浅析全站仪高程测量的新方法及其应用

1、本文转自： 论文发表摘要：随着全站仪的广泛使用，使用跟踪杆配合全站仪测量高的方法越来越普及，使用传统的三角高程测量方法已经显示出了他的局限性。经过长期摸索，总结出一种新的方法进行三角高程测量。这种方法既结合了水准测量的任一置站的特点，又减少了三角高程的误差来源，同时每次测量时还不必量取仪器高、棱镜高。使三角高程测量精度进一步提高，施测速度更快。关键词：全站仪高程测量水准测量1 、背景概况在工程的施工测量中， 常常涉及到高程测量。 高程测量就是根据已知高程的一点与另一点之间的高差， 然后按高差的定义， 求出未知点的高程。 现阶段高程测量按使用的仪器和测量方法分为水准测量、三角高程测量、GPS 测

2、高、气压计测高法等。水准测量是采用水准仪和水准尺依据水平视线测定两点间的高差，用水准测量法在小区域范围内可得到较高精度的高程数据，但受视线短、高差小等限制，适用范围较窄。GPS 测高是直接测定地面点的地心三维坐标，通过坐标转换为地面高程， 它有两点间不需通视， 距离不受限制等优点， 但其观测费用较高，测量时间较长，数据延后，所以它不太适用于小范围的工程测量。气压计测高是根据高程面每上升11m ，气压约下降 1mm 来测定地面高程，该法适用性较窄，不太适用于工程测量。三角高程测量是采用经纬仪和测距仪测定两点间的竖直角和距离，按三角学原理，计算两点间的高差，该方法是一种间接测高法，它不受地形起伏的

3、限制，且施测速度较快，尤其是随着全站仪的出现，及其测角、测距精度的不断提高，该法更是被广泛应用于地形图测绘、线型工程、管网工程等工程测量中， 但它也有其缺点，就是精度较低，尤其每次测量时都需量取仪器高和棱镜高，比较麻烦，且增加了误差来源。2 、原理简介为了能减少误差来源， 提高精度，充分发挥三角高程测量的优势，更好地为工程建设服务，我们通过大量的工作实践， 摸索出一种新的三角高程测量的方法。在谈及该方法前， 我们需要先了解全站仪的构造及功能，以及传统的三角高程的测量原理。全站仪的各部件名称如图1 和图 2 所示，它是集测距和测角于一身的仪器，随着它的测角精度的不断提高，现在它已完全可以取代经纬

4、仪测角了。图 3 所示是传统的三角高程测量的方法，设点A、B 为不同高度的两点，已知 A 点高程为 HA ，只要知道 A、 B 两点间的高差 hAB ，即可求出 B 点的高程HB=HA+hAB。首先，我们假设 A、B 两点相距不太远，此时可以将它们之间的大地水准面看成水准面，不考虑地球曲率影响， 也不考虑大气折光影响， 由图 3 各关系可得：（DAB 为 A 、B 两点间的水平距离，i为仪器高， v 为棱镜高为A 点观测 B 点的竖直角， HA 为高程， HB 为高程，D·tg为全站仪与棱镜间的高差，设为 V）所以有HB=HA+ D · tg+i-v（1 ）但当 A 、B

5、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。这里不涉及这两项的改正，只就三角高程测量新方法进行阐述。由传统的三角高程测量原理可知，仪器必须架在已知高程点上，必须量取仪器高和棱镜高， 这样就增加了误差的来源，如增加了仪器对中误差， 量取仪器高和棱镜高的误差，这样是不利于我们提高量高程的精度的。如果我们能将全站仪好像水准仪一样任意架设，又不用量取棱镜高和仪器高，这样就能大大提高观测速度和观测精度。如图 1 所示，设 B 点高程为已知高程，A 点高程为未知高程， 通过在 A 点摆站，来测得其它待测点高程。 由（1 ）式可得HA=HB- （ D· tg+i-v ）（ 2 ）上式除

