文档介绍：全站仪三角高程代替三等水准可行性研究
摘要:由于传统水准测量在丘陵地区受到地形起伏影响较大,测量速度较慢。而随着全站仪测距、测角精度的不断提高,完全可以按照三角高程的原理测量高程来代替水准测量,并能够达到较高的精度。本文分别通过对全站仪三角高程光电测距原理的推导,探讨了全站仪三角高程进行三等水准测量的可行性,并在理论上得出了全站仪三角高程在一定条件下可以满足三等水准的精度要求的结论。
关键字:全站仪;三角高程;中间法高程测量;水准测量;精度分析
前言
随着全站仪测量技术的不断发展,测角、测距的精度得到很大提高,全站仪三角高程测量的精度有了大幅度的改善。全站仪中间点设站高程测量就在这种背景下得到了广泛的应用。在高程测量过程中,传统的水准测量是一种直接测量两点间高差的方法,测量精度较高,但受地形起伏的限制,转站多,外业工作量大,施测速度较慢。三角高程测量是一种间接测高法,它不受地形起伏的限制,,且每次测量都得量取仪器高,棱镜高,而仪器高于棱镜高的量取精度是较低的,所以就增大了误差。因此,必须对传统三角高程测量方法进行改进,这样全站仪三角高程测得的高差精度才能提高,通过多次实践,表明全站仪中间点设站三角高程法测量能达到国家三等水准测量精度[1]。
1 全站仪中间法三角高程测量原理
全站仪中间法三角高程测量原理见图1—1,图1—1中为仪器架设点,a为后视点,占为前视点,i为仪器高,a1为后视竖直角,s1为后视距离,va为后视目标高,a2为前视竖直角,s2为前视距离,vb为前视目标高,hab为ab两点的高差[2]。
2 精度预计
由于前后觇标高相等,并且忽略了大气折光与地球曲率的影响,根据误差传播定律则有:
根据不同标精度全站仪的精度预计,可得出:使用测角标称精度为2″,测距标称精度为2+2ppm的全站仪,每测站采用两测回时,。在理论上可达到代替三等水准测量精度的要求[3]。
3 数据采集
为了对理论分析进行验证,设计了如下测量方案:别使用传统的水准测量方法与全站仪中间点设站三角高程法来测量同一水准网。以全站仪高程网的平差结果来分析全站仪中间设站法测量高程的精度;以二等水准网的点位高程为标准来检验全站仪高程网数据的可靠性。
水准测量部分采用dini12电子水准仪器,采用两次仪器高法测量。
全站仪三角高程部分使用的仪器是拓普康型全站仪,仪器标称精度为:测距精度2+2ppm;测角精度为2″
在两待测点中间点安置仪器,不量取仪器高,不量取棱镜高(两只棱镜通过全站仪望远镜精确调节为等高)。
照准部位为棱镜中心,采用中丝法照准。觇标读数为vd—垂距。
每测回采用后前前后的测量方法,分别采用正倒镜观测,两组高差的均值作为本测回的高差中数。每测站测两测回。
两组高差读数差不超过3mm。测回间高差中数间互差不超过3mm。前后视距差限差为2m,累计视距差限差为5m。
4 数据分析
通过对两个水准网的平差,全站仪三角高程网的闭合差分别为10mm、,小于三等水准闭合差限差12mm。,小于三等水准每公里高差中误差限差6mm。。达到三等水准网的精度。
由于二等水准网的的测量方法与精度对于全站仪三角高程来说,精度远远高于