論三角高程測(cè)量與三等水準(zhǔn)測(cè)量的分析

1、<p>　　論三角高程測(cè)量與三等水準(zhǔn)測(cè)量的分析</p><p>　?。ńK省睢寧縣經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)管理委員會(huì) 江蘇睢寧 221200） </p><p>　　摘要：本次實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地是從睢寧縣職業(yè)教育中心一食堂旁的已知點(diǎn)K004點(diǎn)開(kāi)始沿籃球操場(chǎng)、工程學(xué)院和田徑操場(chǎng)最后回到K004點(diǎn)，通過(guò)對(duì)這圈高低起伏的路段進(jìn)行三角高程測(cè)量和三等水準(zhǔn)測(cè)量，再對(duì)這兩種外業(yè)測(cè)量數(shù)據(jù)分析比較，結(jié)合精密三角高程測(cè)量的

2、精度分析，最終獲得結(jié)論：認(rèn)為在一定的觀測(cè)條件下，精密三角高程測(cè)量代替三等水準(zhǔn)測(cè)量是可行的，值得進(jìn)一步研究。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：精密三角高程測(cè)量；限差；三等水準(zhǔn)測(cè)量 </p><p><b>　　1 緒 論 </b></p><p><b>　　1.1 概述 </b></p><p>　　

3、水準(zhǔn)測(cè)量目前仍是高程測(cè)量的最常用方法，測(cè)量精度高、操作便捷是這種方法的優(yōu)勢(shì)。但水準(zhǔn)測(cè)量外業(yè)工作量大，且受地形起伏的限制，視線短，施測(cè)速度較慢。而精密三角高程測(cè)量是一種精度較高的高程測(cè)量方法，它不受地形起伏的限制，在進(jìn)行幾何水準(zhǔn)測(cè)量非常困難的復(fù)雜地形或山區(qū)，三角高程測(cè)量發(fā)揮了很大優(yōu)勢(shì)，解決了幾何水準(zhǔn)測(cè)量難以解決的高程傳遞問(wèn)題，從而能夠順利地完成測(cè)量任務(wù)并達(dá)到較高的精度要求。此外精密三角高程測(cè)量施測(cè)速度較快，使用靈活，還能節(jié)省人力和財(cái)力，在

4、一些大型工程項(xiàng)目施工、工業(yè)設(shè)備安裝等高精度測(cè)量中得到廣泛應(yīng)用。 </p><p><b>　　1.2 實(shí)驗(yàn)方案 </b></p><p>　　本論文對(duì)精密三角高程測(cè)量和三等水準(zhǔn)測(cè)量的精度進(jìn)行了研究。利用全站儀和水準(zhǔn)儀從睢寧縣職業(yè)教育中心一食堂旁的已知點(diǎn)K004點(diǎn)開(kāi)始沿籃球操場(chǎng)、體育館和田徑操場(chǎng)最后再回到K004點(diǎn)（詳見(jiàn)圖1）這圈高低起伏的路段進(jìn)行三角高程測(cè)量和三等水準(zhǔn)

5、測(cè)量，獲取兩種測(cè)量方法的高差外業(yè)數(shù)據(jù)，經(jīng)內(nèi)業(yè)處理結(jié)束后，對(duì)兩種方法的測(cè)量精度進(jìn)行比較，最后通過(guò)分析比較獲得結(jié)論。本課題的主要工作包括以下幾點(diǎn)：（1）三等水準(zhǔn)測(cè)量和三角高程測(cè)量概述（2）三等水準(zhǔn)和三角高程的外業(yè)測(cè)量（3）數(shù)據(jù)內(nèi)業(yè)處理和分析論證。 </p><p><b>　　2 三等水準(zhǔn)測(cè)量 </b></p><p>　　2.1 三等水準(zhǔn)測(cè)量的精度要求 </p&g

6、t;<p>　　中絲讀數(shù)法基、輔分劃讀數(shù)的差為2m；基、輔分劃所測(cè)高差的差為3m。 </p><p>　　后前視距差為3m，后前視距差累計(jì)為6m。 </p><p>　　測(cè)段、路線往返測(cè)高差不符值為 ，測(cè)段、路線的左右路線高差不符值為 ，環(huán)線閉合差：平原為 ，山區(qū)為 ，檢測(cè)已測(cè)測(cè)段高差的差為 。（K：測(cè)段的長(zhǎng)度km；L：附合路線長(zhǎng)度km；R檢測(cè)測(cè)段長(zhǎng)度km。） </p&

