算大气折光的影响，故计算中采用的系数值是有误差的。当全站仪采用对向观测而且又在尽可能短的时间完成，则大气折光系数的变化是相当小的。这种情况下，对向观测可以大幅度削弱大气折光的影响。但实际上无论采用何种措施，大气折光系数不可能完全一样。,36,（4）、量高误差,仪器高i一般容易精确测量，而目标高v在有些情况下不易测量，而量高误差对高程的影响是直接的。作业时量仪器高i和棱镜高v各两次并精确到1mm，然后取平均值，可以使mi=