6、了 D· tg即 V 的值可以用全战仪直接测得外，i、v 值都是未知的，但只要仪器整平架好后，仪器高i 值是固定不变的，在观测过程采用同一跟踪棱镜杆，其高度 v 也是不变的，因此（ 2 ）式可化为HA +i-v= HB -D· tg=H（3 ）由上面假设分析可知， HA +i-v的值在仪器摆好后是固定不变的，即H 值不变，也是可以计算得出的。综上所述，该方法的操作步骤如下：2.1 全站仪在离已知高程点的任意合适位置架设，但必须与已知高程点和待测高程点通视；2.2 用仪器照准已知高程点，测出D· tg的值即 V 的值，从而计算出H 的值；2.3 将仪器设站点高程重新

7、改为H，同时将 i、v 值设为 0；2.4 照准待测点测出它们的高程即可。从理论分析用这种方法进行观测时，使前后视距基本相等，用于消除地球曲率的影响，而且由于棱镜杆高度固定在较高位置（一般为1.7 米左右）又可以避免大气折光的影响，其测量高程的精度是完全可以达到三、四等水准精度的。从上面介绍，我们可以看出该方法与传统的高程测量方法相比，有以下有点：3.1 用本方法代替三、四等水准测量来测量高程，大大加快了测量速度，并且它不受高差的制约， 可以更方便地在地形起伏较大的区域进行高程测量，大大提高工作效率；3.2 本方法测高程，免去了许多步骤，如量取仪器高、棱镜高等，大大提高了工作效率和提高测量精度

8、。3.3 通过实践，本方法除用于三、四等水准测量外，还可用于对精度要求较低的沉降变形监测中， 如软基处理中沉降板的监测等。随着全站仪测角与测距精度的不断提高，相信该方法的应用范围会更广。参考文献张前勇 ;常胜 ;全站仪水准法三角高程测量的探讨J; 湖北民族学院学报 (自然科学版 );2007 年 01 期吴贵才 ;全站仪在建筑工程放样中的应用J;山西建筑 ;2007 年 15 期本文转自： 论文发表出师表两汉：诸葛亮先帝创业未半而中道崩殂， 今天下三分， 益州疲弊， 此诚危急存亡之秋也。然侍卫之臣不懈于内，忠志之士忘身于外者，盖追先帝之殊遇，欲报之于陛下也。诚宜开张圣听，以光先帝遗德，恢弘志士

9、之气，不宜妄自菲薄，引喻失义，以塞忠谏之路也。宫中府中，俱为一体；陟罚臧否，不宜异同。若有作奸犯科及为忠善者，宜付有司论其刑赏，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使内外异法也。侍中、侍郎郭攸之、费祎、董允等，此皆良实，志虑忠纯，是以先帝简拔以遗陛下：愚以为宫中之事，事无大小，悉以咨之，然后施行，必能裨补阙漏，有所广益。将军向宠，性行淑均，晓畅军事，试用于昔日，先帝称之曰愚以为营中之事，悉以咨之，必能使行阵和睦，优劣得所。“能 ”，是以众议举宠为督：亲贤臣， 远小人， 此先汉所以兴隆也； 亲小人， 远贤臣， 此后汉所以倾颓也。 先帝在时，每与臣论此事， 未尝不叹息痛恨于桓、 灵也。 侍中、尚书、 长史、 参军，此悉贞良死节之臣，愿陛下亲之、信之，则汉室之隆，可计日而待也。臣本布衣，躬耕于南阳，苟全性命于乱世，不求闻达于诸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉屈，三顾臣于草庐之中，咨臣以当世之事，由是感激，遂许先帝以驱驰。后值倾覆，受任于败军之际，奉命于危难之间，尔来二十有一年矣。先帝知臣谨慎，故临崩寄臣以大事也。受命以来，夙夜忧叹，恐托付不效，以伤先帝之明；故五月渡泸，深入不毛。今南方已定，兵甲已足，当奖率三军，北定中原，庶竭驽钝，攘除