全站儀中間法高程測量及其精度探討

摘 要：進行高程測量時所運用的全站儀中間法及其測量時的精度進行了一系列的闡述與探討，從而推導出了全站儀中間法高程測量所運用的公式，對高程測量精度造成影響的各種因素進行了相應的計算。并通過一系列的試驗對其進行驗證，發現應用全站儀來對高程及其精度精度進行測量，能夠滿足一般水準測量的要求，在這種情況下本文提出了一些提高全站儀精度的方法，供相關的技術人員參考。

關鍵詞：中間法；全站儀；測量；精度；控制

高程就是根據一點已知的高程，測量另一點的高程，然后將兩點之間所存在的高差測量出來。對地面兩點之間所存在的高差進行測量時，在一般情況下會有兩種方法來進行測量，一種方法時三角高程測量法，一種方法是水準測量法。運用水準測量法進行測量所得出的數據雖然有著較高的精度，但是使用的地區有著一定的限制，只能夠在平坦的地區進行使用所，在高層建筑或者是山區的控制點如果在進行高差測量時用水準測量法，難度將會增大。三角高程測量在大多數的情況下，會在已知的高程上進行全站儀或者經緯儀的安置，在待測點上進行建標牌的安裝，對目標高度以及儀器的高度分別進行量取。

1 全站儀中間法高程測量原理

一般而言，在全站儀的測量過程中都是已知某高程A點，采用棱鏡反光從而對待測點B點進行測量，那么在進行全站儀的測量過程中，一般全站儀會在A和B之間的位置為放置點O，我們定義為O和A之間的高度差為h1.那么相關的公式為：

h1=S1sinα1+c1-r1+i-v1 ，（1）

在上述公式中： α1、S1、r1c1、分別為O至A點的豎直角、傾斜距離、大氣折光改正數，地球曲率改正數、儀器高是i，A點的目標高是v1。 相關的公式為：

K1S12 cos2 α1 2R=1-K12RS1 2cos2α1，（2），另外相關的公式為：

K12RS1 2cos2 α1+i-v1，（3）

根據同樣的理論能夠得出B、O兩點之間的高差h2為：

h2=S2sinα2+f2+i-v2=S2sinα2

K22RS2 2cos2 α2+i-v2，（4）

式中： α2、S2、r2、f2、K2分別為B至O點的豎直角、傾斜距離、大氣折光影響與地球曲率之和及大氣折光系數，那么我們一般定義全站儀的高度采用字母i表示，在B點和相應的標高都是采用V2進行表示，一般A點和B點之間的高度差定義為h，相關的公式如下表示：

h=h2-h1=S2sinα2-S1sinα1

K22RS22cos2α2-1-K12RS1 2cos2 α1+v1-v2，（5）

設HA表示為已知點A的高程，待求點B的高程為HB，則：

K22RS22cos2α2-1-K12RS1 2cos2 α1+v1-v2（6）

根據上述的公式在沒有考慮誤差的情況下，全站儀和個點之間的豎直角α2和α1、測量斜距S2和S1、大氣折光系數K2和K1以及目標高v2和v1有關，從而在一定程度上保證了全站儀的測量精度.A和B之間采用同一桿對比進行，而且高度也不變換的情況下，可以將上述公式進行有效的變換：

K22RS22cos2α2-1-K12RS1 2cos2 α1.（7）

根據上面的公式進行推理論述得出的結論能夠看出，在進行高程測量時全站儀中間法是非常合適的方法，在進行測量的整個過程中與目標所設定的高度，及其儀器的高度都沒有直接的關系，會對其產生影響的因素主要影響的參數包括折光系數以及亮點之間的距離。

2 對全站儀在測量過程中的進度分析

（1）在進行高程測量時選擇前后視目標高的方法來進行，能夠對目標高度進行測量的過程中所產生的一些誤差所產生的一些影響進行消除。將測量高程時的精度能夠進行一定程度的提高，尤其是在觀測距離相對較短的情況下。

（2）根據公式能夠看出，如果在測量的過程中前后的標高前后視角是同一點那么采用mα=±2″對整個高程的誤差進行測量，儀器在實際測量過程中，視角之間的距離需要滿足|D1-D2|≤100m。在實際測量的過程中還需要滿足前后的視角之間的距離綜合在118km內，這樣才能夠滿足實際測量過程中四等水準的要求，在一定程度上能夠減少誤差，當全站儀D1-D2=0，豎直角α≤±20°測量的情況下，一般前后視角的距離綜綜合處于600m范圍以內，這樣基本上能夠達到測量的最低誤差要求。

3 結束語

對高程進行測量時采用全站儀中間法來進行，兩個相鄰的測點能夠不通視，對于測站位置能夠做到可以進行靈活的選擇，不需要在對中之后進行測站，也不用測量儀器的高度。能夠進行靈活的操作，保證了全站儀在測量的過程中較為方便，同時增加了全站儀在測量過程中的進度，其精度能夠滿足四等水準的測量要求。

參考文獻：

[1]顧孝烈，鮑峰，程孝軍.測量學[M].第2版.上海：同濟大學出版社，2010.

[2]許國輝.高精度EDM三角高程測量的研究[J].測繪通報，2011.

[3]郭宗河.用全站儀測量與測設高程的幾個問題[J].測繪通，2012.

[4]何習平.全站儀高差測量精度探討[J].水電自動化與大壩監測，2010.

[5]周小華.大高差單向光電三角高程測量中最佳測站位置的確定[J].華東地質學院學報，2011.

[6]陶海生.全站儀應用于高程測量之精度探討[J].中南公路工程，2012.