7、gt;<p>　　2.2 三等水準(zhǔn)測(cè)量方法 </p><p>　　三等水準(zhǔn)測(cè)量采用中絲讀數(shù)法，每測(cè)站讀數(shù)順序?yàn)楹笠晿?biāo)尺黑面、前視標(biāo)尺黑面、前視標(biāo)尺紅面、后視標(biāo)尺紅面。以此次實(shí)驗(yàn)為例如圖1所示，采用逆時(shí)針?lè)较蛞訩004號(hào)點(diǎn)為起始點(diǎn)，一測(cè)站的操作程序是：首先在K004號(hào)點(diǎn)放水準(zhǔn)尺（由于是已知高程點(diǎn)，故不需放置尺墊），在K004號(hào)與3號(hào)點(diǎn)之間架設(shè)水準(zhǔn)儀并整平（由于視距和高差的原因，一測(cè)段的距離不宜放的太遠(yuǎn)

8、），對(duì)準(zhǔn)后視K004號(hào)點(diǎn)讀取標(biāo)尺黑面上、下、中三絲讀數(shù)，然后照準(zhǔn)前視標(biāo)尺黑面，讀數(shù)方法與前者相同，然后再將前視標(biāo)尺轉(zhuǎn)至紅面，用同樣的方法只讀取中絲，最后同樣的方法照準(zhǔn)后視標(biāo)尺的紅面并讀取中絲，記錄完畢后一測(cè)站測(cè)量結(jié)束。再按順序?qū)x器遷至下一站，開(kāi)始下一測(cè)段，直至最終回到K004號(hào)點(diǎn)閉合完成測(cè)量。 </p><p><b>　　3 三角高程測(cè)量 </b></p><p>

9、;　　3.1 三角高程測(cè)量的精度要求 </p><p>　　對(duì)邊觀測(cè)邊長(zhǎng)一般在 200 ～ 500 米，丘陵地區(qū)、山地最長(zhǎng)為 1000 米。豎角一般不超過(guò) 10 度。 </p><p>　　觀測(cè)邊長(zhǎng)在 200 米以內(nèi)測(cè) 2 測(cè)回，200 ～700 米測(cè) 4 測(cè)回，700 ～1000 米測(cè) 6 測(cè)回 </p><p>　　豎直角應(yīng)觀測(cè)三測(cè)回，光學(xué)測(cè)微器兩次讀數(shù)不應(yīng)大于

10、3″，豎直角測(cè)回差和指標(biāo)差均不應(yīng)大于7″。 </p><p>　　架設(shè)好儀器后，量取儀器高與棱鏡高，讀數(shù)至毫米位，兩次量取讀數(shù)應(yīng)小于1厘米，然后取兩者的平均值。 </p><p>　　3.2 三角高程測(cè)量過(guò)程中采取的保證精度的措施 </p><p>　　3.3.1 三角高程測(cè)量計(jì)算高差的公式： </p><p>　　（注： ：A、B兩站間的高

11、差； D：兩測(cè)站之間水平距離； ：棱鏡儀器高； </p><p>　?。簝蓽y(cè)站之間豎直角； ：全站儀儀器高； ：兩測(cè)站之間斜距； </p><p>　　：B點(diǎn)高程； ：A點(diǎn)高程 p、f： 球氣差 ） </p><p>　　從以上的公式可知，在實(shí)際測(cè)量工作中影響三角高程測(cè)量的因素通常是測(cè)站上觀測(cè)目標(biāo)的豎直角a、水平距離D、量取的儀器高i、目標(biāo)高 以及球氣差p、f，本次

