全站儀三角高程測(cè)量的方法及其精度分析

1、黑龍江水利科技90HeilongjiangScienceandTechnologyofWaterConservancy2002年第4期4,2002文章編號(hào):1007-7596(2002)04-0090-02全站儀三角高程測(cè)量的方法及其精度分析陳樹(shù)英,張立剛,陳曉秋2(11黑龍江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,黑龍江哈爾濱150080;21延壽縣新城水庫(kù)管理站)摘要文章對(duì)全站儀自身提供的高程測(cè)量和測(cè)設(shè)功能進(jìn)行三角高程測(cè)量的方法進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹,的精度分析。全站儀;豎直角;高程測(cè)量;誤差關(guān)鍵詞中圖分類(lèi)號(hào):P22412文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B1引言,在以往使用光學(xué)經(jīng)緯儀的一些測(cè)量方法,在此,筆者將主要探討在單向觀測(cè),不

2、考慮大氣折光系數(shù)測(cè)定誤差的情況下,利用全站儀自身提供的高程測(cè)量和測(cè)設(shè)功能進(jìn)行短距離三角高程測(cè)量與測(cè)設(shè)的誤差情況,并作適當(dāng)?shù)木确治觥?測(cè)量原理211三維坐標(biāo)測(cè)量將全站儀安置在測(cè)站點(diǎn)A上,選定三維坐標(biāo)測(cè)量模式后,首先輸入儀器高i,目標(biāo)高v以及測(cè)站點(diǎn)的三維坐標(biāo)值(XA、YA、HA),然后照準(zhǔn)另一已知點(diǎn)設(shè)定方位角,接著再照準(zhǔn)精度分析也將不考慮大氣折光系數(shù)的測(cè)定誤差。3精度分析由式(6)可知,因P點(diǎn)高程HP為設(shè)計(jì)高程無(wú)誤差,高程測(cè)設(shè)的精度完全取決于高程測(cè)量的精度,所以下面對(duì)式(3)進(jìn)行分析。若設(shè)測(cè)距、測(cè)角誤差分別為ms和ma,儀器高和目標(biāo)高的量取誤差分別為mi和mv,則由式(3)按誤差傳播定律可得高程

3、測(cè)量與測(cè)設(shè)的中誤差mH。222222222(8)mH=mssin+smos+mi+mvC再設(shè)m1=msSinm2=SmosC22222(9)則上式可寫(xiě)成mH=m1+m2+mi+mv不難看出,m1和m2分別為測(cè)距誤差和測(cè)角誤差對(duì)高程測(cè)量和測(cè)設(shè)的影響,mi和mv是儀器和目標(biāo)高的量取誤差對(duì)高程測(cè)量和測(cè)設(shè)的影響。經(jīng)理論分析和試算結(jié)果表明:測(cè)距誤差對(duì)高程測(cè)量和測(cè)設(shè)的影響,隨豎直角和距離的增大而增大,且前者比后者的影響顯著;測(cè)角誤差對(duì)高程測(cè)量和測(cè)設(shè)的影響,同樣也隨著距離的增大而增大,卻隨著豎直角的增大而減少,并且前者的影響比后者的影響顯著。儀器高和目標(biāo)高的量取誤差是固定誤差,距離越短其對(duì)全站儀高程測(cè)量和測(cè)

4、設(shè)的影響越顯著,故其是不容忽視的,這對(duì)短距離、超短距離工程施工測(cè)量是極為不利的。4結(jié)論411若提高豎直角的觀測(cè)精度,同時(shí)采取一定的方法提高儀器高和目標(biāo)高的量取精度,全站儀高程測(cè)量和測(cè)設(shè)完全可以代替四等水準(zhǔn)測(cè)量。412經(jīng)試算,當(dāng)距離短于100m時(shí),地球曲率和大氣折光對(duì)高程的影響值不會(huì)超過(guò)±017mm,因此可以不顧及地球曲率和大氣折光的影響,即可不加入兩差改正值。另外,兩差改正值隨著距離增大而增大,卻隨著豎直角的增大而減小,這對(duì)于利用全站儀向上向下傳遞高程十分有利。目標(biāo)點(diǎn)P上的反射棱鏡,一按坐標(biāo)測(cè)量鍵,儀器就會(huì)按下式自動(dòng)計(jì)算并瞬時(shí)顯示目標(biāo)點(diǎn)P的三維坐標(biāo)值(XP、YP、HP)。(1)XP=

5、XA+S×CosCos(2)YP=YA+S×CosCos+i-v(3)HP=HA+S×Sin為豎直角、為方位角。式中:S為斜距、式(3)就是全站儀三角高程測(cè)量的基本公式。212三維坐標(biāo)測(cè)設(shè)將全站儀安置于測(cè)站點(diǎn)A上,選定三維坐標(biāo)測(cè)量模式后,首先輸入儀器高i,目標(biāo)高v以及測(cè)站點(diǎn)A和待測(cè)點(diǎn)P的(XP、三維坐標(biāo)值(XA、YA、HA)、YP、HP),并照準(zhǔn)另一已知點(diǎn)設(shè)定方位角,然后照準(zhǔn)豎立在待測(cè)點(diǎn)P的概略位置P1處的反,水平距離偏射棱鏡,按鍵測(cè)量即可自動(dòng)顯示出水平偏差差D和高程偏差H:=(4)測(cè)-設(shè)(5)D=D測(cè)-B設(shè)H=H測(cè)-H設(shè)(6)+i-v(7)其中H測(cè)=HA+S×Sin最后,按照所顯示的偏差移動(dòng)反射棱鏡,當(dāng)儀器顯示為零時(shí),即為設(shè)計(jì)的P點(diǎn)位置。從式(3)和式