文档介绍：悬高测量在实际工作中的应用
刘文芳
(河北省唐山市交通局公路管理站河北唐山 063000)
摘要:在工程设计及施工阶段往往需测量与工程线路交叉的高压线或管道的高程或与线路的
净空,因无法直接测量,常常采用全站仪的特有功能-悬高测量法,结合工程实践,根据现场地
形条件,地物与目标的位置条件的不同,提出三种方法:常规悬高测量法、几何三角悬高测量
法、交会解析悬高测量法,详细阐述了三种方法的原理及适用范围,并结合实例详细介绍了交会
解析悬高测量的方法和实际应用,取得良好效果。
关键词:公路工程;悬高测量;常规法;几何三角;交会解析法
0 前言
在工程设计、施工或使用过程中,经常会遇到高压线或管道等,根据工作需要,需要知道高压线或管道的高程及距离地面的净空,因无法直接放置棱镜,常采用全站仪悬高测量法来解决这一问题。悬高测量也叫远距离高程测量,通过全站仪观测测站点到目标在地面上垂直投影点的水平距离和在测站点观测目标的竖直角,通过三角函数求出目标的高程或净空高。因地形条件不同,在实际工作和学习中,总结几种主要的、比较实用的悬高测量方法,分别为常规悬高测量法、几何三角悬高测量法和交会解析悬高测量法,重点介绍交会解析法悬高测量的具体操作和实际工作中的具体应用。
1 常规悬高测量法
常规悬高测量法如图1所示,直接将棱镜置于目标在地面上垂直投影点上,直接测出测站点到棱镜的水平距离HD,目标的竖直角θ,棱镜高HT,VD为棱镜水平面与仪器水平面高差,就可求出净空高Vh=HD*tan(90º-θ)-VD+HT。常规法理论简洁,操作简单,数学模型简单,在现在的全站仪中都有固化在仪器中的悬高测量程序,不用记录和计算,在现场就可直接测出。
常规悬高测量法虽然简单,其关键是能够准确确定目标在地面上的垂直投影点,但在有些工程中由于
图1常规悬高测量法示意图
现场地形、地物和目标的位置等条件的限制,很难准确确定目标在地面上垂直投影点。如在公路高压线的悬高测量中,当高压线离地面较高时,很难确定目标在地面上垂直投影点,往往是根据工作经验采用目估的办法确定目标在地面上垂直投影点,这样往往不同的司镜员会测出不同的悬高结果,受人为因素影响较大;在航道测量中,由于目标(高压线等)的垂直投影在航道上,受波浪和来往船只的影响也很难直接确定目标在水面上垂直投影点的准确位置。
2 几何三角悬高测量法
如图2,测站点与棱镜位于航道的同一侧,且测站点与棱镜连线与高压线垂直,棱镜位于高压线在地面上垂直投影线上,测出测站点到棱镜的水平距离D,棱镜、测站点与目标点(一般为高压线在航道上的最低点)水平夹角α,根据直角三角函数可求得HD=D/cosα。其它观测要素测量同常规悬高测量。同时测出测站点高程和水面高程,即可求出目标的高程和目标与水面的净空高。
图2几何三角悬高测量示意图
3 交会解析悬高测量法
几何三角悬高测量法能解决如上述高压线与测站点与棱镜的视线垂直情况,由于受地形条件的限制,有时无法找到上述情况的置镜点,只能采用交会解析法。如图3所示,D1和D2分别为高压线在航道
两侧的高压杆;D点为高压线在航道上的最低点,即目标点;A、B为已知坐标的控制点,由于不能直接测得HD,只能间接求得,具体方法是:将全站仪置于A点,并量取仪器高IA,后视B点,测出AB与AD的水平夹角α,