12、實(shí)驗(yàn)中我采用的是后者：通過(guò)水平距離和豎直角來(lái)計(jì)算高差。為了提高所測(cè)高差的精度，通常都取兩點(diǎn)之間的對(duì)象觀測(cè)平均值h平=（（D1×tana1+i1- 1+p1+f1）-（D2×tana2+i2- 2+p2+f2））/2，這次實(shí)驗(yàn)中的水平距離D較短，所以在計(jì)算高差時(shí)對(duì)于球氣差的影響可以不用考慮，（但在測(cè)量過(guò)程中應(yīng)該盡量避免在中午或者較差的自然環(huán)境中進(jìn)行三角高程測(cè)量）。故求取高差的平均值為：h平=（D1×tana1

13、 -D2×tana2+i1 -i2- 1+ 2）/2。下面重點(diǎn)對(duì)影響高差h精度的測(cè)距邊D、豎直角a、儀器高i和目標(biāo)棱鏡高 進(jìn)行分析。 </p><p>　　3.3.2 水平距離D精度分析 </p><p>　　本次實(shí)驗(yàn)中對(duì)水平距離D的觀測(cè)采用的是多測(cè)回對(duì)向觀測(cè)，往測(cè)時(shí)盤左觀測(cè)讀取距離四次，盤右觀測(cè)時(shí)讀取距離四次，在遷站后返測(cè)時(shí)同樣盤左盤右各讀取距離四次（測(cè)距精度能夠達(dá)到毫米級(jí)，對(duì)

14、向觀測(cè)的D邊也相差毫米級(jí)），然后在內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)整理時(shí)，對(duì)同一測(cè)段上的多次距離讀數(shù)取平均值，這樣所測(cè)的水平距離的精度就會(huì)大大地提高。 </p><p>　　3.3.3 a豎直角精度分析 </p><p>　　對(duì)豎直角的觀測(cè)采用了中絲法觀測(cè)讀數(shù)，讀取角度方法與水平距離觀測(cè)方法大體一致，在一測(cè)段上往測(cè)時(shí)盤左盤右各讀取豎直角三次，返測(cè)時(shí)同樣盤左盤右各讀取三次，內(nèi)業(yè)處理時(shí)對(duì)同一測(cè)段上讀取的豎直角取平均值

15、。 </p><p>　　按照國(guó)家三、四等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范中要求，三等水準(zhǔn)測(cè)量，環(huán)線閉合差為±12mm，從表3的數(shù)據(jù)中可以看出四條邊兩種方法測(cè)量的高差閉合差均在限差范圍之內(nèi)，滿足了測(cè)量的精度要求，所以用三角高程測(cè)量代替三等水準(zhǔn)測(cè)量在理論上和實(shí)踐中是完全可行的。但通過(guò)兩種測(cè)量方法的高差之差也可從中發(fā)現(xiàn)，隨著距離的加長(zhǎng)，測(cè)量的精度也隨著降低，所以精密三角高程測(cè)量要代替三等水準(zhǔn)測(cè)量，其測(cè)量距離不能過(guò)長(zhǎng)，只有在一定

16、的距離范圍之內(nèi)三角高程測(cè)量才能實(shí)現(xiàn)替代。 </p><p><b>　　4 總結(jié) </b></p><p>　　通過(guò)這個(gè)課題的研究可以發(fā)現(xiàn)進(jìn)行短距離的高程測(cè)量時(shí)，三角高程測(cè)量滿足了三等水準(zhǔn)測(cè)量的精度要求，是可以實(shí)現(xiàn)替代的，這一研究有著現(xiàn)實(shí)的意義，這大大減輕了水準(zhǔn)測(cè)量的工作量，提高了工作效率。 </p><p>　　但本次實(shí)驗(yàn)仍然有不足之處，測(cè)量

17、的精度和方法仍然有待提高和完善：比如在量取儀器高度、讀取角度等等存在一定的誤差，需要更加精細(xì)的獲取方法和更為縝密的操作流程，但總體上來(lái)說(shuō)這次實(shí)驗(yàn)我們完成了當(dāng)初的設(shè)想，驗(yàn)證了所提出的理論。同時(shí)得益于這次實(shí)驗(yàn)使我對(duì)水準(zhǔn)儀、全站儀的使用和高程的測(cè)量方法有了更加深入的了解和認(rèn)識(shí)，鍛煉且豐富了我的儀器操作技能和處理測(cè)量過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題的能力，為我以后從事測(cè)繪工作提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。 </p><p><b>　　參考