工程測量中三角高程與水準(zhǔn)高程對比

工程測量中三角高程與水準(zhǔn)高程對比摘要：本文對高程測量中的三角高程測量和水準(zhǔn)高程測量的方法進(jìn)行了詳細(xì)的對比，首先介紹了三角高程測量的常規(guī)方法、其它常用的方法和注意事項(xiàng)，其次介紹了水準(zhǔn)高程測量的方法和注意事項(xiàng)，為工程測量提供了一定的理論指導(dǎo)。關(guān)鍵詞：工程；三角；水準(zhǔn)；高程；對比Abstract:inthispaperthemeasurementoftheelevationtriangulatedheightsurveyingandlevelelevationmeasurementmethodsofdetailedcontrast,firstintroducedtheconventionalmethodoftriangulatedheightsurveying,othercommonlyusedmethodandattention,thenintroducesthelevelofelevationmeasurementmethodandmattersofattentionfortheengineeringmeasuretoprovidesometheoreticalguidance.Keywords:engineering;Thetriangle;Standards;Elevation;contrast前言高程測量往往會在項(xiàng)目的施工過程中被使用到。二十世紀(jì)，由于全站儀測量技術(shù)的日益進(jìn)步，測量的精度有了飛速的提高，全站儀三角高程的精度也很大程度的得到改善。不過，類似貫通工程尤其是大型貫通工程等對精度要求很高的工程的應(yīng)該達(dá)到怎樣的精度要求，現(xiàn)在還沒有一個準(zhǔn)確的規(guī)程以及標(biāo)準(zhǔn)。傳統(tǒng)的測量方法主要是水準(zhǔn)測量和三角高程測量這兩種。這兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。水準(zhǔn)測量屬于直接測高，精度高，但是工作量大，測量速度慢同時受地形影響較大；三角高程測量屬于間接測高，測量速度快，受地形影響少。通常用在大比例地形圖中。但是三角高程測量精度較低，測試過程復(fù)雜。三角高程測量的方法三角高程測量的常規(guī)方法如圖1所示，設(shè)地面有高度不同的兩個點(diǎn)A和B。假設(shè)A點(diǎn)高程為HA,那么如果已知A點(diǎn)對B點(diǎn)的高差HAB就能夠通過HB=HAB+HA求出B點(diǎn)的高程HB。在圖1中，點(diǎn)D是點(diǎn)A與點(diǎn)B之間的水平距離，是從點(diǎn)A觀測點(diǎn)B的時候的垂直角，i是儀器的高度，t是棱鏡的高度。HA是A點(diǎn)的高程，HB是B點(diǎn)的高程，V是全站儀望遠(yuǎn)鏡與棱鏡之間的高差。圖1我們先假設(shè)點(diǎn)A和點(diǎn)B之間的距離不是很遠(yuǎn)，能夠把水準(zhǔn)面看作是水準(zhǔn)面，并且不考慮大氣對光的折射。為了測定高差hAB,那么放置全站儀在點(diǎn)A,設(shè)立跟蹤桿在點(diǎn)B，為觀測垂直角，i是儀器的高度，t是棱鏡的高度，均可以直接測量，如果A，B兩點(diǎn)之間的水平距離是D,那么，所以可得三角高程測量的一般公式為：（1）不過，（1）式是在水平面作為基準(zhǔn)面以及視線是直線的基礎(chǔ)上得出的。所以，僅在A和B兩點(diǎn)之間的距離不是很遠(yuǎn)的時候，精度才比較高。如果A和B兩點(diǎn)之間的距離很遠(yuǎn)的時候，就得把地球彎曲以及大氣折光等因素考慮進(jìn)去。本文不闡述對球差以及氣差的修正方法，只研究三角高程測量的常規(guī)測量原理。三角高程測量方法具備兩個特點(diǎn)，即：第一，全站儀要求架設(shè)到已知的高程點(diǎn)；第二，儀器高度和棱鏡高度必須測量出來［1］。三角高程測量的其它方法假如可以把全站儀像水準(zhǔn)儀那樣放置在任意一點(diǎn)上，而非架設(shè)到已知的高程點(diǎn)上，而且，儀器高度和棱鏡高度沒有測量出來，這時采取三角高程測量的方法來確定高程，速度會更快。如圖1所示，如果B點(diǎn)的高程是已知的，而A點(diǎn)的高程是未知的，我們利用全站儀測量別的待測點(diǎn)的高程。由（1）式可以得出:（2）（2）式中的值，也就是V的大小能夠用儀器直接測量，而i以及t均為未知數(shù)。不過，我們可以知道，當(dāng)儀器位置設(shè)置好后i以及t均為常數(shù)了。根據(jù)（2）式可以得出：（3）由（3）式可以看出，基于上面的假設(shè)，也是固定值，同時可以計算的值。該方法的一般操作過程總結(jié)為下面幾點(diǎn):第一，將儀器放置在任意位置，但是這一位置必須能夠與已知的高程點(diǎn)通視。第二，利用儀器找準(zhǔn)已知的高程點(diǎn)，將V值測量出來，并利用（3）式計算的值。這個時候的儀器高度和棱鏡高度為任意數(shù)值。第三，把儀器測站點(diǎn)的高程重新設(shè)置為，儀器高度和棱鏡高度是零。第四，測出所求點(diǎn)的高程。接下里，我們理論分析該方法的正確與否。根據(jù)（1）式和（3）式可以得到：（4）式中：是待測點(diǎn)的高程，是測站點(diǎn)的高程，是測站點(diǎn)與待測點(diǎn)之間的水平距離，是測站點(diǎn)與待測點(diǎn)之間的觀測垂直角。由（4）可以看出,不一樣的待測點(diǎn)，其高程是隨著測站點(diǎn)與待測點(diǎn)之間的水平距離以及觀測垂直角的改變而變化的。把（3）式代入（4）式中可以得到：（5）按三角高程測量原理可以得到：（6）把（3）式代入（6）式可以得到：（7）由于，所以可得：（8）根據(jù)（5）式和（8）式可以得出，這兩種測量方法的理論原理是一樣的。因此該方法是對的。根據(jù)上面的分析可以得出：把全站儀放置在任意位置，而且不測量儀器的高度和棱鏡的高度，這樣依然能夠測量待測點(diǎn)的高度。而且由于減少了誤差來源，如儀器高度、棱鏡高度的讀數(shù)等，結(jié)果會更為精確。另外，當(dāng)進(jìn)行實(shí)際測量的時候，還可以根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整棱鏡的高度，只需要記下棱鏡的變化值就可以準(zhǔn)確計算待測點(diǎn)的高程［2］。三角高程測量注意事項(xiàng)第一，儀器的高度以及棱鏡的高度要盡可能準(zhǔn)確。第二，觀測的過程中，要注意指標(biāo)差、測回差以及對向觀測的高差。第三，精密觀測的時候還應(yīng)該考慮加長數(shù)、乘長數(shù)、氣溫、海拔高度以及折光系數(shù)。水準(zhǔn)高程測量方法3.1水準(zhǔn)高程測量原理水準(zhǔn)高程測量的方法是通過水平視線，然后在并水準(zhǔn)尺的幫助下測定